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今天在实验中学举行烟台市优质课评选，这是一个很好的学习机会，一天下来虽然感觉很累，但是收获很多。一天总共听了八节课，其中四节《凸透镜成像规律》，四节《焦耳定律》，下面将这两节实验探究课的体会和感悟整理一下，首先来整理一下《凸透镜成像规律》一节课的收获和自己的一点想法： 第一环节：情境导入部分 应该说每一节课的第一个关键环节就是课堂的导入环节，一个好的情境导入可以极大地调动学生的学习兴趣，能为一节课开一个好头。 今天有两位老师的开头很好地体现了“从生活走向物理”的历年，这两位老师的开头有着异曲同工之妙。 情境1：将一尾金鱼从方形鱼缸中放到圆形鱼缸中，通过前后的对比，让学生感受前后的变化。 （说明：由于当时拍摄地点较远，画面有点小，可是从当时课堂学生的惊呼生活中可以判断出，学生对于这一现象的变化充满了好奇。） 情境2：将泡在酒中的一颗沙参从酒中取出，让学生观察前后现象的对比。 （说明：这也是学生在实际生活中常见的凸透镜成像的现象，学生对于这些现象也感觉不会陌生。） 观点：应该说以上两位老师的情境设计又一定的相似之处，都是将生活中的常见现象展示给学生，学生也很容易接受，对于课堂的导入起到一定的效果。 值得商榷的一点是，从实际上课效果来看，学生的好奇心并不太强烈，因为这些现象很常见，似乎不太能调动学生的胃口。 由此让人联想到今年暑假助学团队远程研修期间，省专家孔祥龙老师推荐并点评的一份优秀作业的情境设计就值得大家学习和借鉴： 省专家孔祥龙老师的推荐理由：李老师的选材很好地抓住了机遇，可以吸引学生的注意力，激发学生兴趣，给学生带来非知识方面的教育价值。这种意识非常值得老师们学习借鉴，把物理课和广阔的世界和学生生活联系起来，体现从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。 在实际上课过程中，我就借用了这一设计思路，学生当时看到“水膜成像”时，不约而同发出了惊呼，课堂效果很好。 第二环节：实验器材的选择 今天参赛的老师给同学们提供的发光体是两类： 一是常用的发光体——蜡烛： 其实在2011版初中物理新课标关于这个实验使用的发光体，也有要求，那就是：发光体由几个发光二极管组成，形状是一个箭头，高度3cm。 今天来自招远一位老师让学生使用的就是用发光二极管制成的发光体。 这位使用“F”字样的发光体感觉有以下优点：①环保（在使用蜡烛作为发光体时，在熄灭时往往会产生一定的烟雾，而且在教室内会有一定气味，很不环保。）；②所成的像不仅是倒立的，而且可以看到成实像时，左右也是颠倒的，很有立体感（使用蜡烛学生不会注意烛焰的像左右也是颠倒的，在实际教学中我采用让学生轻轻吹动火焰，看火焰摆动的方向。）；③可以直观地测出发光体和像的长度，从而比较大小（其实对于物像大小的对比，我们在使用蜡烛作为发光体时，只是通过感官去判断大小关系。） 关于判断物像的大小关系，我们以前的做法都是通过用眼观察像和物的大小，对于成缩小和放大的实像，学生可以很好判断，可是对于物像等大或者物像大小相差不大时，学生就很难判断了，故而在新课标中，对于像和物的大小判断有了新的建议，而是要通过测量物像的长度来进行对比得出结论。观察像的性质一栏中不再是放大或缩小，而是需要测出像的长度。 第三环节：引导学生观察凸透镜成像 在进行“探究凸透镜成像规律之前”，需要首先引导学生初步认识凸透镜成像，从而引出实像和虚像。从今天参赛的老师设计的思路来看，主要有以下两种思路： 一是教师演示成像的现象： 观点：教师进行演示实验必须让学生看到明显的现象，故而文峰中学的丁治平老师采用的演示器材也是发光二极管制成的巨大发光体，这样就可以让学生清晰地看到实验现象了。 如果要让学生分组实验进行观察，必须要给与一定的指导和帮助，否则学生会感觉无从下手，或者不能正确进行操作。 第四环节：探究凸透镜成像规律前的知识准备 由于凸透镜成像规律的探究过程很复杂，所以在实验探究以前必须引导学生做好知识的准备，以便为实验探究顺利进行打下良好基础。 1.知识准备一：区分实像和虚像 此处关于实像和虚像的区分，都是采用课本的图片形式，通过特殊光线形成实、虚像的原理解释，让学生明确实虚像的本质。
2. 知识准备二：知道物距和像距 关于物距和像距是进行实验探究需要用到的两个重要因素，为此引导学生掌握这两个基本概念，借助PPt课件给学生解释清楚。
3. 知识准备三：如何在光具座上放置蜡烛、凸透镜和光屏 只有将烛焰的焰心、透镜的光心和光屏的中心调整在同一水平直线上，这样所成的实像才会呈现在光屏的中央。为此可以借助多媒体展示给学生，并且引导学生进行放置的实际操作。
4. 知识准备四：如何找到清晰的像 在进行实验探究的时候，首先必须找到清晰的现象，才能准确测出像距，为此必须引导学生如何找到清晰的像，同样可以先通过大屏幕展示，然后让学生学习如何找到清晰的像。
第五环节：探究凸透镜成像规律 观点：本节课最关键的环节就是引导学生进行实验探究，可是从今天参赛教师的设计来看，基本上都是采取求稳的心里，由于探究过程比较负责，所以老师们基本上都是降低思维度的方式，比如说将物距与焦距的关系提前给学生设计好了，学生只要按照教师给出的实验步骤进行实验验证就可以了，这样课堂的确很顺利，可是学生是在真正进行科学探究吗？ 下面再来重新解读一下新课标的要求：这是可以在课内进行科学探究的实例。本例根据凸透镜成像的特点，侧重发展学生“进行实验与收集证据”和“分析与论证”的科学探究能力，让学生把主要的精力用于收集实验数据，并对其进行比较和分析，并据此总结出科学规律。本例还采用了分工合作的方式收集实验数据，不仅让学生获得一次合作探究的体验，也节约了时间，保证了本次探究任务能在有限的课堂教学时间内完成。本例是在分析实验数据的基础上来形成结论的，教师有意把收集实验数据和分析实验数据作为两个清晰的不同过程，这有利于加深对科学探究的理解，它使学生具体感受到什么是证据、什么是结论，体验到科学的结论来自于对证据的收集和分析。 我的思路：结合新课标侧重发展学生发展学生“进行实验与收集证据”和“分析与论证”的科学探究能力，以及保证实验探究任务在有限的课堂时间完成，可以作如下设计： 课堂上，全班学生分成了12个实验小组，每个小组配一套实验器材，其中有：凸透镜、光屏、发光体各1个（都有支架），刻度尺（长1m）1把。各小组凸透镜的焦距都是10cm，发光体由几个发光二极管组成，形状是一个箭头，高度3cm。 教师让全班同学共同探究凸透镜成像的规律，物距从28cm开始，每减小2cm取一组实验数据，直到6cm，共12组不同物距的数据（见下表）。 教师规定每个小组只测两组数据，不同小组测量不同的物距，使得每组物距的数据都有两个小组测量。教师告知学生，如果反复观测不到发光体的像，便填写“不能成像”，出现无法测到的数据，可以暂时空着，看看能否从已测到的数据中得到一些启发。这样，除了物距为10cm、12cm等个别小组的测量遇到一些困难外，其它小组很快就完成了实验数据的收集工作。表格中所有数据对各小组来说都是共享的，教师要求学生从这些数据中总结出凸透镜成像的规律，这是本次探究活动的重点。
要发现实验规律，需要对实验数据进行比较，教师提示学生观察表格中像的虚实、正倒、长度、像距四列数据，分别找出其中的规律。 1. 对比实像和虚像的数据发现：物距小于10cm时成的像都是虚像；物距大于10cm时则成实像。可以推想，物距等于10cm时将不能成像，这就是物距10cm的测量小组无法获得测量结果的原因。 （说明：此时可以结合多媒体给学生演示在焦点处为何不成像，进而得出焦点处是实像和虚像的分界点。）
2. 对比像的正立和倒立的数据发现：物距小于10cm时成的像都是正立的；物距大于10cm时像是倒立的。即，虚像都是正立的，实像都是倒立的。 3. 比较像的长度数据发现：成虚像时，感到像都被放大了；成实像时，测出的像有时被放大了，有时被缩小了。 进一步对比数据还发现，当物距是20cm时，实像的长度恰好为3cm，跟发光体的长度相同；当物距大于20cm时，实像长度小于3cm，是缩小的；当物距在10cm到20cm之间时，实像长度大于3cm，是放大的。 4. 比较像距的数据发现：当物距在10cm至20cm之间时，像距大于20cm；当物距大于20cm时，像距在10cm到20cm之间。 5.学生还进一步找到一些规律。例如，在成实像时，如果发光体离焦点越近，像的位置就离凸透镜越远，这就是物距为12cm的测量小组为什么找不到像的原因，因为此时的像距已经非常大了。按这条思路，果真在离凸透镜约60cm的位置上找到了物距12cm发光体的巨大实像。 第六环节：评估 1.实验结果是否准确，看到的实像是否清晰，读数是否有误？ 当物距较小时，你在屏上看不到像，此时一定成虚像吗？会不会是因为像距过大，像的位置超过了光具座的范围？遇到这样的问题，你怎么处理。 2.你的实验方案是否完整，还存在什么问题，有什么改进建议。 你有什么新发现，值得我们探究。
观点：对于学生在探究过程中出现的问题，可以引导学生当堂进行实验验证，遗憾的是这个环节参赛的教师都没有采用这一方法，都是学生进行口头叙述，估计都是为了求稳的心理，生怕课堂会出现问题，这恰恰违背了课堂的真实性。 第七环节：交流与合作 1.与同学交流，实验过程中你是如何快捷地观察到烛焰的像的。 2.如果烛焰、透镜、光屏中心不在同一水平线上，实验会怎样？ 3.当光屏上得到清晰的实像时，保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，你将观察到什么现象？ 4.同学之间交流，当凸透镜的焦距过大或过小时，对实验操作会有什么影响，选用焦距多大的凸透镜更好？ 观点：以上四个问题是学生在实验操作过程中遇到的典型难点，尤其是第3问，可以让学生当堂进行验证，遗憾的是参赛的教师都是采用动画演示的形式。其实这个问题是为了解决“光路具有可逆性”这个知识点。学生如果通过实验操作，可以给学生留下很深的印象，并且这一知识点也是最近几年中考的考察热点。 另外这个实验需要引申的问题就是关于凸透镜焦距的要求，这次评选参赛的教师使用的凸透镜焦距是f=10cm。如果焦距过小，成像的大小变化不大，不易区分；如果焦距过大，例如f=15cm，当物距u=18cm时，像距v=90cm，超过了光具座的长度，学生不易找到实像。通过实验的探究以后，可以确定此实验选用凸透镜的焦距在5—10cm之间最为合适。 第八环节：拓展实验 当光屏上得到清晰的像时，用手遮住透镜的一半，观察像有什么变化，分析一下为什么？ 观点：以上这个问题也是学生在实验过程中很难遇到的问题，教师可以引导学生先进行猜想，再进行实验验证自己猜想是否正确。从自己实际上课的情况来看，学生在进行猜想时基本都是错的，因为此问题的设计就存在思维的错误导向，学生基本上都会掉入陷阱之中。只有让学生通过亲身实验，才会发现自己的猜想是错误的。学生通过实验可以清晰地发现当透镜被遮住一部分，所成的像还是完整的，只是像的亮度减弱。遗憾的是参赛的教师并没有让学生进行实验验证，只是停留在理论分析的层面，未免感到有些遗憾。 在这里，聆听一线草根教师的教育心声！ 作者简介：潘书朋，中学物理教师，在《当代教育家》、《光明日报》、《中国教师报》、《中学物理》、《新课程评论》等国家、省级报刊、杂志刊物、教育网站上发表教育教学论文50余篇。多年来一直致力于“让物理教学回归实验室”的课题研究，所申报的教育部教师科研基金“十二五”规划重点课题子课题荣获教育科研成果一等奖。 |
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