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        以實(shí)驗(yàn)探究為法培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)

        2020-07-04 02:09:54陳沛璽
        課程教育研究 2020年14期
        關(guān)鍵詞:虛像光屏凸透鏡

        陳沛璽

        【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2020)14-0179-02

        一、初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

        物理學(xué)是以一門實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),探究實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位是不言而喻的。探究實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獨(dú)立思考的重要渠道,是由傳統(tǒng)的三中心理論到“新三中心論”轉(zhuǎn)變的重要途徑。通過有效的引導(dǎo)學(xué)生可以獨(dú)立完成許多經(jīng)典實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的知識即可自然而然的落地生根。

        可是現(xiàn)在在物理教學(xué)中避做實(shí)驗(yàn)的事情時常發(fā)生,認(rèn)為學(xué)生通過做實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)知識往往效率較低,而且實(shí)驗(yàn)課秩序相對混亂,不利于教師對課堂的把控。其實(shí)造成這一問題的原因主要有兩種情況:第一是由于在實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不夠完善,缺少必要的引導(dǎo);第二種是老師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟學(xué)生知識執(zhí)行者,有的甚至將探究實(shí)驗(yàn)上成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),結(jié)論都已經(jīng)告訴學(xué)生后才讓學(xué)生們?nèi)プ?。想要使?shí)驗(yàn)探究課達(dá)到預(yù)期的效果,離不開精心的設(shè)計(jì)?!翱茖W(xué)探究:凸透鏡成像規(guī)律”這節(jié)課變量較多,結(jié)果較為繁復(fù),是初中物理比較難的一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課。下面我就這節(jié)課談一談我的教學(xué)設(shè)計(jì)。

        二、課堂設(shè)計(jì)

        1.創(chuàng)設(shè)情境,引入新課

        情景一

        師:將一個寫有單詞“now”的紙板放在圓柱形玻璃杯后方

        師:這是什么單詞?

        生:“now”

        師:很好,大家英語學(xué)得不錯。大家有沒有方法在不觸碰這張紙的情況下讓“now”變成其他單詞?

        學(xué)生想不到方法,于是老師將一杯水倒入玻璃杯中,透過玻璃杯學(xué)生發(fā)現(xiàn)“now”已經(jīng)變成了“won”。此時學(xué)生除了驚訝更多的是疑問,為什么會有這樣的變化呢?

        師:其中的奧秘其實(shí)就在我們今天所要學(xué)的這節(jié)課里。

        設(shè)計(jì)意圖:以小魔術(shù)的方式進(jìn)行導(dǎo)入,引發(fā)學(xué)生的思考,激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并使學(xué)生初步在腦海里形成倒立的像的概念。

        情景二

        師:上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)凸透鏡的基本知識,可是你們有沒有用過凸透鏡觀察周圍的世界?現(xiàn)在每個人的桌面上有一個凸透鏡,我們不妨用它來觀察一下我們身邊的事物,并說一說鏡中的像與真實(shí)的物體是否相同。

        生:不相同,我通過凸透鏡觀察到遠(yuǎn)處的窗戶變成了倒立的,而且變小了。

        生:我也認(rèn)為不同,我通過凸透鏡觀察到課本上的字變大了。

        師:同學(xué)們都觀察到了像,而且各不相同,那這些像有什么特點(diǎn),又有什么規(guī)律呢,我們今天一起來探索一下。

        設(shè)計(jì)意圖:通過對周圍事物的觀察,學(xué)生們對凸透鏡成像有了一個直觀的了解,而且發(fā)現(xiàn)成像的特點(diǎn)各有不同,激發(fā)了他們的好奇心。

        2.活動引發(fā)探索

        師:我們看到的是實(shí)像還是虛像,如何判斷?

        生:利用光屏,能在光屏上成的像是實(shí)像,不能的是虛像。

        師:我這里有一個發(fā)光的物體和一個不發(fā)光的物體,你認(rèn)為哪一個更適合用于你的探究。

        生:發(fā)光物體,因?yàn)椴话l(fā)光物體即使能在光屏上成像,但是由于光強(qiáng)度太弱,即使成了像也不一定能夠觀察得到。

        師:我這里有兩種光源,球形光源和F光源,你認(rèn)為哪種較好。

        生:F光源,因?yàn)閯倓傆型瑢W(xué)觀察到倒立的像,如果我們要研究倒立的像就要選擇一個不對稱的物體。

        師:我給大家準(zhǔn)備好了F光源和凸透鏡,誰能拿著光屏幫我找一找此時像的位置(自制的帶有底座的展示教具。F光源和凸透鏡都裝在一個可移動的架子上)。

        學(xué)生拿著光屏找像,并在光屏上找到了一個倒立縮小的實(shí)像。

        設(shè)計(jì)意圖:通過這樣一個環(huán)節(jié)幫助學(xué)生初步建構(gòu)光具座的概念,在潛移默化中使學(xué)生明白在尋找像的過程中物體和透鏡是固定不動的。

        師:是否只有物體在這一位置時才能在光屏上成像?

        學(xué)生將物體靠近透鏡,移動光屏,再次在光屏上找到了一個倒立的實(shí)像,而且所成的像與之前相比變大了,成像的位置相比于上次成像要遠(yuǎn)離透鏡。

        師:物體距離凸透鏡的位置變化時仍然可以成像,而且當(dāng)物體靠近凸透鏡時,物體所成的像變大了,看來凸透鏡成像規(guī)律與物體到凸透鏡的距離有關(guān),我們將物體到凸透鏡的距離稱之為物距,像到平面鏡的距離成為像距。當(dāng)物體繼續(xù)靠近透鏡時像是否還會放大呢?

        學(xué)生代表用教具演示物體由遠(yuǎn)及近所成的像,學(xué)生觀察到像逐漸由縮小的像變?yōu)榉糯蟮南裨俚讲荒茉诠馄辽铣上瘛?/p>

        師:不能在光屏上成像是否能說明不能成像?

        生:不能,還有可能成虛像。

        師:如何觀察虛像?

        生:在透鏡一側(cè)用眼睛直接觀察。

        學(xué)生在不能成像的一側(cè)直接用眼睛觀察,觀察到一個正立放大的實(shí)像。

        設(shè)計(jì)意圖:通過這樣的一個環(huán)節(jié)使學(xué)生初步了解到凸透鏡成像規(guī)律與物距有關(guān),并初步認(rèn)識到當(dāng)物距縮小時,像逐漸由倒立縮小的實(shí)像變?yōu)榈沽⒎糯蟮膶?shí)像再到正立放大的虛像的過程。

        3.定量探究凸透鏡成像規(guī)律

        師:當(dāng)物距減小時,物體經(jīng)凸透鏡所成的像由倒立縮小變?yōu)榈沽⒎糯蟮南瘢窃诤螘r由縮小的像變?yōu)榉糯蟮南衲??這兩種像的分界線是什么,分界線處像是什么狀態(tài)的?

        生:分界線處成等大倒立的實(shí)像(學(xué)生不能說出分界線的具體位置,但是可以會與焦距做出聯(lián)系)

        師:實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)又在什么地方呢?分界點(diǎn)處成什么像?(這一問題學(xué)生的反應(yīng)差較大,有的學(xué)生不能想到實(shí)像與虛像的分界線處不成像)

        學(xué)生透過凸透鏡觀察由倒立的實(shí)像到正立的虛像的變化過程,觀察在變化過程中不成像的現(xiàn)象。

        設(shè)計(jì)意圖:通過這樣的問答為學(xué)生進(jìn)行定量的成像規(guī)律探索進(jìn)行鋪墊。

        師:我們想實(shí)現(xiàn)定量的研究其實(shí)只需找到成等大像的位置和不成像的位置就可以了,定量的研究成像規(guī)律我們還需要什么工具?

        生:刻度尺,可以準(zhǔn)確測量位置

        師:為了更方便的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)我們將刻度尺裝在軌道上,這就是“光具座”。接下來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)找出成等大像的位置和不成像的位置。

        學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(不同組的透鏡焦距不同),帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行分析,得出成等大實(shí)像的位置為兩倍焦距處,不成像的位置在一倍焦距處。從而得出凸透鏡成像規(guī)律。

        4.問題解決

        師:現(xiàn)在同學(xué)們知道為什么“now”會變成“won”了嗎?

        生:圓柱形的瓶子倒入水之后變成了一個凸透鏡,而紙片位于凸透鏡的一倍焦距以外,因此會成為一個倒立的像,因此“now”變成“won”。

        三、課后反思

        物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)和邏輯推理為核心的自然科學(xué),探究實(shí)驗(yàn)所能夠使學(xué)生的遠(yuǎn)不止知識點(diǎn)本身,實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生探究能力、合作能力的重要途徑。因此教師在講課過程中應(yīng)該適時引導(dǎo),促使學(xué)生積極主動的思考問題,從而培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。

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