黃宗健

[摘 要] 物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為主的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是物理教學(xué)的重要組成部分。在初中物理教學(xué)中，可根據(jù)初中學(xué)生好奇心強(qiáng)、認(rèn)知能力有限的特點(diǎn)，積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這樣不僅能培養(yǎng)學(xué)生的信息收集能力，而且可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。那么在物理課堂教學(xué)中如何做好探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？文章結(jié)合教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行分析探討。

[關(guān)鍵詞] 探究實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新 凸透鏡成像

[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674 6058（2016）17 0069

物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)則是物理教學(xué)的重要組成部分。在平時(shí)教學(xué)中，若能組織好學(xué)生，有效開(kāi)展物理探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，能有效提升物理教學(xué)的有效性。物理探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟包括：“提出問(wèn)題→猜想假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→歸納總結(jié)→交流評(píng)價(jià)”，但在具體實(shí)踐中不一定按部就班實(shí)施，可以增減或突出某一部分，也可稱為大探究和小探究，所謂大探究就是環(huán)節(jié)要素齊全，讓學(xué)生自主探究；所謂小探究就是教師引導(dǎo)學(xué)生探究或增減、突出部分的探究。這樣可以很好地照顧能力不同的學(xué)生，小探究對(duì)于基礎(chǔ)差、素質(zhì)低的學(xué)生效果會(huì)更好一些，特別適宜農(nóng)村學(xué)生。比如在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的教學(xué)中，學(xué)生往往感到陌生、抽象。如何讓學(xué)生對(duì)此實(shí)驗(yàn)感興趣，做好探究實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)劸唧w的做法。

一、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的設(shè)計(jì)理念

1.在凸透鏡成像規(guī)律的探究過(guò)程中，通過(guò)給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生討論、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生成為凸透鏡成像規(guī)律的“發(fā)現(xiàn)者”，使本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程像研究課題那樣進(jìn)行下去。

2.在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師是學(xué)生活動(dòng)的合作者、引導(dǎo)者和參與者。教學(xué)過(guò)程是師生交流、共同發(fā)展的互動(dòng)過(guò)程。當(dāng)學(xué)生遇到困難時(shí)，教師要和學(xué)生一起猜想、分析，從中點(diǎn)撥其思維。

3.教學(xué)的真正目的是讓學(xué)生探索規(guī)律，獲得相應(yīng)的物理知識(shí)及某些物理研究方法，進(jìn)而運(yùn)用這些知識(shí)方法開(kāi)展探索、創(chuàng)造活動(dòng)，使學(xué)生樂(lè)于探索物理現(xiàn)象和日常生活中的物理原理。

二、實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)的實(shí)施

（一）創(chuàng)設(shè)情景，提出問(wèn)題

1.教師可以從生活中選幾張遠(yuǎn)近、角度不同的生活照片，讓學(xué)生觀察，激發(fā)學(xué)生對(duì)此探究實(shí)驗(yàn)的興趣，并提出相關(guān)的問(wèn)題。

2.讓學(xué)生拿著凸透鏡，近距離觀察書(shū)上的字，學(xué)生會(huì)看到字被放大了，接著提問(wèn)學(xué)生：通過(guò)凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？然后讓學(xué)生拿著凸透鏡慢慢遠(yuǎn)離書(shū)上的字，或者觀察遠(yuǎn)處的物體。通過(guò)以上觀察得知：物體通過(guò)凸透鏡發(fā)生了變化，遠(yuǎn)處的物體變小了，而且倒著。近處的物體是被放大了，正倒沒(méi)有發(fā)生變化。引導(dǎo)學(xué)生思考：用同一個(gè)凸透鏡觀察不同的物體時(shí)，為什么有的變大，有的變小，有時(shí)倒立，有時(shí)正立呢？使學(xué)生進(jìn)入探索物理情景當(dāng)中。

3.利用凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)教具演示實(shí)驗(yàn)。使物體從遠(yuǎn)處向凸透鏡靠近，觀察在此過(guò)程中物體的成像變化情況。讓學(xué)生把抽象問(wèn)題變成直觀問(wèn)題（下圖為凸透鏡成像的動(dòng)態(tài)教具簡(jiǎn)化圖）。再通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并歸納出凸透鏡成像規(guī)律。

（二）分析問(wèn)題，降低難度

直接讓學(xué)生完成“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)很難，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，所以要進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，探究凸透鏡成像規(guī)律。

1.引導(dǎo)學(xué)生把物體在凸透鏡前的位置分為三區(qū)兩點(diǎn)（一倍焦距點(diǎn)、二倍焦距點(diǎn)）。

2.凸透鏡成像與物體在三區(qū)兩點(diǎn)位置有什么關(guān)系？使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的主角。

（三）提出猜想假設(shè)

猜猜看：這些現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)？然后做出假設(shè)。下面我們用實(shí)驗(yàn)去探究這一規(guī)律。

（四）制訂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃

介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡(jiǎn)稱物距（u），像到透鏡中心的距離簡(jiǎn)稱像距（v），透鏡的焦距（f）。

讓學(xué)生匯報(bào)設(shè)計(jì)方案、計(jì)劃。

學(xué)生可能有各種各樣的計(jì)劃，讓他們?cè)谛〗M內(nèi)討論，決定使用哪一種方案。

（五）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)

要求：（1）不管用何種方案都要做好記錄，像的大小、像的正倒，物距、像距，物距與像距的關(guān)系。

請(qǐng)學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)。

指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距（2f）處，你猜會(huì)觀察到什么樣的像？（試試看）把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）處，又會(huì)出現(xiàn)什么情況？（先猜，后試）

請(qǐng)學(xué)生把實(shí)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)填入下列表格內(nèi)。

（2）探究實(shí)驗(yàn)記錄表

（六）結(jié)合上表數(shù)據(jù)，總結(jié)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論——凸透鏡成像規(guī)律

1.當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，得到倒立縮小的實(shí)像。像距在一倍焦距和二倍焦距之間。

2.當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，得到倒立等大的實(shí)像，像距也在2倍焦處。

3.當(dāng)物距在一倍和二倍焦距之間時(shí)，得到倒立放大的實(shí)像，像距大于二倍焦距。

4.當(dāng)物距在一倍焦距處時(shí)，不成像。

5.當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，光屏上接不到像，但通過(guò)凸透鏡可以看到與物同側(cè)有一個(gè)放大、正立的虛像。

6.引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合以上五點(diǎn)成像規(guī)律，歸納出一倍焦距分虛實(shí)、二倍焦距分大小的成像規(guī)律。

（七）評(píng)估與交流

與其他小組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)比較，找出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)，歸納出便于理解的凸透鏡成像規(guī)律。

三、教學(xué)反思，讓探究實(shí)驗(yàn)激起學(xué)生的探究欲

1.傳統(tǒng)教學(xué)“研究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，教師一般先列舉出各種成像條件，然后再讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證各種情況下的像，通過(guò)這樣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律，學(xué)生學(xué)得非常被動(dòng)。我認(rèn)為探究教學(xué)，關(guān)鍵是讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，于是我在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)具體的實(shí)例提出質(zhì)疑——“放大鏡”為什么還能成倒立、縮小的像，甚至還能成虛實(shí)不同的像？接著由學(xué)生自行制訂計(jì)劃、進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)，分析得出成像規(guī)律，即物距、像距、焦距的關(guān)系。使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，親身體會(huì)科學(xué)探究的過(guò)程。

2.針對(duì)學(xué)生在平時(shí)課堂探究活動(dòng)中表現(xiàn)出的一定程度的無(wú)知性和無(wú)序性，教師先創(chuàng)設(shè)情景，分析問(wèn)題，降低難度，讓學(xué)生了解自己在探究活動(dòng)中，應(yīng)該干什么，明確自己的目的；教師也在學(xué)生探究過(guò)程中給學(xué)生一些方向性的提示，但這些提示應(yīng)區(qū)別于我們傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課中的“實(shí)驗(yàn)步驟”；在盡量給學(xué)生更加寬松的思維空間和活動(dòng)空間的同時(shí)，避免探究活動(dòng)中的盲目性。寬松的思維空間，有利于學(xué)生提出許多獨(dú)特的問(wèn)題，迸發(fā)出更多的思想火花。

3.本節(jié)探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，激發(fā)了學(xué)生探索知識(shí)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的探究意識(shí)、探究能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。

（責(zé)任編輯 易志毅）