初中物理“凸透鏡成像規(guī)律”教學(xué)研究

張佑有

摘 ?要：人教版八年級上冊“凸透鏡成像規(guī)律”這一章節(jié)的主要內(nèi)容有光的折射、成像規(guī)律等，所以在教學(xué)中，教師應(yīng)該從多個角度出發(fā)，讓學(xué)生懂得凸透鏡在不同情境下成像的基本情況?；诖?，本文從初步認(rèn)知、教學(xué)方案、虛擬實驗和生活探索四個方面為出發(fā)點，重點探討了這一知識的教學(xué)策略，以期為初中物理教師教學(xué)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：初中物理;“凸透鏡成像規(guī)律”;教學(xué)策略

【中圖分類號】G633.7 ? ?【文獻標(biāo)識碼】A ? ? ? 【文章編號】1005-8877（2020）36-0135-02

【Abstract】The main contents of the chapter "imaging law of convex lens" in the eighth grade volume I of PEP include light refraction，imaging law，etc.，so in teaching，teachers should start from multiple angles to let students understand the basic situation of convex lens imaging in different situations.Based on this，this paper focuses on the teaching strategies of this knowledge from four aspects： preliminary cognition，teaching scheme，virtual experiment and life exploration，in order to provide some reference for junior high school physics teachers.

【Keywords】Junior high school physics;"Convex lens imaging law";Teaching strategy

將這一章節(jié)的知識點編排到八年級上冊的物理教材中，主要是針對剛剛接觸這門學(xué)科的學(xué)生，雖然在學(xué)習(xí)這些知識前，他們也參與了一些簡單的物理實驗，可器材少、知識點疏散，學(xué)生理解難度也比較低。而關(guān)于“凸透鏡成像”的教學(xué)，涵蓋的知識點相對而言更為復(fù)雜化，物理器材也會增加，不僅需要記錄相關(guān)的數(shù)據(jù)，實驗操作的難度性也在提升。因此，物理教師最好按照初中生的基本特點，秉承著從易到難的基本原則，實行一些創(chuàng)新性、探究性的教學(xué)工作。

1.初步認(rèn)知凸透鏡，激發(fā)學(xué)生的探索興趣

這一章節(jié)中涉及到了一些概念性的知識，而且非常復(fù)雜，如若直接采用口頭表述的教學(xué)方法，有些學(xué)生會將物距、像距的含義混淆，他們會認(rèn)為這是非常復(fù)雜的一門學(xué)科，更不愿意主動投入到課堂活動中。因此，教師在初步的教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生對這些概念類的知識感興趣，主動發(fā)現(xiàn)生活中的凸透鏡成像情況，知道原來教材上的物理知識也存在于現(xiàn)實中，從而產(chǎn)生主動探索的興趣。而在具體實踐的過程中，需要為學(xué)生做好兩個方面的指導(dǎo)工作：一是在活動中去發(fā)現(xiàn)問題，利用凸透鏡觀察墻上的字體，逐漸遠離的過程中，“像”會呈現(xiàn)出怎樣的變化。當(dāng)學(xué)生在近處觀察的時候，看到的是放大且正立的像，當(dāng)遠離的時候，則會看到不同的像，有放大、縮小和倒立的。二是教師利用課上3-5分鐘的時間，讓學(xué)生玩“撈金魚”的小游戲，做好一系列的準(zhǔn)備工作以后，隨機選擇一名學(xué)生來撈魚缸中的金魚，1分鐘以后，發(fā)現(xiàn)這位學(xué)生只抓住了一條，詢問原因。這位學(xué)生表示：剛開始看準(zhǔn)了金魚的位置，但手一放進去就撈不到;在看不到小魚的情況下，卻撈到了它。以這個小游戲為引入點，教師借助多媒體播放虛像、實像的相關(guān)原理，這時候?qū)W生懂得了原來自己撈不到的原因是看到了虛像。將真實的體驗和多媒體教學(xué)結(jié)合在一起，使得學(xué)生對兩者的概念有了更為深刻的認(rèn)知。所以，在教學(xué)階段，要讓學(xué)生積極、主動參與到其中，需要選擇合適的物理游戲，激發(fā)他們的探索欲，對物理知識產(chǎn)生非常直接的探索欲望，然后在游戲中感知到知識原本是同生活緊密結(jié)合的。

2.精心設(shè)計教學(xué)方案，突破重難點

當(dāng)學(xué)生初步了解到相關(guān)的概念以后，借助一些探究性的實驗，在概念的基礎(chǔ)上對物理性質(zhì)有個系統(tǒng)性的理解，如若只是簡單的將公式告知學(xué)生，他們對此的印象非常淺顯，無法深入去理解其中的含義，而是利用死記硬背的方法去學(xué)習(xí)，不僅課堂教學(xué)的效率會降低，課后訓(xùn)練的效果也非常不理想。因此，教師借助一些探索性、實踐性的實驗，將那些難以理解的物理規(guī)律，轉(zhuǎn)變成為可以觸碰到的物理現(xiàn)象，把學(xué)生的好奇心理轉(zhuǎn)變成為持久的學(xué)習(xí)動力。當(dāng)學(xué)生掌握了一些簡單的理論知識后，會開始衍生出一系列的問題：如何借助凸透鏡在屏幕上形成實像，假設(shè)透鏡的表面上有一個小黑點，這個小點對于最終的成像情況會造成怎樣的影響。為了解決這些新的問題，教師選擇蠟燭、光屏和凸透鏡，按照相應(yīng)的步驟去開展探究活動，這樣在解決重難點問題的時候，也能獲得一個比較好的實驗效果。在實驗成功后，將學(xué)生分為多個小組，讓他們動手操作，要記錄下物距、實像之間的關(guān)系，記錄的過程中尋找出其中的規(guī)律性。當(dāng)學(xué)生自行找到了這些規(guī)律后，對這次感到非常驚訝，自己記錄到的數(shù)據(jù)同教材中給出的固定公式是相同的，然后借助實驗去驗證公式，這樣不僅可以加深對公式的印象，也能更好地接受成像原理，發(fā)現(xiàn)物理這門學(xué)科的趣味性。需要注意的是，教師在整個過程中，也要對學(xué)生的實驗情況進行評價，考察學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)知程度如何，評價過程中著重培養(yǎng)初中生的科學(xué)精神和實踐能力。按照學(xué)生的發(fā)展情況制定實驗標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)出實驗的激勵作用，讓學(xué)生主動認(rèn)識自己，改進中進步，讓他們在原有的水平能夠有“質(zhì)”的飛躍。

3.借助虛擬實驗，探索成像規(guī)律

信息化時代下，為了增強物理教學(xué)模式的創(chuàng)新性、實用性，教師借助虛擬實驗的方法，讓學(xué)生主動去認(rèn)知、學(xué)習(xí)和探索成像規(guī)律，軟件制作的過程中，符合科學(xué)性的基本原則，切忌違背客觀事物，這樣學(xué)生在應(yīng)用的時候，才能從中得出正確的信息。教師借助Flash制作虛擬實驗時，大體將其分為四個步驟：制作→整合→交互→運行，利用軟件中的菜單功能，結(jié)合常識性知識去開展實驗探究。教師要秉承著因材施教的原則，提前制作好桌面，利用逐幀動畫設(shè)計蠟燭，等所有的工作完成后，生成swf格式的文件，上傳到平臺。接著讓學(xué)生到計算機教室開展模擬實驗，讓大家看著電腦桌面，這里有凸透鏡的成像實驗課件，動手操作，打開軟件，找到蠟燭像，填寫實驗報告，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生逐漸去回答問題和驗證結(jié)論，最后掌握到正確的成像規(guī)律。虛擬實驗的教學(xué)工作完成以后，對他們的實際效果進行考核，要求在光具上安裝成像實驗需要的器材，找到倒立和放大的實像，記錄下學(xué)生完成目標(biāo)實驗所需要的時間。VRP的發(fā)布相對而言比較簡單和靈活，在彈出的窗口中就可以選擇儲存路徑，如若在平臺操作中存在著問題可以及時點擊“幫助”，等到實驗完成以后，關(guān)閉、退出。從最終的應(yīng)用效果而言，虛擬實驗對于增強學(xué)生的實驗技能具有非常重要的作用，而且可以得到同具體實驗相一致的結(jié)論，為操作技能遷移提供有效的幫助。雖然當(dāng)下的應(yīng)用情況而言，虛擬實驗無法全部代替真實的物理實驗，但是作為一種具備創(chuàng)新性質(zhì)的教學(xué)模式，能夠讓整個課堂變得更為地生動、活潑，學(xué)生也樂于參與到其中，取得一個良好的教學(xué)效果。

4.結(jié)合生活理念，分析凸透鏡的應(yīng)用價值

凸透鏡將光線匯集到一起，在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用范圍廣，從成像規(guī)律為出發(fā)點，分析凸透鏡在投影儀、相機和顯微鏡中的應(yīng)用情況，以此來擴寬學(xué)生視野，增強他們的認(rèn)知水平。例如，顯微鏡，主要是放大物體，倍數(shù)不同的顯微鏡，最終觀察出的物體也存在著一定的區(qū)別，將凸透鏡安裝在顯微鏡靠近眼睛的一側(cè)，又稱“物鏡”，利用放大特性，觀察的物體是倒立虛像，在焦距內(nèi)能繼續(xù)對虛像進行放大，兩次放大倒立以后，物體會呈放大，人們就能清楚看到觀測物體的大致輪廓。實際上照相機的鏡頭是凸透鏡，當(dāng)物體在經(jīng)過光的反射以后，經(jīng)過鏡頭時會主動聚集在膠片上，變成倒立、縮小的像，當(dāng)初中生在自制相關(guān)實驗的時候，可以利用蠟燭、光屏模擬相機成像的相關(guān)原理，將眼睛作為鏡頭，底片是視網(wǎng)膜，便于學(xué)生更為深刻認(rèn)識到凸透鏡在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用特點。另外，課堂上頻繁使用的投影儀實際上也涵蓋了凸透鏡成像原理，一倍到二倍焦距中放大倒立的虛像，通過平面鏡反射原理，將倒立虛像投影到幕布上，當(dāng)移動鏡頭的時候，也能改變物體和鏡頭的距離，得到一個滿意的投影效果。因此，學(xué)生在探索成像規(guī)律的過程中，應(yīng)該從不同的角度去分析和總結(jié)，認(rèn)識到物理知識在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用價值，從而為初中生的物理探索提供新思路。

在這一章節(jié)的教學(xué)中，物理教師理應(yīng)結(jié)合初中生的實際情況去開展相應(yīng)的教學(xué)工作，秉承著因材施教的基本原則，使物理凸透鏡中的理論知識與現(xiàn)實生活相互結(jié)合在一起，有效地突破教學(xué)的重難點，降低教學(xué)的難度性。同時，教師也要有計劃地引導(dǎo)學(xué)生去分析，敢于克服對物理的陌生感，從而積極融入到整個探究活動中，這樣才能體會到物理這門學(xué)科的魅力所在。

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