淺析初中物理《探究凸透鏡成像規(guī)律》案例中的課堂創(chuàng)新

朱云

初高中物理教學(xué)作為中學(xué)階段教育教學(xué)的重要組成部分，其在中學(xué)教育教學(xué)中占據(jù)著重要的比重。如何做好物理教學(xué)，完成物理的教學(xué)任務(wù)，是每一個(gè)中學(xué)物理教師肩上不可推卸的重任。作為一名初中物理教師，從已畢業(yè)學(xué)生反饋的情況來(lái)看，初進(jìn)高中的優(yōu)秀學(xué)生對(duì)于高中物理的學(xué)習(xí)，也是感覺(jué)難上加難，要經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的適應(yīng)過(guò)程，而高中物理教師總是在抱怨學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的能力越來(lái)越差，問(wèn)題的根源在于初中物理教育嗎？個(gè)人認(rèn)為并不竟然，究其原因，初高中物理在知識(shí)體系、培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)方法等方面存在較大差異，初高中物理有效銜接的重要性已顯得日益突出。

現(xiàn)以一節(jié)初中物理的常規(guī)課創(chuàng)新為契機(jī)，盡量貼近高中物理的教學(xué)和研究方法，從中找到初高中物理教學(xué)的不同點(diǎn)和銜接點(diǎn)，探討初高中銜接的有效方法。

[案例主題]

在《探究凸透鏡成像規(guī)律》培養(yǎng)高中物理意識(shí)的體會(huì)。

[案例背景]

1.在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出“高中物理是普通高中科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，與九年義務(wù)教育物理或科學(xué)學(xué)科課程相銜接”。但長(zhǎng)期以來(lái)，初高中銜接問(wèn)題是高中教學(xué)起步關(guān)鍵所在，如何使初中生能盡快適應(yīng)高中學(xué)習(xí)，搞好初高中教學(xué)銜接，是每位初中物理教師必須關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

2.高考和高中課程正在進(jìn)行改革，高中教材能否和初中教材進(jìn)行接軌，學(xué)生面對(duì)高中學(xué)習(xí)是否會(huì)有效銜接，初中物理教師必須通過(guò)課程創(chuàng)新和改革來(lái)跟上初高中教學(xué)銜接的節(jié)奏。

3.從自身出發(fā)，在初中已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生升入高中以后，經(jīng)過(guò)高中物理學(xué)習(xí)和我聯(lián)系反饋的內(nèi)容信息來(lái)看，自己感覺(jué)也有必要進(jìn)行初高中物理教學(xué)銜接的嘗試。

基于以上原因，我在課堂教學(xué)中努力做到與高中接軌，體現(xiàn)高中物理思想和研究方法?，F(xiàn)就初中八年級(jí)物理《探究凸透鏡成像規(guī)律》一課所做的課堂創(chuàng)新，與大家一起探討初高中銜接的內(nèi)涵。

[課標(biāo)要求]

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)這節(jié)課的要求：探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律。

高中物理教學(xué)大綱的要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)知道透鏡成像的規(guī)律，會(huì)用作圖法探究出透鏡成像的規(guī)律。

[課程設(shè)計(jì)思路]

在初中階段本節(jié)教學(xué)一直是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的難點(diǎn)，難度體現(xiàn)在以下方面：

1.實(shí)驗(yàn)的步驟多，觀察的內(nèi)容多，需要強(qiáng)調(diào)注意的問(wèn)題多，老師用于組織教學(xué)的工作量大，實(shí)驗(yàn)暫停糾錯(cuò)的時(shí)刻多。

2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，初中教師只會(huì)讓學(xué)生找三個(gè)特殊的物距點(diǎn)來(lái)研究，就得到凸透鏡成像的規(guī)律，忽略了中間探究過(guò)程，導(dǎo)致生硬的得出規(guī)律。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解多半一知半解，對(duì)規(guī)律的記憶往往是通過(guò)死記硬背，并沒(méi)有通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程來(lái)理解記憶。造成碰到變形的此類題型，處理起來(lái)并不能得心應(yīng)手。

針對(duì)上述問(wèn)題，本著初高中銜接的理念，計(jì)劃以某些高中的教學(xué)方法去進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，力求解決上述問(wèn)題。

[教學(xué)過(guò)程]

一、通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷探究凸透鏡成像規(guī)律的過(guò)程

學(xué)習(xí)活動(dòng)：小組同學(xué)一起觀察下面三幅圖片，交流，討論：照相機(jī)、投影儀、放大鏡都是利用凸透鏡來(lái)成像的，為什么成像差別那么大呢？

探究過(guò)程：

（一）提出問(wèn)題：凸透鏡成像的大小、倒正、虛實(shí)是由什么決定的，有什么規(guī)律呢？

（二）器材：光具座、蠟燭、凸透鏡（f=10cm）、光屏、火柴。

（三）知識(shí)準(zhǔn)備：

1.物距：蠟燭到凸透鏡之間的距離。用u表示。

2.像距：光屏上的成像到凸透鏡之間的距離。用v表示。

3.特別提示：光屏上得到最清晰的像時(shí)，測(cè)像距才是準(zhǔn)確的。

a.將凸透鏡移動(dòng)到光具座上標(biāo)有40cm的地方，固定下來(lái)。（擰緊下方的螺母）

b.將蠟燭點(diǎn)燃，固定在凸透鏡左邊的蠟燭臺(tái)上。

c.將蠟燭、光屏移動(dòng)到凸透鏡的兩側(cè)靠攏。

d.調(diào)節(jié)三者高度，使蠟燭火焰中心、凸透鏡的中心、光屏的中心在同一水平高度。

設(shè)計(jì)思路一：

老師根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題，選出與本節(jié)課有關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行探究。這可以培養(yǎng)學(xué)生的概括、聯(lián)想的能力。實(shí)際上學(xué)生容易提出：凸透鏡成像的不同與物體距離透鏡的距離有什么樣的關(guān)系？

1.將蠟燭向左移動(dòng)到光具座上標(biāo)有10cm的地方，固定下來(lái)。

2.此時(shí)，u= ?cm，u ?2f。（20cm）（填大于或小于），而后左右移動(dòng)光屏，當(dāng)光屏上成一個(gè)清晰的像時(shí)停止移動(dòng)，將觀察到的現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)填入到表格對(duì)應(yīng)位置。

3.將蠟燭再向右移動(dòng)，在光具座上標(biāo)有20cm的地方，固定下來(lái)。

4.此時(shí)，u= ?cm，u ?2f。（20cm）（填大于、小于或等于），而后移動(dòng)光屏，當(dāng)光屏上成一個(gè)清晰的像時(shí)停止移動(dòng)，將觀察到的現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)填入到表格對(duì)應(yīng)位置。

如上圖：

5.將蠟燭向右移動(dòng)，在光具座上標(biāo)有25cm的地方，固定下來(lái)。

6.此時(shí)，u= ?cm f ?u ?2f。（填大于、小于或等于）， 而后移動(dòng)光屏，當(dāng)光屏上成一個(gè)清晰的像時(shí)停止移動(dòng)，將觀察到的現(xiàn)象和相關(guān)數(shù)據(jù)填入到表格對(duì)應(yīng)位置。

設(shè)計(jì)思路二：

學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，先讓學(xué)生把物體由遠(yuǎn)向近找到兩次成實(shí)像的情況，逐一去驗(yàn)證生活中的透鏡的成像情況，不明確告訴2倍焦距的位置，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出來(lái)。

為了節(jié)約時(shí)間，可設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)讓學(xué)生找像，進(jìn)而形成凸透鏡成像的規(guī)律。讓學(xué)生自主找到2倍焦距點(diǎn)是放大和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)，可以培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。

如上圖：

7.此時(shí)再將蠟燭向右移動(dòng)一些，在光具座上標(biāo)有30cm的地方，固定下來(lái)。

8.此時(shí)u= ?cm，u ?f。（填大于、小于或等于），移動(dòng)光屏，觀察光屏上還能成像嗎？_______________（填能或不能）。

如上圖：

9.將蠟燭再向右移動(dòng)一些，在光具座上標(biāo)有33cm的地方，固定下來(lái)。

10.此時(shí)u= ?cm，u ?f。（填大于、小于或等于），移動(dòng)光屏，觀察光屏上還能成像嗎？ _______________（填能或不能）。

11.讓你的眼睛在光屏的這一側(cè)，透過(guò)凸透鏡觀察蠟燭，能看到一個(gè)正立、放大的蠟燭像嗎？_________（填能或不能），將你的觀察結(jié)果填寫在表格的相應(yīng)位置。

如上圖：

12.將蠟燭再向右移動(dòng)一些，在光具座上標(biāo)有35cm的地方，固定下來(lái)。

13.此時(shí)u= ?cm，u ?f。（填大于、小于或等于），移動(dòng)光屏，觀察光屏上還能成像嗎？_______________（填能或不能）。

14.讓你的眼睛在光屏的這一側(cè)，透過(guò)凸透鏡觀察蠟燭，能看到一個(gè)正立、放大的蠟燭像嗎？_________（填能或不能），與上一步相比，像變_____了些。（填大或?。⒛愕挠^察結(jié)果填寫在表格的相應(yīng)位置。

設(shè)計(jì)思路三：

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出來(lái)后，把學(xué)生中不同的結(jié)果都展示出來(lái)，問(wèn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你能得到哪些結(jié)論？

學(xué)生通過(guò)觀察會(huì)得到：（1）一個(gè)物距對(duì)應(yīng)有一個(gè)像距，（老師補(bǔ)充：凸透鏡成像公式：1/u-1/v=1/f）;（2）在u>v時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像;在u

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)記錄表格略。

二、通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出像的位置和大小

請(qǐng)根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，按照比例描畫出像的位置和大小：（以u(píng)>2f為例）

設(shè)計(jì)思路四：

把學(xué)生觀察到的物體和像的位置標(biāo)在主光軸上，讓學(xué)生體會(huì)焦點(diǎn)和2倍焦距點(diǎn)是兩個(gè)重要的分界點(diǎn);同時(shí)應(yīng)用所學(xué)過(guò)的關(guān)于透鏡的作圖找出透鏡的三次成像，注意作圖的規(guī)范。利用圖像法讓學(xué)生體會(huì)三次成像的條件、結(jié)果，化抽象為形象，幫助學(xué)生理解，又培養(yǎng)了學(xué)生的歸納、概括的能力。

（1）再將蠟燭移動(dòng)到標(biāo)尺上標(biāo)有25cm的地方，移動(dòng)光屏，使光屏上成一個(gè)清晰的像。

（2）用自己的手指將凸透鏡擋住一部分，觀察光屏上的像有沒(méi)有缺損，亮度有沒(méi)有變化？

（3）將蠟燭取下，使蠟燭的位置稍微上下移動(dòng)一下，觀察光屏上像的位置有什么對(duì)應(yīng)的變化？______________________

（4）將蠟燭和光屏取下來(lái)，互換位置，觀察光屏上能成什么樣的像，與剛才有區(qū)別嗎？________________________________

設(shè)計(jì)思路五：

通過(guò)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)于成像的亮度變化、成像的位置調(diào)節(jié)方法及成實(shí)像規(guī)律的位置可逆性有了初步的認(rèn)識(shí)。

三、課堂練習(xí)

小明利用一未知焦距的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律，進(jìn)行了如下的制作并得到了相關(guān)結(jié)論。

（1）將一束平行光射向凸透鏡，得到如下圖所示的光路圖，則該透鏡的焦距為_(kāi)______cm。

（2）將蠟燭、透鏡和光屏放在光具座上，并使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心大致在______。

（3）按要求進(jìn)行觀察和測(cè)量，并將觀測(cè)情況記錄在下表中，把空缺部分補(bǔ)充完整。當(dāng)燭焰從遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應(yīng)向________透鏡的方向移動(dòng)。（選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）

設(shè)計(jì)思路六：

通過(guò)本題考查學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，表格中的第二個(gè)空，如果學(xué)生理解了公式1/u-1/v=1/f，就很容易填出，當(dāng)然利用光路的可逆性也可以填出。

效果及反思：

1.課堂容量增加。

這樣設(shè)計(jì)上這節(jié)課，需要兩個(gè)課時(shí)，所以要注意課堂結(jié)構(gòu)的把握，設(shè)計(jì)最優(yōu)的課堂實(shí)施方案。

2.讓學(xué)生適應(yīng)高中物理學(xué)習(xí)方法的多樣化的特點(diǎn)。

高中每節(jié)的內(nèi)容較多，語(yǔ)言敘述較為嚴(yán)謹(jǐn)、簡(jiǎn)練、敘述方式較為抽象、概括、理論性較強(qiáng);描述方式也比較多。如：文字法、公式法、圖像法、互相補(bǔ)充、互相完善;對(duì)同一物理現(xiàn)象或規(guī)律要從多側(cè)面去觀察研究;對(duì)學(xué)生的思想能力和思維方式的要求也有較大的提高。通過(guò)本節(jié)課發(fā)現(xiàn)，學(xué)生能通過(guò)數(shù)據(jù)分析、通過(guò)圖示總結(jié)、能通過(guò)作圖法找到像各占相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

3.學(xué)生的抽象思維方法得到了鍛煉，為高中學(xué)習(xí)提供了幫助。

學(xué)生思維方式以形象思維轉(zhuǎn)為抽象思維，學(xué)生對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題一般能從理論上加以分析和概括，還能自覺(jué)地要求把學(xué)到的理論知識(shí)用于實(shí)際，用理論去解釋具體現(xiàn)象和認(rèn)識(shí)新事物，這可以培養(yǎng)學(xué)生的概括、聯(lián)想能力。這樣使學(xué)生從思維方式由形象思維轉(zhuǎn)變到抽象思維，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生由經(jīng)驗(yàn)型向推理和判斷、分析問(wèn)題的能力、聯(lián)想、歸納演繹的能力方向發(fā)展。

4.突出實(shí)驗(yàn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力的特點(diǎn)。

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為主的學(xué)科。新教材將物理實(shí)驗(yàn)融入整個(gè)物理教學(xué)始終，體現(xiàn)更強(qiáng)的探究性。形象、直觀、生動(dòng)的物理實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握方法、體驗(yàn)過(guò)程中有著其他方法無(wú)法替代的作用。物理新課程從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，對(duì)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行了重大調(diào)整。

淡化了演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的區(qū)別。物理實(shí)驗(yàn)不再只是簡(jiǎn)單達(dá)到訓(xùn)練某一技能，驗(yàn)證某一知識(shí)或規(guī)律的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或測(cè)量性實(shí)驗(yàn)，而是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)親自體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程：提出問(wèn)題—猜想或假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—分析論證—解決問(wèn)題。今后的物理課程除了必要的科學(xué)結(jié)論要有“知道”“理解”等終結(jié)性要求外，還應(yīng)該包括“經(jīng)歷”“通過(guò)”“學(xué)習(xí)”這樣的過(guò)程性要求。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的理解，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的過(guò)程，了解科學(xué)方法，發(fā)展學(xué)生的探究能力。

5.注意聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，貼近學(xué)生生活，這突出了物理學(xué)科的特點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程重視與生活生產(chǎn)的聯(lián)系，重視與技術(shù)社會(huì)的聯(lián)系。首先，把物理教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，要把物理知識(shí)和應(yīng)用技術(shù)、人文學(xué)科相結(jié)合，使學(xué)生獲得一個(gè)更為寬廣的視野，幫助學(xué)生形成科學(xué)的價(jià)值觀和社會(huì)的責(zé)任感。同時(shí)，在教學(xué)方式上要使物理貼近學(xué)生生活，聯(lián)系社會(huì)實(shí)際。

6.培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣有所體現(xiàn)，為高中更好地掌握知識(shí)打下基礎(chǔ)。

在初中階段應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生良好的解題習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的習(xí)慣，書寫要工整。注重思維過(guò)程，推理要嚴(yán)謹(jǐn)，言必有據(jù)。解題步驟既要簡(jiǎn)明有條理，又要完整無(wú)缺，不能忽略或遺漏重要的關(guān)鍵步驟和中間結(jié)果。教師在講解習(xí)題時(shí)要注意解題思路和解題方法的指導(dǎo)，有計(jì)劃地逐步提高學(xué)生分析解決物理問(wèn)題的能力。講解習(xí)題時(shí)，要把重點(diǎn)放在物理過(guò)程的分析上，并把物理過(guò)程圖形化，讓學(xué)生建立正確的物理模型，形成清晰的物理過(guò)程。畫示意圖是將抽象變形象、抽象變具體，所以在教學(xué)時(shí)要求學(xué)生審題時(shí)一邊讀題一邊畫圖，養(yǎng)成習(xí)慣。在講解物理習(xí)題時(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生一題多解的能力，幫助學(xué)生從多角度對(duì)習(xí)題進(jìn)行分析，從而找到最佳的解題途徑。在學(xué)完每一章節(jié)后，讓學(xué)生對(duì)本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，學(xué)生在總結(jié)過(guò)程中知識(shí)點(diǎn)得以整理，最重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的能力。