袁敏敏

[摘? ?要]學(xué)生的發(fā)展是在主體實(shí)踐活動(dòng)中形成的，為了提高復(fù)習(xí)效率，復(fù)習(xí)課教學(xué)應(yīng)綜合課標(biāo)及考試要求、學(xué)情與教學(xué)資源等進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以適當(dāng)?shù)那榫郴顒?dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，在實(shí)驗(yàn)操作、問(wèn)題探究等活動(dòng)中構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與方法的遷移，提升學(xué)生的初中物理學(xué)科能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]復(fù)習(xí)課堂;深度學(xué)習(xí);活動(dòng)設(shè)計(jì);反思

[中圖分類號(hào)]? ? G633.7? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2021）05-0054-03

深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中結(jié)合已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)觀察感知、聯(lián)想對(duì)比、分析歸納等多層次的思維活動(dòng)，在主動(dòng)活動(dòng)中建構(gòu)較為完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò);在運(yùn)用知識(shí)探究問(wèn)題及分析解釋的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐反思、遷移應(yīng)用等關(guān)鍵能力。

下面，筆者結(jié)合“凸透鏡成像規(guī)律”的復(fù)習(xí)，談?wù)剰?fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的依據(jù)

1. 課程目標(biāo)與考試要求決定教學(xué)活動(dòng)的方向

課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)凸透鏡成像規(guī)律這部分知識(shí)的要求是：探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律，了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用[1]。分析本地中考試卷可以發(fā)現(xiàn)，考試不僅重視對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的考查，也重視對(duì)學(xué)生探究操作、建模能力的考查。

考慮到課堂時(shí)長(zhǎng)的限制，確定本課主要完成以下學(xué)習(xí)任務(wù)：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)重溫凸透鏡成像規(guī)律;（2）通過(guò)對(duì)正立、放大像虛實(shí)的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、方法的遷移，糾正驗(yàn)證過(guò)程中的思維錯(cuò)誤;（3）通過(guò)圖形化分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，重溫凸透鏡成更大像的做法;（4）利用過(guò)透鏡中心方向不變的光線模型，解析使像成在光屏中央的做法，并進(jìn)一步建立相似模型，分析物距一定時(shí)，換用不同焦距的凸透鏡成像問(wèn)題;（5）通過(guò)成實(shí)像時(shí)物體和光屏位置互換后仍成清晰像的體驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)光路可逆并嘗試等效的不同做法。

2. 學(xué)情和教學(xué)資源決定教學(xué)活動(dòng)的起點(diǎn)及形式

（1） 學(xué)情分析

總復(fù)習(xí)時(shí)，學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解，因而少了新奇感，另一方面，遺忘又很嚴(yán)重，所以既不能把復(fù)習(xí)課搞得像新授課那樣從頭來(lái)過(guò)，也不能只通過(guò)閱讀、講解和練習(xí)等單調(diào)的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成復(fù)習(xí)任務(wù)。應(yīng)根據(jù)課標(biāo)及考試要求，同時(shí)結(jié)合學(xué)情，以問(wèn)題鏈或任務(wù)完成的形式，設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)活動(dòng)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和能力提升的目標(biāo)。

（2） 器材改良

用蠟燭作為成像物體存在較多不足，比如，不易辨別像是否左右相反，對(duì)于倒立、等大實(shí)像很難準(zhǔn)確判斷，所以，實(shí)驗(yàn)中常使用“F”形LED發(fā)光體作為成像物體，該發(fā)光體外殼和光屏上都標(biāo)有刻度，方便比較像與物的大小關(guān)系，也便于判斷像是否左右相反。但該發(fā)光體存在一個(gè)不足，由于“F”形LED發(fā)光體外部有一個(gè)不透明塑料殼，所以在驗(yàn)證物距小于一倍焦距成的正立、放大像是虛像時(shí)，用于驗(yàn)證像虛實(shí)的光屏無(wú)處安放。如果放在發(fā)光體前，必然擋住光傳向凸透鏡，如果放在發(fā)光體后，則由于塑料殼不透明，發(fā)光體發(fā)出的光必然不會(huì)傳播到光屏上。因此，在沒(méi)有找到合適替代發(fā)光體的情況下，筆者將二者結(jié)合起來(lái)使用，在驗(yàn)證虛像過(guò)程中使用蠟燭作為成像物體。

二、具體設(shè)計(jì)與實(shí)踐反思

1. 重溫成像規(guī)律

師：同學(xué)們，我們知道通過(guò)凸透鏡可以成多種不同性質(zhì)的像，拿起桌上的凸透鏡，試一試你能看到哪些不同性質(zhì)的像，并與同學(xué)分享你的做法。

生：觀察近處的物體，我看到了正立、放大的虛像……

師：這位同學(xué)的描述讓我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)凸透鏡成像的性質(zhì)與什么有關(guān)？

生：物距。

師：是否準(zhǔn)確呢？我們先通過(guò)實(shí)驗(yàn)重溫凸透鏡成像規(guī)律。按圖1所示安裝器材，凸透鏡的焦距是10 cm，可將其固定在50.0 cm刻度處，發(fā)光體和光屏中心要處于凸透鏡的主光軸上，將物體置于遠(yuǎn)處（保持不動(dòng)），來(lái)回移動(dòng)光屏，直到成像最清晰，記錄物距和像距，然后改變發(fā)光體位置，完成五次測(cè)量實(shí)驗(yàn)，要求1、2兩次成倒立、縮小的像，且第2次成的像略大些，第3次成倒立、等大的像，第4、5次成倒立、放大的像，且第5次成的像更大些。另外，還要看到發(fā)光體成正立、放大的像，并證明這是一個(gè)虛像。

……

師：根據(jù)同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師將這五次物體和像的位置標(biāo)在了圖2上，綜合剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，請(qǐng)你們說(shuō)說(shuō)發(fā)現(xiàn)或者想起了哪些成像規(guī)律？

生1：當(dāng)物距大于兩倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像……

生2：一倍焦距分虛實(shí)，兩倍焦距分大小。

師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)凸透鏡成像性質(zhì)與物距與焦距的大小有關(guān)。你又是如何判定正立、放大像是虛像的？

生：當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，無(wú)論如何移動(dòng)光屏，都不能在屏上看到像。

師：根據(jù)你的觀察，正立、放大像與物體在透鏡的同側(cè)，你將光屏放在另一側(cè)，直接觀察其上是否有像，這合適嗎？

生：哦，應(yīng)該將光屏也放到物體同側(cè)。

設(shè)計(jì)意圖與實(shí)踐反思：通過(guò)對(duì)連續(xù)五次成實(shí)像的操作和測(cè)量，加上直觀形象的圖形展示，學(xué)生可以輕松回憶起成不同性質(zhì)像的規(guī)律。通過(guò)動(dòng)作感知成實(shí)像時(shí)物距、像距和像大小的變化規(guī)律，為后續(xù)找到成更大像的規(guī)律埋下伏筆。在課堂實(shí)踐中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)物距比一倍焦距略大時(shí)，光屏上的像總不清晰，也能對(duì)此做出正確解答，充分說(shuō)明學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中獲得了完整的感知，對(duì)物距、像距的變化規(guī)律有了具體的認(rèn)識(shí)，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的價(jià)值。通過(guò)對(duì)正立、放大像虛實(shí)的判斷，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移，像平面鏡成像實(shí)驗(yàn)?zāi)菢优袛嘞竦奶搶?shí)，通過(guò)這一操作糾正了學(xué)生中普遍存在的光屏位置放置錯(cuò)誤，對(duì)直接觀察光屏的操作起到了正向強(qiáng)化作用。

2.解決問(wèn)題，總結(jié)方法

（1） 如何使像更大

師：在使用照相機(jī)、投影儀時(shí)，為了將像調(diào)大一些，物距應(yīng)增大，還是減??？像距如何變化？請(qǐng)分析以上數(shù)據(jù)，從中你能發(fā)現(xiàn)或記起什么規(guī)律？

生1：都是物距減小，像距增大。

生2：成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像增大。

師：將凸透鏡當(dāng)作放大鏡使用時(shí)，怎樣調(diào)節(jié)物距大小，才能看到更大的像？同學(xué)們可以試一下。

生：成虛像時(shí)，物距增大，像也增大。

師：根據(jù)同學(xué)們的回答，老師標(biāo)出使像變大的物體移動(dòng)方向（如圖3所示），你有什么新的發(fā)現(xiàn)？

生：當(dāng)物體靠近焦點(diǎn)時(shí)，像都會(huì)增大。

（2）利用特殊光線建立相似模型

師：成實(shí)像時(shí)，如果發(fā)光體向下移動(dòng)，像的位置如何變化？凸透鏡向下移動(dòng)呢？同學(xué)們可以動(dòng)手做一做，檢查自己的想法是否正確。

生：……

師：利用特殊光線可以確定成像位置，抓住通過(guò)透鏡光心的光線傳播方向不變，可以判斷上述問(wèn)題，請(qǐng)注意觀察動(dòng)畫(huà)演示。

師：觀察動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)的光路圖，你能否發(fā)現(xiàn)相似形？對(duì)比一下像與物、像距與物距的大小關(guān)系，你能總結(jié)出什么規(guī)律？

生：我發(fā)現(xiàn)了相似三角形，發(fā)現(xiàn)像距與物距之比等于像的高度與物體高度之比。

師：根據(jù)這個(gè)關(guān)系，只要從圖中看出物距與像距的大小關(guān)系，就能判斷所成像是放大還是縮小了。

（3）光路可逆及其變式

師：成縮小實(shí)像時(shí)，如果將發(fā)光體和光屏位置互換，光屏上還有清晰的像嗎？像的性質(zhì)有何變化？這是為什么呢？

生1：互換位置后，光屏上有清晰倒立、放大的實(shí)像。

生2：這是因?yàn)楣饴房赡妗?/p>

師：如果發(fā)光體和光屏位置不變，只改變透鏡的位置，能否在光屏上再成清晰的像？請(qǐng)你們先想一想，再試一試。

生：可以的，移動(dòng)透鏡，當(dāng)物距和像距大小剛好互換的時(shí)候，屏上也成清晰像。

師：這位同學(xué)觀察很仔細(xì)，這樣的操作和物屏互換的操作是等效的。

（4） 不同焦距凸透鏡成像問(wèn)題

師：成實(shí)像時(shí)，若保持物距不變，換用一個(gè)焦距更短的凸透鏡，光屏應(yīng)如何移動(dòng)才能得到清晰的像呢？像的性質(zhì)會(huì)有什么變化？請(qǐng)作圖分析并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

……

生：通過(guò)作圖分析，我們發(fā)現(xiàn)像距會(huì)變小，也就是將光屏靠近凸透鏡，由于物距與像距之比更大，像會(huì)變小，實(shí)驗(yàn)也證明判斷正確。

師：從這個(gè)活動(dòng)可以發(fā)現(xiàn)，成像性質(zhì)應(yīng)該由物距和焦距的大小決定，而不僅僅是物距。

設(shè)計(jì)意圖與實(shí)踐反思：由于凸透鏡成像應(yīng)用的實(shí)際需要，中考也?？纪雇哥R成像的動(dòng)態(tài)變化，為了幫助學(xué)生準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)其中的規(guī)律，課堂安排了實(shí)驗(yàn)操作和動(dòng)畫(huà)演示的雙重觀察感知，實(shí)驗(yàn)給學(xué)生留下了深刻的印象，激發(fā)了學(xué)生的思維，動(dòng)畫(huà)連貫變化及可見(jiàn)的光路幫助學(xué)生建立分析模型，最終總結(jié)成像中的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。動(dòng)畫(huà)中呈現(xiàn)的特殊光線模型還幫助學(xué)生建立了成像的相似模型，學(xué)生在此過(guò)程中建構(gòu)新知、發(fā)展能力。動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)的成像光路圖在這堂課中也是功不可沒(méi)的，不僅幫助學(xué)生總結(jié)了成像規(guī)律和利用成等大像時(shí)物距、像距等于兩倍焦距來(lái)估測(cè)焦距，還形象展示了另一種特殊測(cè)量焦距的方法——當(dāng)物距遠(yuǎn)大于焦距（至少十倍焦距）時(shí)，像距約等于焦距。

復(fù)習(xí)課堂上，通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題化的學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生在多層次的學(xué)習(xí)活動(dòng)中完善知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐反思、遷移應(yīng)用等關(guān)鍵能力，達(dá)到了深度學(xué)習(xí)的目的。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]? 任曄.指向深度學(xué)習(xí)的深度備課：以蘇科版初中物理“凸透鏡成像的規(guī)律”備課為例[J].物理教師，2017（3）：33-35.

（責(zé)任編輯 易志毅）