用机制抓二期落实
张海欧
【摘 要】基于幼儿科学教育的重要性，针对幼儿科学教育实践中——霓虹不分的美工現象，采用通俗易懂的语言，分析了彩虹与霓的光学机制，并进行多维度解释。该研究与实践有助于幼儿教师对霓、虹自然现象的正确理解，更加有效地进行幼儿科学教育实践。
【关键词】幼儿教育；光学；彩虹；霓
幼儿科学教育的理论和实践越来越受到广泛重视，但是，我国少年儿童的科学素养还偏低[1]。实践中发现，部分幼儿教师在课程实施中出现的明显科学性错误，例如，不同的幼儿园关于彩虹的美工制作，其作品颜色排列截然相反，如图1所示。可见该幼儿教师并没有理解彩虹形成的科学原理，将霓的颜色排列顺序作为彩虹的颜色排列，出现了霓虹不分现象。科学教师就是科学界在课堂上的代表[2]，教师的一言一行都对儿童有着潜移默化的作用，所以科学课程的科学性对儿童发展具有关键性影响。
本研究以此现象为触发，运用光学原理，通过生活化语言研究了彩虹和霓的形成机制及其幼教实践作用。
1 形成虹与霓的物理机制
彩虹、霓是自然界的光学现象，其形成机制、颜色排列可从物理角度作出解释。
1.1 霓和虹为什么都是七彩的？
太阳光是一种复色光，可粗略分为七种颜色。雨过天晴，空气中存在大量的水分，尘粒减少，能见度提高。当太阳光沿斜上方照射到这些雨滴表面时，在雨滴内进行折反射。由于不同颜色的光，频率不同，所以在折反射时候，产生偏角、路径不同，因此，颜色就会彼此分离[3-4]。霓和虹均是太阳光最终折射出雨滴后，形成具有红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种典型颜色的自然现象。
换言之，七种颜色本来抱在一起，由于雨滴充当了棱镜，七种颜色各自能力不同，在雨滴里跑一圈后，跑出来的时候，分了彼此，各自呈现本色。
1.2 为什么霓和虹的颜色恰好排列相反
当太阳光照射到这些雨滴表面时，由于入射角度不同，在其内壁上经过反射、折射的次数不同。对彩虹而言，当太阳光在雨滴斜上方入射时，在雨滴内一次反射，两次折射，在空气中颜色排列由外而内应是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色；对霓而言，当太阳光在雨滴下方摄入时，两次反射，两次折射，比彩虹形成的路径多一次全反射，所以颜色完全反过来，由内而外应是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫色。
也就是说，霓和彩虹相比，在雨滴里多转了一个弯，所以从充当棱镜的雨滴中出来的时候，颜色由内到外恰好反了过来。
1.3 弧形的虹、霓及其联系
霓和彩虹呈现弧形的原理是相同的，彩虹与霓在半空中出现的位置不是特定的，它会随观察者状态、方位而改变。霓、虹拱形的正中心位置，刚好是观察者头部影子的方向。背对太阳时，所有同时进入眼中，成一固定夹角的光线构成一个圆锥态，则此圆锥上的圆弧形状就是观察者所看到的霓或虹。
不同人所看到的霓或虹，是从不同水滴折射出來的。所见到的同一霓或虹，其紫光与红光也是来自不同水滴的折射，即每个人都看到专属于自己的彩虹：当太阳在空中高于42°时，彩虹的位置将在地平线以下而不可见；倘若在飞机上，则会看见彩虹会是完整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。
因为霓的光线出射倾角都比虹大10°左右，所以霓总是“骑”在虹的头上而“结伴”天空。在彩虹与霓的形成过程中，霓的光线在小水珠内部多一次反射，光能损失多一些，所以霓比虹强度小（逊色）。
2 在幼儿教育中正确使用虹与霓
彩虹是生活中比较普遍的光学现象，由于其美丽的颜色和形状，总是在儿童的文学作品、美工、手工制作中出现。无论是《七彩花》的故事，还是彩虹糖的广告，处处都以彩虹为载体。原本自然界中的光学现象，被人们赋予了美好的想象。绚烂的七种颜色，拱桥的样子，无疑也是深受儿童喜爱。然而，相对彩虹而言，霓出现的几率会小很多，基于上述分析可知，霓的颜色也会逊色很多，所以作为肉眼观察，我们更多的看到的是彩虹。那么，在幼儿科学教育中，霓和虹一定要分清楚，不能将霓的颜色排列作为彩虹的排列顺序，这是违背科学事实的；更不能将七种颜色自由排列，完全不顾科学事实。
因此，为贯彻教育教学中的科学性原则，在早期教育中，作为幼儿教师，需要清楚地知道彩虹与霓的形成原理，无论是彩虹与霓的颜色种类、排列顺序、还是形状，都应该掌握。正确运用彩虹这一自然现象进行幼儿教学中的实践。
儿童的童话故事里、美工作品，不应该只有对美好的憧憬和向往，还应该基于一定的科学事实。
3 结论
从公民科学素养及幼儿科学教育的重要性出发，针对幼教实践中的霓虹不分现象，通过简单、通俗的语言，阐释了彩虹与霓的形成机制、区别，帮助了幼儿教师树立对彩虹和霓的科学认识，促进了幼儿的教育实践活动。
【参考文献】
[1]王月莲.幼儿教师科学素养的提升策略[J].学前教育，2016，（6）.
[2]美国国家研究理事会.美国国家科学教育标准[M].戢守志等译.北京：科学技术文献出版社，1999：79.
[3]余小英，李凡生.彩虹形成的光学原理及散射角的推导[J].南宁师范高等专科学校学报，2007（4）.
[4]陆先升.浅析大自然中由色散（或衍射）引起的天然光学现象[J].安徽教育学院学报，1999（1）.
[责任编辑：朱丽娜]
