科學(xué)探究既是學(xué)習(xí)內(nèi)容又是教學(xué)方式

高艷清

教學(xué)過程：

師：出示手中的手機，老師讓大家今天帶手機，并且給自己的媽媽拍了一張做飯時的生活照，大家都完成老師的任務(wù)了嗎？

生：我拍了。

一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

師：今天我們就用手中的相機完成今天的實驗“凸透鏡成像的規(guī)律”。

（在大家做實驗前，請大家看一段FLASH動畫。）

學(xué)生觀察到，物距變化，像距、像的大小、正倒也發(fā)生了變化。

（說明：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道凸透鏡在生活中的應(yīng)用。例如：照相機、投影儀、放大鏡、實像、虛像，但是對于為什么像有放大和縮小呢？在腦中沒有概念。）

二、提出問題，進行猜想

師：通過剛才的動畫，你們看到了什么？凸透鏡所成的像的大小、正倒跟什么有關(guān)呢？

生：像有放大的、也有縮小的。

生：蠟燭移動了，結(jié)果像的位置也變化了。

生：像的放大和縮小好像與蠟燭距離凸透鏡的距離有關(guān)系。

師：剛才我們看的是動畫，它是真的嗎？我們物理是一個以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，需要大家動手實驗才能確定它的真實性。今天就利用2種方法來證明剛才的動畫是否是真的。你們實驗桌上有剛才動畫中的實驗器材，可以利用這些器材做實驗，也可以用你們手中的手機和凸透鏡、白紙做這個實驗。同學(xué)們可以自由選擇。

生：用手機做實驗。

三、 問題引路、設(shè)計實驗

1. PPT展示問題

師：既然大家都選擇用手機做實驗，就尊重你們的想法，用手機做實驗。在做實驗前我們要明確幾個問題：

（1）用手機替代蠟燭，蠟燭發(fā)光，手機怎樣才能起到跟發(fā)光的蠟燭一樣的作用呢？

（2）手機中媽媽的照片到凸透鏡的距離是物距還是像距？

（3）凸透鏡到白紙的距離是物距還是像距？

（4）一組4個人，組長要合理分工：誰拿手機、誰拿凸透鏡、誰拿白紙、誰測量像距、物距，并負責(zé)記錄數(shù)據(jù)。

師：這些問題由每組的1號同學(xué)來回答，回答對了加1分。

（說明1：班級的學(xué)生在開學(xué)就分了4個人一組，按照“異質(zhì)同組、同組異質(zhì)”的原則進行分組，依據(jù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，每組有一名優(yōu)等生，兩名中等生，一名學(xué)困生，1號是組長。）

（說明2：把手機里發(fā)光的圖片當(dāng)作本次試驗的發(fā)光的物體，不但能激發(fā)學(xué)生的興趣，同時手機拿起來方便，并且在白紙上找到縮小和放大的像進行對比相當(dāng)?shù)那逦?，如果用點燃的蠟燭，易冒煙，嗆人同時燭焰短不宜觀察，蠟油弄得實驗桌上、地上哪都是，不好收拾，又不環(huán)保。）

（說明3：學(xué)校實驗室的窗戶和門上的窗戶都要用黑色的窗簾罩上，盡量不讓太陽光照進屋內(nèi)。）

生：（1）手機要打開，找到媽媽的照片。

（2）手機中媽媽的照片到凸透鏡的距離是物距。

（3）凸透鏡到白紙的距離是像距。

（4） 4號拿手機、3號拿凸透鏡、2號拿白紙、1號測量像距、物距，并負責(zé)記錄數(shù)據(jù)，調(diào)整小組內(nèi)臨時發(fā)生的問題。

2.學(xué)生獨立自學(xué)課本

師：請同學(xué)們打開書98頁，看一下這頁書中的表格。大家實驗桌上大的凸透鏡的焦距是10厘米，書上98頁的表格有沒有不懂的地方？

（說明：通過提問發(fā)現(xiàn)學(xué)生的認知起點，了解學(xué)情，同時也培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑的意識。）

生：表格里的虛實我分不明白？

師：請大家把書翻到上節(jié)課96頁，看一下兩個圖片，這個組的2號同學(xué)你能告訴大家一會你去做這個實驗時你在哪里找實像的位置，在哪里找虛像的位置呢？

生：我覺得如果我把手機放在離凸透鏡小于10厘米的位置時，可能在白紙上就找不到像了，這時就應(yīng)該像書上的圖片一樣正對凸透鏡看。

生：我同意他的觀點，但是我們組要比他們組快。

師：你們這種不服輸?shù)膭蓬^非常好，但是在做實驗前一定要清楚知道我們要怎樣操作，并且要找到最清晰的圖片的位置時方可以測量距離。

四、和諧互助、進行實驗

環(huán)節(jié)一：探究等大的實像

師：這節(jié)課我們要分3個環(huán)節(jié)進行探究實驗，首先現(xiàn)在每個組統(tǒng)一研究如何找到等大的實像？一會看哪個組做得快，組長要協(xié)調(diào)好，看哪個組能發(fā)揮團隊的力量第一個找到清晰的像，并且快速記錄像距和物距。

1.教師PPT展示

4號把手機打開，翻到媽媽照片那頁，固定手機的位置，3號調(diào)整凸透鏡，讓凸透鏡離手機距離20厘米，2號移動白紙，直到找到與手機圖片一樣大小的像，停止移動白紙，1號做好指揮并且記錄像距（ ）厘米。

（說明：采用分工合作的方式收集實驗數(shù)據(jù)，不僅讓學(xué)生獲得一次合作探究的體驗，也節(jié)約了時間，使本環(huán)節(jié)探究任務(wù)能在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)完成。）

學(xué)生開始實驗，教師把班級所有的窗戶都拉上黑色窗簾，不讓陽光進入教室。教師巡視、指導(dǎo)。

2. 學(xué)生展示實驗結(jié)果

生1：我們測量了幾次，組長感覺最清晰的位置（與物體一樣大小的位置），測量出是19.7厘米，我感覺最清晰的位置是20厘米。我們也弄不清楚哪個位置最清晰了。

師：別的組還有不一樣的數(shù)據(jù)嗎？

生2：我們組開始也有爭議，但是后來意見統(tǒng)一了，應(yīng)該是20厘米處最清晰，每個人看得不一樣，可能也存在誤差吧。我們組認為物距、像距都應(yīng)該等于2倍焦距。

教師板書：物距等于像距，等于2倍焦距時得到倒立等大的實像。

（說明：實驗中變化物理量太多，在教師引導(dǎo)下給學(xué)生設(shè)計出難度適宜的小研究，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)小組合作探究來完成物距在2倍焦距時成像的規(guī)律，有助學(xué)生下面的探究，同時也分解教學(xué)難點。）

環(huán)節(jié)二：探究縮小、放大的實像endprint

師：剛才各個組都小試牛刀，下面看哪一個組能互幫互助在最短的時間內(nèi)找到經(jīng)過凸透鏡得到縮小和放大的像時，物距和像距又需要滿足什么樣的條件？一會實驗完成后，得到縮小實像的組把實驗數(shù)據(jù)寫在最左邊的黑板，得到放大實像的小組把你們的實驗數(shù)據(jù)寫在最右邊的黑板，大家分組實驗吧。

黑板的左邊：學(xué)生實驗數(shù)據(jù)如下：

透鏡的焦距10厘米、2倍焦距20厘米

黑板的右邊：學(xué)生實驗數(shù)據(jù)如下：

透鏡的焦距10厘米、2倍焦距20厘米

師：大家得出實驗數(shù)據(jù)，再一次證明了我們班學(xué)生團結(jié)協(xié)作的這種精神的可貴，大家在協(xié)作中增進了感情，老師感到很欣慰。

師生共同分析上面的2個表格得出總結(jié)：

教師板書：

物距大于2倍焦距時得到倒立縮小的實像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距。

物距大于1倍焦距小于2倍焦距時得到倒立放大的實像，像距大于2倍焦距。

環(huán)節(jié)三：探究放大的虛像

師：根據(jù)PPT上的問題，我們來完成最后一個環(huán)節(jié)的探究實驗。

（1）把手機（發(fā)光的媽媽的照片）放在小于10厘米的位置，在透鏡的另一測移動白紙（光屏）能找到媽媽的像嗎？

（2）如果在白紙上找不到實像，怎樣能看到這個像呢？這個像是放大的嗎？是虛像嗎？

學(xué)生實驗，一會就得出實驗數(shù)據(jù)。

生：當(dāng)物距小于1倍焦距時，光屏上沒有像，只能透過凸透鏡看，得到正立放大的虛像。

（說明：學(xué)生對于本節(jié)知識往往只有支離破碎的記憶，很容易遺忘。而把實驗分成3個環(huán)節(jié)進行引導(dǎo)探究，不僅避免了學(xué)生實驗的盲目性，還符合學(xué)生的認知， 學(xué)生能真正體現(xiàn)合作、動手、思考、參與，很容易得出實驗結(jié)論，突破本節(jié)重點。同時能在學(xué)校把媽媽的圖片縮小和放大，是多么自豪的事情。這也是這節(jié)課學(xué)生一直很興奮的關(guān)鍵。）

五、 質(zhì)疑點撥、遷移延伸

師：剛才的實驗，你還有哪些不明白的？提出一個有價值的問題給本組加1分，能解決別的組提出的問題加2分。

生：我們組無論怎樣弄，都沒有旁邊的組在墻上得到的圖片放大的大。

生：我知道，你們的墻離透鏡太近了，就是像距不夠了。

生：我也知道，也不能把學(xué)校的墻弄個洞吧。

生：你可以移動透鏡呀，把透鏡離墻遠一點呀，不也實現(xiàn)像距變長了嗎？

生：我們組也調(diào)整了透鏡到墻的距離，但是墻上的圖片還是不清晰。

生：我明白了，你們把手機離透鏡太近了，稍調(diào)遠一些就可以了。

師：善于提出問題的人，是愛動腦的學(xué)生，只有這樣你的思維才能越來越活躍，大家應(yīng)該像剛才這幾位同學(xué)學(xué)習(xí)。其實一個固定的物距，只對應(yīng)一個準(zhǔn)確的像距。

六、總結(jié)歸納、熟記規(guī)律

師：給同學(xué)們2分鐘時間，根據(jù)剛才3個環(huán)節(jié)的實驗探究，填寫書上98頁的表格。先獨立填寫，之后每個小組的組長負責(zé)本組內(nèi)“兵教兵”，會的學(xué)生教不會的。

最后教師利用多媒體展現(xiàn)出正確答案，師生共同熟記結(jié)論.2f是放大和縮小實像的分界點，f是成虛像和實像的分界點。

PPT展示：教材98頁想想議議部分內(nèi)容：凸透鏡所成的像有沒有正立的實像？有沒有倒立的虛像？

學(xué)生小組交流、各抒己見。

學(xué)生展示：凸透鏡所成的實像都是倒立的，虛像都是正立的。

七、檢測達標(biāo)、深化了解

1.把一個凸透鏡對準(zhǔn)太陽光，可在凸透鏡20cm處得到一個最小、最亮的光斑。若將一物體放在此凸透鏡前50cm處，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上呈現(xiàn)清晰倒立、縮小的 （選填：“實”或“虛”）像，生活中應(yīng)用該原理制作的光學(xué)儀器是 。

2.如圖所示，小明同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，燭焰在光屏上成了一個清晰的像，下列說法正確的是（ ）。

A. 投影儀就是利用這一成像原理制成的

B. 實驗中蠟燭越燒越短，光屏上蠟燭的像向上移動

C.為了從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用

較光滑的玻璃板

D.要使光屏上燭焰像變小，只需將蠟燭靠近凸透鏡

3.小明同學(xué)從商店買了一個凸透鏡，和一支蠟燭，回家后把蠟燭點燃后，開始移動蠟燭與凸透鏡的距離，花了3分鐘時間，終于在他家的墻上找到了一個倒立、放大的燭焰的像，接著又在自己的作業(yè)本上寫下凸透鏡可以得到倒立、放大的像，并且測量出物距和像距，請分析此同學(xué)的實驗過程完成科學(xué)探究的7個要素？中的幾個要素？

八、布置作業(yè)，拓展延伸

1.大家放學(xué)后，去2元店買一個焦距是14厘米的凸透鏡，回家用手機、白屏與父母一起繼續(xù)探究凸透鏡成像規(guī)律：如何讓實像更小，如何讓實像更大？如何讓虛像更大？物體移動得快還是像移動的快？

2.教材99頁1、3、5題（此題需要學(xué)生回家用手機、凸透鏡、白紙做實驗、驗證自己的猜想）。endprint