“科學(xué)探究：平面鏡成像”教學(xué)設(shè)計(jì)

楊璠

摘 要：本文詳細(xì)介紹了平面鏡成像的探究活動(dòng)設(shè)計(jì)。教學(xué)中借助影視資源引入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)學(xué)生小組合作，自主設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，利于學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法，提高其科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：平面鏡成像；教學(xué)設(shè)計(jì)；科學(xué)探究

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）6-0078-3

1 教學(xué)內(nèi)容分析

1.1 課程標(biāo)準(zhǔn)解讀

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》對(duì)這節(jié)課的要求包括兩方面：一是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系， 這是過(guò)程性要求；二是知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用，這是“了解”水平要求。教學(xué)中，應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究讓學(xué)生知道平面鏡成像時(shí)物像關(guān)系（包括成虛像、物像等距、物像等大），同時(shí)了解平面鏡在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。課標(biāo)（2011版）規(guī)定“探究平面鏡成像中物與像的關(guān)系”是學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)，教學(xué)建議中指出：在科學(xué)探究中，教師不僅應(yīng)關(guān)注讓學(xué)生通過(guò)探究發(fā)現(xiàn)某些規(guī)律，而且應(yīng)注重在探究過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的探究能力，提高探索興趣，增進(jìn)對(duì)探究本質(zhì)的理解，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。所以，在教學(xué)中不僅要讓學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)，也要使其掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法，能用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。

1.2 知識(shí)點(diǎn)介紹

本節(jié)是光的直線傳播與光的反射定律的實(shí)際應(yīng)用。這節(jié)課中學(xué)生將探究平面鏡成像的規(guī)律，首次較完整地研究“像”。因此，它在整個(gè)初中探究性學(xué)習(xí)中起著示范性作用。本節(jié)的一些研究方法與思路也為后面研究凸透鏡成像奠定基礎(chǔ)，故本節(jié)具有重要的承上啟下作用。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識(shí)與技能

知道平面鏡成像的特點(diǎn)及原理，知道虛像的概念；掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法步驟；能用平面鏡成像的知識(shí)解決實(shí)際問題。

2.2 過(guò)程與方法

通過(guò)教師引導(dǎo)，學(xué)生自主探究成像規(guī)律，使學(xué)生掌握探究步驟與方法；通過(guò)理論分析使學(xué)生對(duì)虛像的概念有更深入的理解；通過(guò)變式練習(xí)，解釋生活實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解并學(xué)以致用。

2.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

使學(xué)生領(lǐng)略到平面鏡中的對(duì)稱之美，培養(yǎng)其探索興趣，提高其科學(xué)素養(yǎng)。

3 教學(xué)重難點(diǎn)

3.1 重點(diǎn)

知道平面鏡成像的原理及特點(diǎn)；知道虛像的概念；掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法與步驟；能用平面鏡成像的知識(shí)解決實(shí)際問題。

3.2 難點(diǎn)

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究，使學(xué)生明白物像等大，物像等距和虛像概念。

4 教學(xué)方法

教法：科學(xué)探究法；集體討論法

學(xué)法：自主探究法

5 實(shí)驗(yàn)儀器

白紙、刻度尺、蠟燭、玻璃板、鏡子、支架、蠟燭模型。

6 教學(xué)過(guò)程

6.1 新課引入

教師行為：

通過(guò)播放視頻劉姥姥照鏡子（視頻選自《紅樓夢(mèng)》，劉姥姥第一次進(jìn)大觀園，把自己的像當(dāng)成了親家母），向?qū)W生提問劉姥姥把誰(shuí)當(dāng)成了自己的親家母。向?qū)W生說(shuō)明劉姥姥把鏡子里的人當(dāng)成親家母，是因不知那是像，引入像的概念。

學(xué)生行為：

回答：她自己的像。

設(shè)計(jì)意圖：

用一段有趣的視頻激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新課的興趣，同時(shí)引入像的概念。

6.2 探究成像規(guī)律

（1）提出問題

教師行為：

將學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，拿出各自帶來(lái)的不同的平面鏡，觀看自己的像。讓學(xué)生思考物像的大小、正倒、與平面鏡的位置關(guān)系。

學(xué)生行為：

觀看自己在平面鏡中所成的像，思考老師提出的問題。不同的學(xué)生有不同的觀點(diǎn)，他們發(fā)現(xiàn)自己的觀點(diǎn)與其他同學(xué)的不同。

設(shè)計(jì)意圖：

引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。

（2）猜想與假設(shè)

教師行為：

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)成像的特點(diǎn)作出猜想。這個(gè)時(shí)候還要向?qū)W生介紹實(shí)像、虛像的概念。實(shí)像：實(shí)際光線會(huì)聚而成，是能量的聚集，能用光屏承接。虛像：不是實(shí)際的光線會(huì)聚而成，在像的位置上沒有能量聚集，光屏不能承接。老師將學(xué)生的猜想列舉在黑板上。

學(xué)生行為：

同學(xué)們對(duì)平面鏡成像的特點(diǎn)提出各自的猜想。主要是物像的大小、正倒、與平面鏡的位置關(guān)系、像的虛實(shí)方面。

設(shè)計(jì)意圖：

讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并學(xué)會(huì)應(yīng)用假設(shè)這種思維方法。

（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃

教師行為：

引導(dǎo)學(xué)生相互討論，根據(jù)猜想，利用提供器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。教師應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的狀況有所預(yù)料，給學(xué)生提供引導(dǎo)。比如：有同學(xué)可能會(huì)直接選平面鏡，但他們很快就發(fā)現(xiàn)沒法探究，此時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析為何不能選平面鏡。在探究物像等大的時(shí)候給學(xué)生提供不同大小的蠟燭模型，讓學(xué)生通過(guò)探究過(guò)程發(fā)現(xiàn)必須要選用兩個(gè)同樣大小的蠟燭才能完全重合。實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。

學(xué)生行為：

相互討論，提出驗(yàn)證猜想的方案。在自己探索和老師的引導(dǎo)下選用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可能提出的方案有：①直接觀察鏡中的像驗(yàn)證物像上下一致、左右相反。②驗(yàn)證物像等大，根據(jù)自己的猜想選用不同大小的蠟燭模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。③驗(yàn)證物距等于像距。測(cè)出鏡前后蠟燭到鏡的距離進(jìn)行比較。④驗(yàn)證物像連線垂直于平面鏡。在鏡前后蠟燭上取對(duì)應(yīng)點(diǎn)，測(cè)出他們到桌面的高度，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)驗(yàn)證猜想。⑤為了驗(yàn)證像的虛實(shí)，我們可以用實(shí)際的蠟燭來(lái)成像，用手去摸像，手上沒蠟燭或它的像，就是虛像，有則為實(shí)像。也可用光屏承接，光屏上有則為實(shí)像，否則就是虛像。

設(shè)計(jì)意圖：

這里選用蠟燭模型代替蠟燭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以避免蠟燭燃燒對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的影響，同時(shí)可驗(yàn)證物像是對(duì)稱的。讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，主動(dòng)思考，發(fā)揮其教學(xué)主體作用，培養(yǎng)其分析、解決問題的能力。

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)

教師行為：

引導(dǎo)學(xué)生按照設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并在旁給予適當(dāng)?shù)膸椭?。這時(shí)有的組可能沒讓玻璃板垂直于桌面，所以蠟燭與像不能重合，老師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，提出改正方案。在探究成像虛實(shí)性的時(shí)候，先讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，之后老師再用理論分析成像原理，如圖2所示。

學(xué)生行為：

按照方案逐個(gè)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性，所有步驟都該多次測(cè)量。驗(yàn)證物像等大時(shí)，選用不同大小的蠟燭多做幾次；驗(yàn)證物距等于像距時(shí)，將蠟燭移在不同位置多測(cè)幾組數(shù)據(jù)；驗(yàn)證物像連線垂直于平面鏡時(shí)，應(yīng)該在蠟燭上多取幾組對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量比較。

設(shè)計(jì)意圖：

提高學(xué)生實(shí)際操作的能力，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)探究方法，通過(guò)理論、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合驗(yàn)證成虛像，利于突破教學(xué)重難點(diǎn)。

（5）分析與論證

教師行為：

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納總結(jié)得出結(jié)論：物像上下一致，左右相反；物像等大；物距等于像距；物像連線垂直于平面鏡；平面鏡成的像是虛像。

學(xué)生行為：

分析自己記錄的數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后在書上寫好平面鏡成像的特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：

得出結(jié)論，體會(huì)平面鏡成像的對(duì)稱之美，讓知識(shí)在探究過(guò)程中主動(dòng)生成。

6.3 反饋練習(xí)

教師行為：

給出一些典型的例題（如圖3、圖4），變式練習(xí)和生活中的問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，對(duì)學(xué)生的疑問作出及時(shí)的解答。

學(xué)生行為：

認(rèn)真思考老師的提問，不懂的及時(shí)解決。

設(shè)計(jì)意圖：

變式練習(xí)，加深理解。生活事例讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，也達(dá)到學(xué)以致用的目的。

7 案例評(píng)析

通過(guò)有趣視頻的引入，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂的積極性。學(xué)生自己設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，也利于他們掌握科學(xué)探究的方法。在教學(xué)過(guò)程中，理論、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，利于突破重難點(diǎn)。最后通過(guò)變式練習(xí)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，解決實(shí)際生活的例子，也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到了本節(jié)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，達(dá)到了學(xué)以致用的目的。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 鄧 磊）