區(qū)域化、數(shù)字化解題突破學生思維障礙

劉艷芳

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）01-0164-01

一、化“抽象”為“具體”的教學案例設計背景

在新一輪“閔行區(qū)推進中小學課堂教學改進三年行動計劃（2016-2018）”之際，我校也展開了關于課堂教學改進行動。意在根據(jù)學情即根據(jù)學生的生活經(jīng)驗、知識儲備、認知特點等情況，實施有針對性的教學，突破教學難點。

初二學生學習物理有以下特點：剛剛接觸物理，學習物理停留在觀察實驗現(xiàn)象，理解簡單物理現(xiàn)象和規(guī)律，抽象性思維比較弱，對于知識的難點不能夠深刻地理解。而凸透鏡成像規(guī)律的解題應用是一公認的教學難點，現(xiàn)在很多老師的教法是背凸透鏡成像規(guī)律表格或者是畫出凸透鏡成像規(guī)律圖，對應圖形做題。然而這些方法只有部分同學能夠掌握，還有很大部分同學沒有解題的思路。并且這種純記憶的方法學生在腦海里存留的時間不長，很容易忘記。因此，設計具體形象的方法，讓學生有目標地去分析，進而突破學生思維障礙，激發(fā)學生興趣十分有必要。

二、基于突破凸透鏡成像規(guī)律解題應用難點的教學

1.知識鋪墊。通過具體的數(shù)軸形式，對光具座分區(qū)，如圖一，為后面解題應用做鋪墊。老師介紹這里只是代表距離，不存在正和負。首先讓學生指出f，2f這些點在哪里。進一步指出小于f的區(qū)域，大于f小于2f的區(qū)域，大于2f的區(qū)域在哪里。通過指認點和區(qū)域，反過來讓學生歸納：①區(qū)代表小于f；②區(qū)代表大于f小于2f；③區(qū)代表大于2f。

2.把實驗數(shù)據(jù)以圖形的形式畫在光具座軸上，歸納得出凸透鏡成像規(guī)律。把圖形區(qū)域位置，轉(zhuǎn)換為具體的數(shù)字，為學生后續(xù)的解題提供便捷的抓手。

③區(qū)→②區(qū)：u>2f，f

②區(qū)→③區(qū)：f2f，成倒立放大實像（可以理解成2到3，則變大）

①區(qū)：u

3.凸透鏡成像解題規(guī)律應用。

題型一：成像判斷。該題型的特點是已知凸透鏡的焦距和物距（或像距），判斷凸透鏡成像特點。例，一凸透鏡的焦距為10厘米，當物體放在凸透鏡前30厘米處成 的像；當物體向凸透鏡靠近22厘米時，成 的像。題目分析：已知f=10cm，u=30cm，可知物體在③區(qū)，則為③→②區(qū)域?qū)?，即像在②區(qū)，成倒立縮小實像；當物體向凸透鏡靠近22cm時，u=8cm，可知物體在①區(qū)，成正立放大虛像。以一例一練的形式，教師先帶領學生體驗解題的過程，感受方式與技巧。再通過即時的變式練習，鞏固所學的知識。最后，利用學生自主講題，在鍛煉表述能力的同時，加強對題型的理解，提升思維品質(zhì)。

題型二：焦距像判斷。該題型的特點是已知物距（或像距）和成像特點，判斷凸透鏡焦距。例，蠟燭放在離凸透鏡20厘米的主光軸上，在透鏡的另一側(cè)光屏上得到放大的像，則凸透鏡的焦距范圍為多少？該類型題目的關鍵是：通過成像特點，轉(zhuǎn)化為數(shù)字區(qū)域，明確物距（或像距），進而解題。題目分析：已知u=20cm，光屏上放大的像，則為②→③區(qū)域?qū)?0cm在②區(qū)，則f<20<2f，計算得出10

題型三：實驗分析。針對此類題型，先回顧實驗內(nèi)容，鞏固操作要點。該題型的關鍵是在光具座上標名特殊點位光心O，焦點F，二倍焦距2F。然后結(jié)合數(shù)字化凸透鏡成像規(guī)律解題。例，某同學做凸透鏡成像實驗，凸透鏡焦距為10厘米，保持透鏡位置不變，將蠟燭放在15厘米刻度處，為了在光屏的中心找到像，應調(diào)整光屏，移動光屏過程中，眼睛應注意觀察，為了在光屏上找到清晰縮小的像，光屏應在光具座的___厘米刻度范圍內(nèi)移動（選填“50-60”“60-70”或“大于70”）。例題分析：高度（略），光屛上像是否清晰（略）。通過在光具座上標注光心，焦點F和2倍焦距位置。很清晰地可以判斷物體在③區(qū)，則為③→②區(qū)域?qū)?，像在②區(qū)，選60-70cm。抽象難懂的凸透鏡成像規(guī)律，通過數(shù)字化解題則一目了然，突破學生思維障礙。

三、教學案例總結(jié)

這是我上的一節(jié)凸透鏡成像解題應用的習題課，借用數(shù)軸，創(chuàng)設區(qū)域概念，實現(xiàn)數(shù)字化解題。從教學效果來看：（1）絕大多數(shù)學生能借用數(shù)軸的形式快速對光具座左右分區(qū)，進而把凸透鏡成像規(guī)律進一步數(shù)字化。（2）根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，學生在解題應用時可以從抽象的圖形，轉(zhuǎn)換為簡單的數(shù)字比較和數(shù)學計算，迅速解題，進而突破思維障礙。整個課堂教學中，克服了比較抽象的講解，使得學生有解題的方向和方法，讓學生真正參與課堂，提高學習效率。深化了課堂教學改革，提高了課堂教學質(zhì)量，充分體現(xiàn)以學生為本，面向全體學生的教育觀。

區(qū)域化、數(shù)字化解題思想實際上是化抽象為具體的轉(zhuǎn)換意識在起作用。因此，在物理教學中要加強轉(zhuǎn)換意識的教學，如“因果轉(zhuǎn)化意識”、“類比轉(zhuǎn)化意識”、“化抽象為具體轉(zhuǎn)化意識”等的教學，才能使學生從容面對物理新概念、新規(guī)律、新題型和新解法。因此，提高學生的轉(zhuǎn)換意識是突破學生思維障礙的一個重要環(huán)節(jié)。