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光學在中考題中一般不會出很難的題目,在考題中主要圍繞“辨別光學現象”、“探究平面鏡成像的特點”、“探究凸透鏡成像的規律”、“眼睛和眼鏡”這四個方面出題.在《2013年哈爾濱市初中升學考試說明》中,對知識內容“探究凸透鏡成像的規律”的考查,要求學生達到了解、技能、體驗和應用的學習水平.
讓我們從教科版初中物理教材八年級上冊第四章的“家庭實驗室―――制作有透鏡的照相機”說起:
我要把針孔照相機改成帶凸透鏡的照相機,它能照近處的花朵,也能照遠處的景物.
觀察實像實像能用光屏承接.如果不設光屏,你能不能觀察到實像?用實驗檢驗你的想法.
這里通過對“科學探究:凸透鏡成像規律”的學習,同學們可以進一步認識到凸透鏡既能成實像(它的應用是照相機、投影儀等),又能成虛像(它的應用主要是放大鏡).實像和虛像的區別是:實像既可以用眼睛觀察到,又可以呈現在光屏上,虛像只能用眼睛觀察到,而不能呈現在光屏上.注意:像的特征就是能觀察到.
一、考查凸透鏡成像的規律及其應用,應對每一種成像的情況以及特點熟知,并能與相應的應用相聯系.
[鏈接一]
(2013年哈爾濱中考調研)一位同學探究“凸透鏡成像規律”,凸透鏡的焦距是10cm,某次實驗蠟燭距透鏡18cm,移動光屏,光屏上出現清晰像的特點是_______,據此人們制成了________________.
探索與點撥
根據凸透鏡成像規律:物距小于焦距成正立放大的虛像;物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的實像,像距大于二倍焦距;物距大于二倍焦距成倒立縮小的實像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距.每一種成像情況都對應了不同的應用,據此來進行分析即可.
解答:由于凸透鏡的焦距是10cm,則2f=20cm.蠟燭距透鏡18cm,大于一倍焦距小于二倍焦距,此時,在光屏上成倒立放大的實像,這一特點的應用主要是投影儀和幻燈機.
答案:倒立放大的實像;投影儀(幻燈機).
二、探究凸透鏡成像的實驗,考查學生對實驗操作的要求,一定要注意實驗前的調整工作.
[鏈接二]
(2012年哈爾濱)某物理學習小組在研
究“凸透鏡成像規律”時,使用的器材如圖.(凸透鏡的焦距是l0cm,刻度尺上標記著點,相鄰兩點間距為10cm)
(l)實驗前,蠟燭、凸透鏡、光屏擺放和調整好的要求是____________________;
(2)凸透鏡放在D點,當圖中光屏上承接到燭焰的倒立、放大、清晰的像時,蠟燭應放在圖中的______________________;
(3)保持凸透鏡位置不動,在實驗(2)的基礎上,想要在光屏上得到燭焰縮小、清晰的像,那么,接下來的操作是__________.
探索與點撥
在實驗中,為使像能清晰地成在光屏的中心,應調整裝置中的燭焰、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度、同一直線上;在凸透鏡成實像的規律中,物體距離凸透鏡越近,所成的實像距離凸透鏡越遠,所成的實像越大;反之,物體距離凸透鏡越遠,所成的實像距離凸透鏡越近,所成的實像越小.
解答:(2)根據凸透鏡成像規律可知,物于凸透鏡一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立、放大的實像,所以蠟燭應放在圖中的B和C兩點之間(在透鏡左側,距凸透鏡lOcm至20cm之間;或“在透鏡左側,到凸透鏡的距離大于一倍焦距,小于二倍焦距”).
(3)蠟燭向左移動一定距離,物距變大,像距變小,成的像也變小,因此想要在光屏上得到燭焰縮小、清晰的像,接下來的操作是將蠟燭移到B點左側(只要體現出B點左側的某一區域或某一點即可),并調整光屏位置于一倍焦距和二倍焦距之間.
答案:(1)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在同一直線上,并且使燭焰、凸透鏡、光屏的中心在同一高度;
(2)B、C兩點之間;
(3)將蠟燭移到B點左側,將光屏移到E、F兩點之間.
三、考查影響凸透鏡焦距大小的因素.主要是考查學生對凸透鏡聚光程度的理解以及實驗探究能力,這是初中物理課標上明確要求的、需要掌握的一種能力.
[鏈接三]
(2013年哈爾濱市香坊區一模)小聰同學通過學習眼睛的知識,知道眼睛的晶狀體相當于凸透鏡,它在睫狀肌的拉伸下,會變薄或變厚,會引起自身焦距的變化.于是他想探究一下“凸透鏡的焦距與透鏡的薄厚(指凸起程度)的具體關系?”他找來了三個除薄厚不同外,其它條件都相同的凸透鏡1、凸透鏡2和凸透鏡3,且三個透鏡按順序一個比一個厚(即凸起程度一個比一個大).請你幫他設計這次探究的全過程:
(1)在探究中除需要借助太陽光外,還需要什么器材?
(2)請你寫出探究的主要步驟,并把所要測量的物理量用相應的字母表示.
(3)根據步驟中所收集到的實驗數據,請寫出如何分析論證從而得出實驗結論.
探索與點撥
利用控制變量法進行探究性實驗.要探究凸透鏡的焦距與透鏡的薄厚的關系,首先我們要知道如何測量焦距,即讓凸透鏡正對太陽光,調整凸透鏡和地面的距離,直到地面上出現很小、很亮的光斑,測出凸透鏡和光斑的距離.據此分析即可知道需要的器材和如何設計實驗.
解答:我們先確定焦點的位置,然后測量每個凸透鏡的焦距,最后比較即可.在探究中除需要三個除薄厚不同外,其他條件都相同的凸透鏡1、凸透鏡2和凸透鏡3,借助太陽光外,還需要測量長度的刻度尺、做記號的白紙.
答案:(1)還需要刻度尺、白紙;
(2)①將三個凸透鏡1、2、3依次放在太陽光下,并用白紙接收到各自最小、最亮的光斑;
②用刻度尺分別測出三個凸透鏡到各自最小、最亮光斑的距離f1、f2、f3.
(3)如果f1>f2>f3,則在其它條件相同時,凸透鏡越薄(或凸起程度越?。?,焦距越大;如果f1
四、考查凸透鏡成像的應用,要搞清物距與像距之間的關系,即凸透鏡成像的特點是由物距與像距之間的關系決定的.
[鏈接四]
(2012年哈爾濱市香坊區一模)在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中,當燭焰、透鏡及光屏的相對位置如圖所示時,恰能在光屏上得到一個清晰的像.下列哪種光學器材的成像原理與其相同()
A.電影機B.投影儀
C.放大鏡D.照相機
探索與點撥
由圖知,物距大于像距,所以此時成倒立、縮小的實像;
A.電影機是根據物距大于一倍焦距小于二倍焦距時,像距大于物距,成倒立、放大實像的原理制成的.不符合題意;
B.投影儀是根據物距大于一倍焦距小于二倍焦距時,像距大于物距,成倒立、放大實像的原理制成的.而此時圖中所示像距小于物距.不符合題意;
C.放大鏡是根據物距小于焦距時,成正立、放大虛像的原理制成的,所以不符合題意;
D.照相機是根據物距大于像距,成倒立、縮小的實像制成的.故符合題意.
五、利用凸透鏡成像特點,考查透鏡的光路圖,利用凸透鏡三條特殊的光線作圖.
[鏈接五]
(2013年哈爾濱市松北區二模)如圖所示,請你再畫出一束光路圖,并確定發光點S像的位置.
探索與點撥
一、搞好前階段學習,做好知識鋪墊
整個光學部分,教育者應有全局一盤棋的思想,重視教學策略的研究,從總體上把握前后概念、規律之間的聯系,杜絕將凸透鏡成像規律教學孤立化的傾向,把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來。
1、重視小孔成像規律的探究,初步建立實像的概念。新教材處理小孔成像現象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學生課后制作好實驗裝置,觀察遠處景物,記錄看到像的特點,再課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學生只能看到倒立、縮小的實像。應該用燭焰代替景物,讓學生繼續探究小孔到燭焰距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個探究實驗能建立起描述像特點的概念,如:實像、放大或縮小、倒立等,認識到像不總是縮小的,為以后探究凸透鏡成像做好知識準備。
2、做好平面鏡成像的探究,通過比較認識實像與虛像的不同。平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像的特點,但從完善學生的認知結構分析,該實驗是學生第一次知道虛像的概念。本節通過著重比較實像與虛像的方法,為以后探究凸透鏡成像規律又準備了一個知識點。
二、讓學生用凸透鏡進行課前預習探究,形成初步感性認識
學生對凸透鏡成像沒有感性認識,讓他們直接探究凸透鏡成像規律,學生往往覺得無所適從,不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。所以應做好學生探究凸透鏡成像規律前的預備實驗。教師最好把凸透鏡發給學生讓學生做一做、看一看,使學生認識到放大鏡屬于凸透鏡,凸透鏡不總是成放大的正立像,還能成放大的倒立像、縮小的倒立像,使學生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。
三、提高課堂提問的實效性
教師設計的問題目的明確,有針對性,環環相扣,就能引發學生的思考,研究過程也就順理成章,水到渠成了。“如何比較像與物體的大小?”讓學生將前面所學的知識遷移到對新問題的探究情境中?!叭绾斡^察虛像?”既復習了實像和虛像的區別,也為下面的探究活動掃清了障礙?!皩嶒炛?,你要觀察什么現象,記錄什么數據?”幫助學生明確實驗目的和實驗過程中應記錄的數據。
四、巧妙利用凸透鏡成像時的光路圖
[關鍵詞]上位知識下位知識成像規律
凸透鏡成像規律是初二物理的教學重點也是教學難點。突破這個難點,對培養學生學習物理的興趣,對樹立學生的自信心,對提高整體教學質量有著積極的意義。
(一)該規律成為教學難點的原因分析
1.從規律本身找原因:概念多、易混淆,如焦距、物距和像距,實像和虛像,放大和縮小。規律多,在不同的物距條件下所成像的性質不同。
2.從學生的思維特點找原因:初二年級正處在形象思維向抽象思維過渡的階段,學生分析數據歸納規律的能力不強。而理解并熟練掌握該規律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力。
3.從教師的教學策略找原因:有些教師自己做演示實驗,只讓學生觀看,學生只能死記硬背成像規律。有些教師也使用探究式教學,但由于引導學生分析的方法不當,最后只能由教師包辦說出規律,失去探究實驗的意義。有些教師不能深入研究新教材,對探究凸透鏡成像實驗前教材中要求學生做的一些成像實驗重視不夠,如小孔成像。
(二)教學策略的理論根據
新學習的物理概念、規律將進入學生的物理認知結構,引起認知結構的擴展、更新或重建。不同的學習內容、不同的學習順序使認知結構的發生改變的方式也不同。根據奧蘇伯爾的命題學習理論,新的學習內容同認知結構中的原有內容相結合的方式可以分為下位關系、上位關系和并列關系三種類型。
(三)講究教學策略,化解教學難點
1.重視小孔成像規律的探究,初步建立實像的概念。
在蘇科版物理教材八年級(上)第四章、第三節《光的直線傳播》的課后習題中安排這樣一道習題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,蒙上一層塑料薄膜,這樣就制作一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物,你看見了什么?記下所成像的特點,并試著加以解釋。
與舊教材中有關小孔成像直接告訴學生相比,新教材這樣處理小孔成像現象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學生課后制作好實驗裝置,觀察遠處景物,記錄看到像的特點,在課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學生只能看到倒立、縮小的實像。實驗如果到此結束只能算完成一個階段。應該用燭燃代替景物,讓學生繼續探究小孔到燭燃距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個探究實驗建立描述像特點的概念:如實像、放大和縮小、倒立等,認識到像不總是縮小。為以后探究凸透鏡成像做好上位知識準備。
2.做好平面鏡成像的探究,通過比較認識實像與虛像的不同。
平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點,但從完善學生的認知結構分析,該實驗使學生第一次知道虛像概念,認識比較實像與虛像的方法,為以后探究凸透鏡成像規律又準備了一個上位知識點。
3.讓學生用凸透鏡進行課前預探究,形成初步感性認識。
學生對凸透鏡成像沒有感性認識,讓他們直接探究凸透鏡成像規律,學生往往覺得無所適從不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。仔細研究蘇科物理八年級上第五章第一節的課后習題第四題:通過放大鏡觀看物體時,若適當增加放大鏡與物體間的距離,看到的像是增大呢,還是縮小?若繼續不斷地增大放大鏡與物體間的距離,看到的像將怎樣變化呢?本題也屬于實驗類作業,這是在學生探究凸透鏡成像規律前預備實驗,教師應該把凸透鏡發給學生讓學生做一做、看一看,學生認識到放大鏡屬于凸透鏡,凸透鏡不總是成放大的正立像,還能成放大的倒立像、縮小的倒立像,使學生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。
4.精心設計《凸透鏡成像規律》教案,為課堂探究做準備。
物理規律的教學適宜用探究式教學方法,如何在課堂上讓學生探究凸透鏡成像規律,這是長期困擾初中物理教師的難題。為讓學生能順利探究出此規律,教師要全盤考慮前后概念的聯系,還要在新授課前進行教學設計,主要考慮以下幾點:如何創設提問題的情境?引導學生提什么樣的問題?采用什么實驗裝置?如何用器材進行探究?探究時需要觀察、記錄哪些數據和現象?如何引導學生分析數據、歸納出規律?其中提問題和分析數據是最易被忽視的教學環節。如上文所述,學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像,教師應該引導學生提出這樣的問題:當物體到凸透鏡的距離不同時,物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢?這樣提問題能使學生知道探究的目的,能引導學生尋找探究的方法,比其他提問方法效果好。當學生得到許多實驗數據后,老師這樣問學生:“凸透鏡究竟能成幾種像呢?”引導學生先把像的種類分析出來,共有四種。繼續追問:“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢?”激發學生進一步分析數據的興趣。其余類推。
由于此實驗得到的數據量大,數據規律不是明顯的正比或反比定量關系,數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律,學生從來沒有遇到,所以分析數據是本節課的最大難點,引導學生正確分析出數據的規律是本節課的關鍵一環。教師如果直接讓學生分析,學生很難得出正確的結論。教師要發揮主導作用,引入分析數據的技術工具。
方法一:用電腦中的Excel軟件分析,優點是在短時間內處理大量數據,學生興趣濃厚。缺點是學生從屏幕上看到的仍然是數據信號,分析能力不強的學生還是得不出結論。
方法二:用貼圖片法展示成像規律。課前,教師準備下列教具,在一張大白紙上畫好凸透鏡符號,畫出主光軸,用1∶2的比例尺在主光軸上標出刻度線,標出一倍焦距處和兩倍焦距處,目的是增大可見度。用不干膠紙制作表示物體和實像的小圖片,小圖片形狀是:,每種形狀的圖片多做幾個。當成縮小像時,用大表示物體,小表示像。當物體成放大實像時,用小表示物體,用大表示像。成等大像時,用表示物體,用表示像。在課堂上最后分析數據時使用這些小圖片,根據成實像的三種現象,讓學生根據物距、像距把小圖片粘貼到白紙主光軸上,每種現象白紙上粘貼的圖片數不超過十個為宜。最后讓學生觀察白紙上小圖片的分布,學生就能方便地說出凸透鏡的成像規律。
5.深入分析,加深對凸透鏡成像規律的理解。學生初步理解凸透鏡成像規律后,教師應該引導學生深入分析加深對該規律的理解。
(1)用《凸透鏡成像動畫》課件向學生展示凸透鏡成像的連續變化規律,形成深刻的印象??偨Y出成實像或虛像時,當物距連續變化,引起像和像距的變化規律。利用課件讓學生觀察出兩倍焦距和一倍焦距處的特殊意義。
(2)凸透鏡所成像性質之間的關聯。凸透鏡成像的性質可從正立或倒立、放大或縮小、虛像或實像三方面描述。這些性質之間有關聯,例如正立的像一定是放大的虛像,倒立的像一定是實像。通過教師示范,讓學生再去挖掘其他的關聯性質就能加深對該規律的理解。
(3)凸透鏡成像與小孔成像的比較。當凸透鏡成實像時,根據像距與物距的大小關系可以推定成像的性質,這與小孔成像現象相同。兩者的共同點是:像距小于物距時,成倒立、縮小的實像;像距大于物距時,成倒立、放大的實像;像距等于物距時,成倒立、等大的實像。
在整個光學部分,教者應有全局一盤棋的思想,重視教學策略的研究,從總體上把握前后概念、規律之間的聯系,杜絕凸透鏡成像規律教學孤立化傾向,把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來,使學生在課堂探究時不必為一些概念花費較多的時間,讓學生集中時間和精力去提出問題、設計實驗、分析數據、歸納規律,這樣就能化解探究凸透鏡成像規律這個教學難點,使學生理解這一規律。
教學目標
知識目標
1.凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件
2.幻燈機、放大鏡的原理
能力目標
1.培養實驗能力
通過正確組裝、調整實驗儀器培養學生的實驗能力
2.培養分析概括能力
通過對凸透鏡成像現象的觀察分析,總結出凸透鏡成像規律,并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實像或虛像的條件.
3.培養應用知識解決實際問題的能力.
(1)利用凸透鏡的三條特殊光線,用作圖法解決凸透鏡的成像問題,培養學生運用所學知識解決實際問題的能力.
(2)通過對照相機、幻燈機、放大鏡原理的分析逐步培養運用所學基礎知識分析實際問題的能力.
4.通過觀察與實驗,就像和影、實像與虛像的成因,初步學習分析與綜合的思維方法.
分析,就是對各種相關現象分別進行研究,找出它們的相同點與不同點,找出最主要、最本質、帶決定性的因素.并在分析的基礎上,把通過對各種現象分析得到的結論、以及相關因素聯系起來進行研究從而得到較為完整的認識.例如對實像、虛像的認識是在分析小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像(三種情況)的基礎上,找出它們的共同點是由光形成,有光進入眼睛引起人們的視覺,因而與影有著本質的不同.但它們的不同點是,實像由實際光線會聚形成,虛像是由反射(折射)光線的反向延長線相交形成,因而決定了它們的顯像方法也不相同.這就是在分析基礎上的綜合,綜合指導下的分析.在物理學習中,形成概念,掌握規律離不開分析與綜合,有意識地培養學生這方面的能力將有助于今后的學習.
德育目標
通過研究凸透鏡成像的實驗,以及對其成像規律的分析有意識地滲透辯證唯物主義觀點.
教學建議
教材分析
本節首先以學生實驗開始,觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件.在學生獲得感性認識并認識規律的基礎上,講述幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學生的知識面,在講了幻燈機后還介紹了投影儀的構造和原理,講了放大鏡后介紹了顯微鏡的原理.投影儀是教學中常用的儀器,原理與幻燈機類似.向學生簡單介紹顯微鏡的原理,有助于加強學科間的聯系.
教法建議
本節跟講照相機的方法相似,仍是先讓學生做實驗,觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件.在學生獲得感性認識并認識規律的基礎上,講幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學生的知識,建議結合實際情況介紹投影儀、顯微鏡的構造和原理.針對本節內容,在教學中應以實驗教學為主,以學生為主體,教師適當提問,啟發學生發現問題,思考問題,解決問題.
教學設計示例
一、研究凸透鏡成像規律的實驗教學說明
1.凸透鏡的成像規律是一個連續的變化過程,讓學生從這一物理現象變化全過程的高度來分析這一物理現象,有助于加深學生對這部分內容的理解認識.
2.由于本實驗要求學生同時觀察和考慮的內容比較多,如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點的位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置,同時還要觀察像的性質.對于一個初二的學生來講容易在觀察某一內容時忽略觀察其他內容,或者雖然觀察了但是頭腦中沒有反映出其它的內容,這樣就很難從整體上把握整個物理變化過程,為此在本節實驗設計中采取了兩個辦法.
(1)每進行完一個內容的實驗(如物于2倍焦距以外),要求同學畫圖從理論上進行分析,并逐步形成物體在這個范圍內成像的物理模型、然后由教師利用復合投影的燈片進行分析.從而使學生在實驗現象與物理模型之間建立起必然的聯系,從而加深對這一物理過程的認識和理解.
(2)三個內容的實驗全部完成以后.可用計算機模擬物體從2倍焦距以外移到焦點以里的過程.凸透鏡成像由小到大、由實到虛、從倒立變為正立、在透鏡另一側用屏幕接取到用眼直接觀看的整個動態變化,從而對凸透鏡成像形成一個宏觀的整體的認識(也可通過投影或畫圖進行).
3.為便于操作,也為使學生對實驗現象形成深刻的認識從而為探索規律打下基礎,實驗前應要求學生在光具座中透鏡兩側的標尺上明顯的標出與焦距和2倍焦距等長的位置以便在實驗中能迅速準確的找到應找的位置,并對物、像所處位置形成深刻的印象.
二、凸透鏡的成像規律教學說明
要教育、引導學生不要死記硬背凸透鏡的成像規律,要在理解的基礎上掌握它.掌握它的途徑有三個
1.認真完成研究凸透鏡成像規律的實驗,通過實驗獲得深刻的感性認識.
2.采用作圖法,利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條,作出凸透鏡在三種情況下的成像光路圖,從而在頭腦中形成凸透鏡成像的物理模型,并形成一個動態的變化過程.
3.將實驗現象、物理模型與平時應用幻燈機、放大鏡的實際有機聯系起來,以加深理解和記憶.
三、課時安排1課時
四、學生活動設計
(一)完成“研究凸透鏡的成像規律”學生分組實驗.
1.完成分組實驗.(分兩個階段完成)
2.利用凸透鏡的特殊光線,運用作圖法來研究凸透鏡的成像規律.(分兩個階段完成)
3.每完成一個階段的實驗及相應的理論分析后,討論、研究在實踐中哪些光學儀器是運用這一原理制作的或工作的.
(二)結合上節照相機的知識分析、研究在三種情況下凸透鏡成像的變化過程及變化規律.
五、教學過程設計方案
1.引入課題
方案一:教師采用幻燈機和投影儀在屏幕上展示各種有關幻燈機和放大鏡的圖片,向學生介紹這些儀器的主要工作元件都是凸透鏡,從而引入新課.
方案二:結合上節課講到的照相機,指出照相機的工作原理,提出問題:如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間,物體成像特點是什么;若物體放在焦點以內,能成像嗎?像的特點是什么?從而引入新課.
2.新課教學
學生實驗:研究凸透鏡成像規律
研究物于1倍焦距與2倍焦距之間(畫出板圖)、位于焦點以里(畫出板圖),兩個位置凸透鏡的成像情況(包括像的位置,像的性質(指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立,是虛像還是實像)).我們用u來表示物體到透鏡的距離,用v表示像到透鏡的距離、f表示焦距.
教師介紹儀器及使用方法,并重點強調以下幾個問題
(1)告訴同學凸透鏡的焦距
(2)把透鏡放在標尺中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置.
物體分別設兩個位置,進行兩個實驗,分兩次完成.每完成一個實驗,做一次小結,再進行下一個實驗.對每個位置成像情況的研究都要通過三個途徑進行
(1)通過實驗研究物體在某一位置的成像情況.略調整物距和光屏位置,看像發生什么變化.
(2)利用凸透鏡的特殊光線(兩條就可以),用作圖法研究凸透鏡在同一位置的成像情況.
(3)研究、分析在照相機、幻燈機、放大鏡三種儀器中,哪種儀器利用了凸透鏡在這一位置的成像原理.
教師講完后,問同學們有無問題,然后宣布開始第一個實驗,將物體(蠟燭)放在1倍焦距與2倍焦距之間.
學生開始實驗,教師在同學中間巡視并進行指導.學生實驗結束,教師組織提問、進行總結.
教師利用作圖法分析物體從2倍焦距以外向透鏡移近的過程中,凸透鏡成像的變化情況(有條件可用計算機模擬).
物體從大于2倍焦距以外的位置向焦點處移近的過程中,像成在透鏡另一側,像離透鏡越來越遠,像越來越大.2倍焦距處是一個變化點,物體在2倍焦距以外成縮小實像,進入2倍焦距內(大于焦距)成放大實像.焦點處是又一個變化點,而且使像發生了質的變化,物距大于焦距成倒立實像,物距小于焦距成正立放大虛像.應使學生們頭腦中對整個成像情況形成一個動態的模型.
教師結合實驗講述幻燈機、放大鏡的構造及應用.為了擴大學生的知識面,在講了幻燈機后簡要介紹一些投影儀的構造和原理.講放大鏡之后可介紹一下顯微鏡的知識,有助于學科間的聯系.
3.總結
分析了幻燈機、放大鏡的工作原理,結合前面學過的照相機,總結凸透鏡成像規律和特點.到目前為止,學生已經學習過小孔成像、平面鏡成像,凸透鏡成像的三種情況.這里有三個成實像的情況,兩個成虛像的情況.實像是由實際光線會聚形成的,虛像是由反射光線(平面鏡成像)或者折射光線(物于焦點以里的凸透鏡成像)的反向延長線相交形成的.從岸邊觀察水中的魚、石子,看到的也是水中物體的虛像.它們的相同之處是:不論實像、虛像都是由光線形成的.從這點看影又與它們有本質的不同,影是光線照不到的黑暗區域.
探究活動
【課題】實驗學習投影儀的使用方法
【組織形式】學生活動小組
【活動流程】
提出問題;猜想與假設;制訂計劃與設計實驗;進行實驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】利用學校的投影儀學習如何使用投影儀,并會一般的維護.
【備注】
關鍵詞:凸透鏡成像規律;圖文結合
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2007)3(S)-0006-3
對凸透鏡成像規律的應用,許多學生丈二和尚摸不著頭腦,感到非常困難。由于絕大多數初中生在學習上不能用理智戰勝情感,主要靠興趣,一旦有難題擺在面前無法攻克的時候,積極性就會受到打擊,從而導致興趣驟降。如果不能及時調整,甚至還會產生破罐子破摔以至放棄學習的念頭,所以必須要解決好這個難關。本文通過對物理同行研究方法的闡述,結合自己設計的一堂課,再用圖文結合的方法概括凸透鏡成像規律,讓學生輕松掌握凸透鏡成像規律。
1 學生感覺凸透鏡成像規律難的原因
①物理概念含混不清。 表現為物距、 像距、焦距不分,不知道這三個物理量所代表的具體物理意義。如果再用字母符號表示這三個物理量,可能就有更多的同學感到頭痛了。比如說:如像f<v<2f、f<u<2f、 u>2f、 v>2f,這些式子所表示的物理意義就有很多同學搞不清楚,更不用說讓他們去分析凸透鏡成像的規律及有關問題了。
②對于成像的性質和物距像距的關系含糊不清。 表現為:不知道當物體成倒立縮小的實像時,是物距在u>2f,還是v>2f;當f<u<2f時到底是成縮小的像還是放大的像,是實像還是虛像。
③不能分析動態問題。 比如物體從遠處向凸透鏡移動的過程中,物體所成的像將會發生什么樣的變化;又如用照相機先照了一張單人照后,還想再照一張集體照時應該怎樣調節鏡頭。當學生面對這些問題時,找不到突破口,不知道該如何下手。
2 目前比較通用的兩種突破凸透鏡成像規律教學的方法
為了幫學生突破學習凸透鏡成像規律這個難關,有不少的物理同行做了很多研究,想出來一些方法幫助學生記憶凸透鏡成像的規律。現在比較流行的有兩種:一種是光路圖法,通過畫出光路圖分析到底成的是什么樣的像;第二種是順口溜法,將凸透鏡成像的內容編成順口溜的形式幫助學生記憶。
光路圖法分析凸透鏡成像規律涉及到四幅圖,如下:
光路圖法分析凸透鏡成像規律雖然說可以從本質上認識凸透鏡成像規律,找到成像的原因,但是也存在以下問題:
首先由于現在課程標準明確提出了對凸透鏡成像規律的光路圖不要求掌握,只要求通過實驗探究出凸透鏡成像規律的內容,因此,如果老師補充講解光路圖,就會增加學生學習的負擔。
其次,光路圖的理解有一定的難度。理解能力強的同學能夠理解并應用,可是中等和中下成績的學生在畫光路圖的時候,根本不理解為什么這么畫,就成了知其然而不知其所以然。
再次,在利用光路圖分析的時候,有時如果作圖不規范,分析結果時還可能出錯,得出錯誤的結論。
最后,每分析一種成像情況都要畫出一幅圖,略顯麻煩。
對于凸透鏡成像規律的順口溜,最流行的是“十字法”和“七字法”。
“十字法”的內容是:“一焦分虛實,二焦分大小”;“七字法”的內容是“物近像大,像越遠”。這兩句順口溜雖然瑯瑯上口容易記憶,但是所涵蓋的成像規律內容似乎顯得很局限,只涉及到了虛像和實像之分,以及成像的動態變化,成像性質、物距和像距的具體關系并無體現,對學生分析解決問題的幫助并不是很大。
針對以上兩種方法的局限性,能否找到一個更好的方法呢?我設計了下面一堂實驗課。
3 我對突破凸透鏡成像規律教學的設計
3.1 讓學生在實驗探究的基礎上探究出凸透鏡成像的規律
3.1.1 劃分實驗小組,準備實驗器材
將班上54位同學分成18個實驗小組,每小組3人,每組一套實驗器材:光具座一臺、火柴一盒、凸透鏡、光屏、蠟燭各一個。
3.1.2 從生活走向物理,提出要研究的問題
結合凸透鏡的特點,引導學生思考:日常生活中我們所使用的放大鏡是一個凸透鏡,利用放大鏡看物體時成的是什么樣的像;然后讓學生用本組的凸透鏡看書上的字,再讓學生看教室外的物體。經過觀察后學生驚奇地發現:原來“放大鏡”看物體并不總是放大的,還可以是縮小的。于是學生的興趣也提起來了,與此同時老師順勢引導,既然凸透鏡可以成放大的像,也可以成縮小的像,那到底在什么情況下成放大的像,什么情況下成縮小的像呢?這樣很自然就和學生一起提出了實驗要探究的物理問題。
3.1.3 學生根據已有體驗,提出猜想和假設
根據自己拿起凸透鏡觀察的體驗,學生會猜想:當物體距離凸透鏡很近的時候會成放大的像;當物理距離凸透鏡很遠的時候會成縮小的像。這時老師再引導:距離凸透鏡很近很遠都是一個模糊的范圍,每一個同學對很近很遠的理解不一樣,那研究出來的結果就可能不一樣。而每一個凸透鏡的焦距都是一定的,我們不妨就以凸透鏡的焦距做標準來研究,于是給出物體距離凸透鏡一倍焦距,二倍焦距的位置。同時用“↕”代表凸透鏡,“O”代表光心,“水平軸”代表光具座,畫出下圖,再結合圖讓學生明白物距u>2f,f<u<2f,0<u<f到底是個什么樣的范圍。
3.1.4 制定計劃與設計實驗
既然給出了一倍焦距,二倍焦距,于是學生很自然就會想:物體在這些位置到底成什么樣的像?于是學生設計在每個位置都做一次實驗。在0<u<f做一次;在f做一次;在f<u<2f做一次;在2f做一次;在u>2f做一次。總共做5次實驗,然后記錄實驗現象。
3.1.5 進行實驗和收集數據
學生在做實驗的時候有可能沒有將光屏、凸透鏡、蠟燭的中心調節在同一直線上而得不出像,這時老師應該給予指導和幫助。當物體在一倍焦距以內的時候,無論怎樣移動光屏,在光屏上都得不到燭焰的像,這時學生會覺得在這個范圍內凸透鏡不成像,此時讓學生從凸透鏡的另外一側(蠟燭位于凸透鏡的一側,另外一側是光屏),光屏的一邊向凸透鏡里看,這時學生會驚奇地看到一個正立的放大的像,只不過這個像不能呈現在光屏上,因此是虛像。在一倍焦距處的時候也是無論怎樣移動光屏都得不到像,這時再引導學生思考:當物體處于一倍焦距的時候,也就是物體在焦點處發出的光經過凸透鏡變成平行光,所以不成像。
最后學生將通過實驗將得出的實驗結論填在下表中:(單位均為cm)
3.1.6 分析與論證
通過表中的數據可知:
焦距f=10cm,當物距u =30cm時,是大于2倍焦距的,由于能用光屏接收,因此是實像,此時像距v=15cm,在一倍焦距和二倍焦距之間,最后得出當物距u>2f時,成倒立縮小的實像,像距在f<v<2f。
當物距u =20cm時,即等于2倍焦距,由于能用光屏接收,因此是實像,此時像距v=20cm,恰好等于二倍焦距,最后得出:當物距u=2f時成倒立等大實像,像距v =2f。
其它組數據以此類推,最后總結出凸透鏡成像的規律:
3.2 利用圖文結合總結凸透鏡成像規律
通過實驗,學生基本上對凸透鏡成像規律有了一定的了解,這時再讓學生根據實驗所得出的結論完成下圖:
“O”代表:光心
“水平軸”代表:光具座(物體就在光具座上移動)
“↕“ 代表:凸透鏡
“f”代表:一倍焦距
“2f”代表:二倍焦距
“實(倒)”表示物體在該處成倒立實像
“虛(正)”表示物體在該處成正立虛像
“大”“等”“小”分別表示物體在該處成放大,等大,縮小的像
從該圖首先可以很清楚地看到物距與成像的關系:當物體距凸透鏡的距離u在0和f之間的時候,即0<u<f時,成的是正立放大的虛像;當物體距凸透鏡的距離u在f和2f之間的時候,也就是f<u<2f時,成倒立放大實像; 物體距凸透鏡的距離u在2f的時候,也就是u=2f時,成倒立等大的實像;當物體距凸透鏡的距離u在2f以外的時候,也就是u>2f時,物體成倒立縮小的實像。
其次,從該圖上可以很明確的找到實像和虛像的分界點是一倍焦距處,成實像的時候大小的分界點是二倍焦距處。
另外,通過該圖還可以很好的分析凸透鏡成像的動態問題。如果物體從遠處向一倍焦距靠近的時候,像的變化由小到等再到大,因此是越來越大。相反,當物體從一倍焦距處遠離凸透鏡時,像由大到等再到小,因此越來越小,這樣一來“物近像大像遠”也包括在里面。
到此為止,凸透鏡成像規律的絕大部分已包括在里面了,唯一不足的是像距和成像的關系還不在其內。
由于當物距f<u<2f時,像距v>2f;
物距u>2f時,像距f<v<2f;
物距u=2f時,像距v=2f;
物距和像距恰好相反這個特點很明顯,因此學生記住了物距和成像的關系,也就記住了像距和成像的關系。
這樣一來通過這一幅圖,就能記住凸透鏡成像規律的所有內容。因此,從內容上來說,我這種方法和前面兩種方法相比,其涵蓋的凸透鏡成像規律的內容就要全面得多。
(一)“圣經式”的教科書,只會照本宣科
作為初中物理的復習,肯定是要求以教科書為參照,抓好知識要點。但是在這一個過程中,多數物理老師都是照本宣科,只是重復著教科書,重復的知識、重復的課后習題,復習課堂教學程就成為了乏味的知識點回味。
(二)沒能抓住知識間的聯系
對于復習課堂教學,只要是提高學生的學習能力——溫故而知新。所謂的溫故絕對不是將原來教科書上知識重復一遍,但是大多數的教師都沒能注重“知新”,教師沒能懂得將舊的知識加以總結、概括,沒有將分散的物理知識點系統化。
(三)例題沒有明確指向,目標模糊
部分教師,在復習課堂教學上直接大講特講,導致學生不能正確的理解教學所講授的知識,感覺到了無從下手;部分教師則以練習來代替講解。堆積如山的作業,將復習課堂教學直接變成了作業課。
二、初中物理復習課堂教學存在問題的主要原因
(一)很多學生都感覺復習的內容已經學過一次了,沒有興趣再去重復一次,也覺得沒多大的必要,從而讓學生對復習課堂教學產生了厭倦心理,而且,每一位學生的基礎、習慣、學習能力強弱都各有不同,導致對于知識的理解能力不一,所以實際的接受能力也不同。
(二)教師沒有深入的研究復習課堂教學的具體課程內容,也沒能夠形成一定的系統模式。
(三)復習課堂教學程的難度很大。教師在上復習課堂教學的時候,所講解的全是重點、經典題型,并且很多都相對復雜。
三、初中物理復習課堂教學的幾點注意
(一)抓好基礎,明確考點
從筆者多年對中考試題的研究發現,在中考中物理題型的具體比值為難、中、易為1:3:6,其中的基礎知識點的考察占了60%,但是學生往往在基礎中的失分現象較為嚴重,所以抓好基礎才是首要條件。
如功率與機械效率:為了抓好基礎復習,著重對這兩個基礎概念進行的分析。功率是描述做功快慢的物理量,其定義是在一定的單位時間內所完成的功,而機械效率則是描述機械性能的優劣的程度,其定義是在總功中,有用功所占的比值。兩者的公式分別是P=W/t、=W有用/W總,前者的單位是瓦特,后者則是無單位的百分數。
(二)建立專題復習
1、中考題型
根據中考題目類型,分設填空、選擇、實驗、作圖、計算等專題,在上述五大板塊中精選題目,進行專門練習,使復習的知識縱橫交錯,讓學生從整體上掌握復習重點,化解難點。
2、熱點知識
把近幾年來中考中的熱點、重點問題編成若干個專題進行復習,如科學探究專題、電路故障專題、圖像專題、數據處理專題等。這些題在練習中采用題組的形式從不同的角度反復出現,讓學生通過觀察、比較,分析題目之間的異同,既解決問題,又掌握方法和技巧。
(三)物理實驗復習
中考物理試題中,物理實驗大約占據總分數的25%左右,所以應當重視實驗這一塊,其中有兩點需要我們的特別注意:其一,掌握各種儀器與測量的工具;其二,注重、摸清測量的原理、方法與步驟,做到學以致用。
把蠟燭放在 2 倍焦距以外,觀察到“倒立縮小的實像”,把蠟燭放在 1 倍焦距和 2 倍焦距之間,觀察到“倒立放大的實像”,把蠟燭放在焦點以內,觀察到“正立放大的虛像”。針對這些現象,引導學生反思并總結:物體由 2 倍焦距向焦點移動過程中,像逐漸變大;物距小,像距大,像變大;2 倍焦距是成放大與縮小像的轉折點,1 倍焦距是成實像與虛像、正立與倒立的分界點;等等。這些歸納過程為知識的遷移和靈活運用打下了良好的基礎。
再如探究“電流做功與電壓大小和電流大小的關系”,設計出并聯、串聯兩個實驗(如下兩個圖所示),在通電時間相同的情況下,探究電流做功跟電壓大小的關系。
關鍵詞:新課改;初中物理;實驗課;自主學習
一、演示實驗要與興趣結合
物理演示實驗是物理教學中最常見的手段,在演示實驗中如果不遵循新課改的要求而僅僅去關注實驗能否驗證書本定律的合法性,這樣的演示效率是不夠的。在演示實驗中,教師還應該對實驗過程進一步設計,關注實驗過程本身的趣味性,充分利用演示激發學生的好奇心,激發學生自主探究思維的積極性。
例如,在電路圖的教學過程中,電子自板可以展示具體的過程,而且把電路圖、實物圖、數據表格和結論匯集在一個屏幕上,讓師生根據需要對電路圖進行修改調整等,讓演示過程與板書內容在視覺上充分融合。這些多媒體設備的使用,能夠充分激發學生的興趣。
二、高度重視分組實驗活動
分組實驗是學生合作探究的過程,是學生高度自主的學習過程,是學生真正進入角色,手、眼、腦并用地進行有目的的探索活動。這個時候要重視對學生能力的培養,學生的自主學習能力如何,可以一目了然。
在分組活動中,教師首先要保證學生的參與度,在分組過程中要引導學生進行科學的分工,讓每一個學生都有參與活動的機會,防止學生被一些能力較強的學生“排擠”在外。其次,要激發學生合作探究,通過學生實際的參與與探究活動,實現學生認識、理解、技能與態度上的實質性變化。
三、注意科學研究方法的滲透
在物理實驗課的分組探究過程中,教師要注意科學研究方法的指導,讓學生逐步形成科學探究的一般方法:“提出問題-猜想與假設-制訂計劃與設計實驗-進行實驗與收集證據-分析與論證-評估-交流與合作?!睂W生一旦將科學方法內化為自己的思維和行為方式,其學習將會事半功倍。
例如,在《簡單電路連接》的探究過程中:第一,讓學生按照兩盞燈都亮的要求將現有器材連接成一個電路,然后教師從眾多電路中選出幾個類似的,組織學生進行討論,通過比較歸納出其相同之處,總結之后得出電路的“串聯”這一連接方法。第二,要求學生改變電路,只讓一盞燈亮而另一盞燈不亮。學生分組進行自主分析、探究,尋找出電路連接方法。這樣,有的學生就會成功連接出“并聯”電路,而有的學生就會連接成短路電路導致其中一盞燈不亮。通過觀察,學生會發現電路與串聯電路有區別。通過討論與實踐操作,大家發現用這兩種電路都可只讓一盞燈亮,另一盞燈不亮,得出電路并聯和電路的短路連接方法。
四、訓練學生的動手能力
新課改要求學生多動手,因為動手是自主學習能力提高的途徑,也是學生學習能力的表現,而且能夠激發學生學習的積極性,提高學習的質量。在物理實驗教學中,要積極引導學生把物理實驗延伸到課外,充分利用生活中的材料以及書本教材中的“小實驗”,訓練學生的動手能力。
例如,在學習液壓機之前,組織課外活動,借來油壓千斤頂操作給學生看,然后讓學生自己操作;在學習了光學之后,指導學生自制潛望鏡、望遠鏡等,使課內與課外能夠互相補充,讓知識與生活結合,培養學生的實踐能力。再如在《電磁鐵》一節中,提供了電磁鐵的自制方法,方便學生去自己制作,課外做好后可以拿到課堂上展示。在制作過程中,他們能夠更加深刻地記住電磁鐵,這就為學生學習《電與磁》等內容奠定了較好的基礎。
五、重視引導學生進行反思與總結
新課改還提倡培養學生的創造性思維。實驗是實踐活動,是感性思維與理性思維相互融合的過程。在實驗教學中,可以讓學生在實驗操作的基礎上,觀察實驗現象,分析產生實驗現象的原因,深入反思實驗條件和實驗現象的變化,總結實驗規律。
例如,在“凸透鏡成像”的實驗中,把蠟燭放在2倍焦距以外,觀察到“倒立縮小的實像”;把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間,觀察到“倒立放大的實像”;把蠟燭放在焦點以內,觀察到“正立放大的虛像”。針對這些現象,引導學生反思并總結:物體由2倍焦距向焦點移動過程中,像逐漸變大;物距小,像距大,像變大;2倍焦距是成放大與縮小像的轉折點,1倍焦距是成實像與虛像、正立與倒立的分界點;等等。這些歸納過程為知識的遷移和靈活運用打下了良好的基礎。
關鍵詞:基礎教育;課程改革;自主學習
一、以“趣”激學,引導學生由“要我學”變為“我想學”
常言說:“好的開端是成功的一半?!毙抡n引入是課堂教學的前奏曲。有趣的引課不僅可以激發學生學習的熱情,引起解決難題的好奇心,為下面的正課教學做足情緒,而且巧妙的開頭設計還可以將學生推倒最佳的心理準備狀態,它既能夠激發學生濃厚的學習熱情,又為隨后的智力活動搭好了“腳手架”,更能激發學生強烈的求知欲望,因此,教師在實施“趣導―自主學習”教學時,應高度重視新課的引入。
比如,在講“物體的浮沉條件”時,老師事先準備好三個兵乓球,一個灌水讓它能懸浮在水中,一個裝沙密封能沉入水中,一個不裝東西漂浮在水面。授課之前,老師把三個乒乓球包在毛巾中。授課時先拿裝水的乒乓球,用手拿著放入水中,提問學生:“放手后乒乓球怎樣呢?”學生猜想“上浮”,結果老師放手后乒乓球是懸浮的,這時學生很驚訝;接著,老師拿取乒乓球在毛巾中擦水時換成裝沙的乒乓球,提出“現在乒乓球在水中會怎樣能?”學生異口同聲說“懸浮”,結果老師一放手乒乓球是下沉的,這時學生顯得一臉茫然;最后,老師再次給乒乓球在毛巾中擦水時換成不裝東西的乒乓球,放入水中,讓學生展開討論,有的說上浮、有的說下沉,結果放手后乒乓球是上浮的。老師提出:“為什么會這樣呢?”在這種情況下激起學生想知道結論的興趣。然后引入這節課所要學習的課題,提出“物體的浮沉由什么來決定的?”讓學生展開自主學習、討論,完成了該節課的引入,由“要我學”轉變為“我想學”。
二、以“導”督學,誘導學生由“怕學”變為“會學”
初中生“怕學”物理的原因,與兒童、青少年的心理不成熟有關,也與初中物理課堂的教學模式過于單一僵化有關。但是,在難以改變大氣候、大環境的情況下,并不影響教師對自己每一節課細節的精益求精。教師完全可以在其具體教學中,從學生實際出發,了解不同學生的需求,創建新的教學模式,啟發學生學習物理的自覺性和自發性。輔導學生制作物理實驗的小器材,是一種全新的教學方式,可以誘導學生由“怕學”變為“會學”。
比如,在講授“物體的浮沉條件”時,布置學生準備制作“浮沉子”的材料:一個大的可樂瓶(或礦泉水瓶)和一個藿香正氣水的瓶。然后,老師跟學生一起制作“浮沉子”。在可樂瓶中裝部分的水和藿香正氣水瓶裝部分水,把藿香正氣水瓶倒立插入可樂瓶中,調整藿香正氣水瓶中的水量,使的藿香正氣水瓶剛好懸浮在水中,蓋上瓶蓋,一個“浮沉子”制作完成。引導學生用力捏可樂瓶,觀察“浮沉子”的運動情況,提出“浮沉子為什么會下沉呢”?讓學生仔細觀察,用力捏可樂瓶時,藿香正氣水瓶中的水有什么變化。學生饒有興趣地對著自己制作的“浮沉子”觀察,發現用力捏可樂瓶時,藿香正氣水瓶中的水量在增加,排開水的體積在變小。同時引導學生得出排開水的體積在變小,藿香正氣水瓶受到的浮力變小,而藿香正氣水瓶的重力不變,所以,藿香正氣水瓶下沉了。教師進一步提出:“如何使浮沉子上浮呢?”把這問題放手給學生討論,由學生總結。這樣,跟學生一起制作“浮沉子”,學生對著自己制作的“浮沉子”討論物體的浮沉條件,學生很有成就感,使學生由原來的“怕學”物理變為“會學”物理。
三、以“教”促學,由“跟師學”變為“我善學”
教會學生學習的方法,是終身學習的首要條件?!笆谌艘詽O”必須讓學生成為課堂教學真正的主人,讓課堂成為學生“自主學習”的陣地,教師就要改變“我來講,你來聽”的教學習慣。以“教”促學教學法既要突出學生在課堂上的主體地位,又要發揮教師在課堂上的重要作用,要充分體現教離不開學,學離不開教,通過學,確定教的方向、方法,通過教,促使學的得法,學有成效。
比如,在講“凸透鏡成像的規律”這節課時,老師演示凸透鏡成像,當物體離凸透鏡較遠時,成倒立、縮小的實像;慢慢把物體靠近凸透鏡時,成倒立、放大的實像;當物體靠凸透鏡很近時,成正立、放大的虛像。老師拋出第一個問題:“凸透鏡成像特點可能與什么因素有關?”讓學生進行猜想,學生甲回答:“凸透鏡成像特點與物距有關?!边@時,老師站在講臺上,拿取手機,調到前攝像頭,保存手機離臉部的距離不變,改變焦距對著自己自拍三次,把三次大小不同的照片傳到白板上展示,讓學生觀察成像的特點。再次提出:“凸透鏡成像特點還可能與什么因素有關?”學生乙回答:“凸透鏡成像特點與焦距有關?!钡酱耍趲熒墓餐ο峦瓿闪说谝粚哟蔚慕虒W,找到了凸透鏡成像的特點與物距和焦距有關。接著拋出第二個問題:“凸透鏡成像的特點與物距和焦距有關,我們要研究凸透鏡成像的特點,該怎么辦?”學生通過討論,提出了采取“控制變量法”,使焦距一定(用同一個凸透鏡),改變物距,來觀察像的變化。到此,學生學會運用控制變量法解決實際問題,潛移默化地學習了科學方法和思想。在學生實驗探究的過程中老師提出:“虛像和實像的分界點,放大實像和縮小實像的分界點在哪里?”讓學生用演示來回答這個問題。最后有學生總結出凸透鏡成像的規律。至此,學生通過動手、動口、動腦,親身經歷實驗過程,體驗到成功的喜悅,從中掌握了實驗法、觀察法、分析歸納法,培養了學生的實驗探究能力,由“跟師學”轉變為“我善學”。
在教學中,通過教師有趣的引課和演示實驗,使學生能夠自發地選擇和確定學習內容和目標;通過教師的激勵和引導,學生明確了要探究的目的和內容;通過學生的自主猜想,培養學生發散思維??傊叭ЖD自主學習”教學是以“趣”“導”“教”為教學特色,是效培養初中生自主學習能力的教學方法。
一、抓好課堂內的演示實驗教學,激發學生學習興趣
實驗教學能否達到最優目的,關鍵的問題是看我們在課堂教學中能否引起學生較大的興趣。有的演示實驗,做之前可以做一些趣味性的改進,既能達成實驗目的,又能激發學生興趣。如在演示水的不善于傳熱的實驗時,把事先準備好的小魚放到試管底部,然后在試管上部加熱,水沸騰時,魚卻在管底沒有什么異樣。學生感到十分驚奇。從而引起了學生的興趣,增添了學生學習知識的積極性。
做壓強的實驗時,雞蛋握在手中,使勁握也難以破碎,但手拿雞蛋在碗邊輕輕一敲即破。學生看到這個現象,然后根據所學知識要求學生分析,他們更能很快說出“雞蛋緊握在手中時,受力面積大,壓強??;而在碗邊輕敲時,受力面積小,壓強大??梢?,壓力的作用效果不僅跟壓力大小有關,還跟受力面積有關?!?/p>
二、認真設計學生分組實驗課,培養學生創造思維和實驗操作技能
分組實驗多以測量性、驗證性和實用性實驗為主。要提高學生分組實驗的教學效果,就必須使學生真正進入實驗角色。根據教育心理學的觀點,課堂教學的目的不在于教師完成某種過程,而在于通過某種活動促使學生在行為上發生某些重要的變化,如在學生身上引起的認識上、理解上、技能上、態度上的變化。如果學生通過主動參與教學,在教師的積極指導下獲得物理知識,則會印象更加深刻,并增強他們的學習動機。根據這一思想,將初中物理第一冊中電學的一節課《電路的連接方法》由原來的驗證性實驗改為學生的探究性實驗,教學中采用啟發式教學和按步驟進行實驗操作,能讓學生親自感受電路不同連接所導致的結果。這種新手操作便能培養學生創造思維。
如在探究《標桿的平衡條件》時,學生學習了《標桿》后,知道平衡指的是什么狀態,在老師的引導下,學生進行分組探究其平衡條件,通過自己動手,填寫實驗數據,然后小組討論,分析數據,最后總結得出結論,這個過程既能培養學生實驗操作技能,又能讓學生感受物理規律是通過大量實踐探索,最后總結出來的,他們便確認了規律的正確性。
三、充分發揮課外活動和教材中“小實驗”的作用,訓練學生動手制作的能力
為了從多方面培養學生做物理實驗的興趣,當學生掌握了一些基本原理和實驗技能后,應配合課堂實驗教學,組織好課外實驗活動,例如:在學習液壓機前,借來油壓千斤頂,利用課外活動操作給學生看并讓學生自己操作。在學了光學后,指導學生自制望遠鏡、潛望鏡等等。這樣把課內和課外內容銜接好,課內外就能相互補充。
教材中的“小實驗”具有取材容易、貼近生活、直觀明了、便于操作的特點,不僅能加深學生對所學知識的理解,而且能極大地提高學生學習物理的興趣,鍛煉學生的動手制作能力和獨立操作能力,發展智力。例如:初中物理第一冊中的《電磁鐵》一節中,提供了如何自制電磁鐵的方法,可以讓學生利用課余時間制作,同時展示他們的作品。然后讓他們探討如何能提高電磁鐵的磁性,怎樣制作的電磁鐵磁性才能達到最佳,通過“小制作,”同學們對電磁鐵的特點印象更深。事實表明,按這種方式學習物理,大多數知識學生都會學得有趣,對知識也掌握很好。
四、定期地開放實驗室,給學生創造更多的動手機會
由于人的個性差異,一些學生往往不滿足于課堂上所看到的或書本上所接觸到的實驗,他們表現出較強的動手欲,很多想法都想付諸實施;而另有一些學生動手能力不強,在實驗中往往處于旁觀者的地位,有時想自己試著做實驗。因此定期地開放實驗室,既可以給學生施展身手、創造動手的機會,又可以為動手能力較差的同學提供一個鍛煉場所,提高他們的實驗能力。實行的辦法可以采取自愿參加,全方位開放,也可能根據興趣愛好,組織專題研究和探討。學生在這種環境下或復習已學實驗的操作,或做些自己設計的小實驗,將能極大地增進學習物理的興趣,有益他們動手能力的增強,有利于創造能力的培養。
五、重視實驗后的總結和反思,培養學生反思能力
反思實驗規律,讓學生在實驗操作的基礎上,觀察實驗現象,分析產生實驗現象的原因,深入反思實驗條件和實驗現象的變化,總結實驗規律,加深對知識的理解和應用。例如在研究“凸透鏡成像”的實驗中,把蠟燭放在2倍焦距以外,觀察到“倒立縮小的實像”,把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間,觀察到“倒立放大的實像”,把蠟燭放在焦點以內,觀察到“正立放大的虛像”。根據上述實驗現象引導學生反思,可總結出以下規律:(1)物體由2倍焦距向焦點移動過程中,像逐漸變大。(2)物距小,像距大,像變大。反之亦成立。(3)2倍焦距是成放大與縮小像的轉折點,1倍焦距是成實像與虛像、正立與倒立的分界點。以上規律化的知識,學生印象深刻,為知識的遷移和靈活運用打下了良好的基礎。