今天在實(shí)驗(yàn)中學(xué)舉行煙臺(tái)市優(yōu)質(zhì)課評(píng)選,這是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),一天下來(lái)雖然感覺(jué)很累,但是收獲很多。一天總共聽(tīng)了八節(jié)課,其中四節(jié)《凸透鏡成像規(guī)律》,四節(jié)《焦耳定律》,下面將這兩節(jié)實(shí)驗(yàn)探究課的體會(huì)和感悟整理一下,首先來(lái)整理一下《凸透鏡成像規(guī)律》一節(jié)課的收獲和自己的一點(diǎn)想法:
第一環(huán)節(jié):情境導(dǎo)入部分
應(yīng)該說(shuō)每一節(jié)課的第一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是課堂的導(dǎo)入環(huán)節(jié),一個(gè)好的情境導(dǎo)入可以極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,能為一節(jié)課開(kāi)一個(gè)好頭。
今天有兩位老師的開(kāi)頭很好地體現(xiàn)了“從生活走向物理”的歷年,這兩位老師的開(kāi)頭有著異曲同工之妙。
情境1:將一尾金魚(yú)從方形魚(yú)缸中放到圓形魚(yú)缸中,通過(guò)前后的對(duì)比,讓學(xué)生感受前后的變化。
(說(shuō)明:由于當(dāng)時(shí)拍攝地點(diǎn)較遠(yuǎn),畫面有點(diǎn)小,可是從當(dāng)時(shí)課堂學(xué)生的驚呼生活中可以判斷出,學(xué)生對(duì)于這一現(xiàn)象的變化充滿了好奇。)
情境2:將泡在酒中的一顆沙參從酒中取出,讓學(xué)生觀察前后現(xiàn)象的對(duì)比。
(說(shuō)明:這也是學(xué)生在實(shí)際生活中常見(jiàn)的凸透鏡成像的現(xiàn)象,學(xué)生對(duì)于這些現(xiàn)象也感覺(jué)不會(huì)陌生。)
觀點(diǎn):應(yīng)該說(shuō)以上兩位老師的情境設(shè)計(jì)又一定的相似之處,都是將生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象展示給學(xué)生,學(xué)生也很容易接受,對(duì)于課堂的導(dǎo)入起到一定的效果。
值得商榷的一點(diǎn)是,從實(shí)際上課效果來(lái)看,學(xué)生的好奇心并不太強(qiáng)烈,因?yàn)檫@些現(xiàn)象很常見(jiàn),似乎不太能調(diào)動(dòng)學(xué)生的胃口。
由此讓人聯(lián)想到今年暑假助學(xué)團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)程研修期間,省專家孔祥龍老師推薦并點(diǎn)評(píng)的一份優(yōu)秀作業(yè)的情境設(shè)計(jì)就值得大家學(xué)習(xí)和借鑒:
省專家孔祥龍老師的推薦理由:李老師的選材很好地抓住了機(jī)遇,可以吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生興趣,給學(xué)生帶來(lái)非知識(shí)方面的教育價(jià)值。這種意識(shí)非常值得老師們學(xué)習(xí)借鑒,把物理課和廣闊的世界和學(xué)生生活聯(lián)系起來(lái),體現(xiàn)從生活走向物理,從物理走向社會(huì)的課程理念。
在實(shí)際上課過(guò)程中,我就借用了這一設(shè)計(jì)思路,學(xué)生當(dāng)時(shí)看到“水膜成像”時(shí),不約而同發(fā)出了驚呼,課堂效果很好。
第二環(huán)節(jié):實(shí)驗(yàn)器材的選擇
今天參賽的老師給同學(xué)們提供的發(fā)光體是兩類:
一是常用的發(fā)光體——蠟燭:
其實(shí)在2011版初中物理新課標(biāo)關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)使用的發(fā)光體,也有要求,那就是:發(fā)光體由幾個(gè)發(fā)光二極管組成,形狀是一個(gè)箭頭,高度3cm。
今天來(lái)自招遠(yuǎn)一位老師讓學(xué)生使用的就是用發(fā)光二極管制成的發(fā)光體。
這位使用“F”字樣的發(fā)光體感覺(jué)有以下優(yōu)點(diǎn):①環(huán)保(在使用蠟燭作為發(fā)光體時(shí),在熄滅時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生一定的煙霧,而且在教室內(nèi)會(huì)有一定氣味,很不環(huán)保。);②所成的像不僅是倒立的,而且可以看到成實(shí)像時(shí),左右也是顛倒的,很有立體感(使用蠟燭學(xué)生不會(huì)注意燭焰的像左右也是顛倒的,在實(shí)際教學(xué)中我采用讓學(xué)生輕輕吹動(dòng)火焰,看火焰擺動(dòng)的方向。);③可以直觀地測(cè)出發(fā)光體和像的長(zhǎng)度,從而比較大小(其實(shí)對(duì)于物像大小的對(duì)比,我們?cè)谑褂孟灎T作為發(fā)光體時(shí),只是通過(guò)感官去判斷大小關(guān)系。)
關(guān)于判斷物像的大小關(guān)系,我們以前的做法都是通過(guò)用眼觀察像和物的大小,對(duì)于成縮小和放大的實(shí)像,學(xué)生可以很好判斷,可是對(duì)于物像等大或者物像大小相差不大時(shí),學(xué)生就很難判斷了,故而在新課標(biāo)中,對(duì)于像和物的大小判斷有了新的建議,而是要通過(guò)測(cè)量物像的長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行對(duì)比得出結(jié)論。觀察像的性質(zhì)一欄中不再是放大或縮小,而是需要測(cè)出像的長(zhǎng)度。
第三環(huán)節(jié):引導(dǎo)學(xué)生觀察凸透鏡成像
在進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律之前”,需要首先引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)凸透鏡成像,從而引出實(shí)像和虛像。從今天參賽的老師設(shè)計(jì)的思路來(lái)看,主要有以下兩種思路:
一是教師演示成像的現(xiàn)象:
觀點(diǎn):教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)必須讓學(xué)生看到明顯的現(xiàn)象,故而文峰中學(xué)的丁治平老師采用的演示器材也是發(fā)光二極管制成的巨大發(fā)光體,這樣就可以讓學(xué)生清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象了。
如果要讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察,必須要給與一定的指導(dǎo)和幫助,否則學(xué)生會(huì)感覺(jué)無(wú)從下手,或者不能正確進(jìn)行操作。
第四環(huán)節(jié):探究凸透鏡成像規(guī)律前的知識(shí)準(zhǔn)備
由于凸透鏡成像規(guī)律的探究過(guò)程很復(fù)雜,所以在實(shí)驗(yàn)探究以前必須引導(dǎo)學(xué)生做好知識(shí)的準(zhǔn)備,以便為實(shí)驗(yàn)探究順利進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。
1.知識(shí)準(zhǔn)備一:區(qū)分實(shí)像和虛像
此處關(guān)于實(shí)像和虛像的區(qū)分,都是采用課本的圖片形式,通過(guò)特殊光線形成實(shí)、虛像的原理解釋,讓學(xué)生明確實(shí)虛像的本質(zhì)。
2. 知識(shí)準(zhǔn)備二:知道物距和像距
關(guān)于物距和像距是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究需要用到的兩個(gè)重要因素,為此引導(dǎo)學(xué)生掌握這兩個(gè)基本概念,借助PPt課件給學(xué)生解釋清楚。
3. 知識(shí)準(zhǔn)備三:如何在光具座上放置蠟燭、凸透鏡和光屏
只有將燭焰的焰心、透鏡的光心和光屏的中心調(diào)整在同一水平直線上,這樣所成的實(shí)像才會(huì)呈現(xiàn)在光屏的中央。為此可以借助多媒體展示給學(xué)生,并且引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行放置的實(shí)際操作。
4. 知識(shí)準(zhǔn)備四:如何找到清晰的像
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的時(shí)候,首先必須找到清晰的現(xiàn)象,才能準(zhǔn)確測(cè)出像距,為此必須引導(dǎo)學(xué)生如何找到清晰的像,同樣可以先通過(guò)大屏幕展示,然后讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何找到清晰的像。
第五環(huán)節(jié):探究凸透鏡成像規(guī)律
觀點(diǎn):本節(jié)課最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,可是從今天參賽教師的設(shè)計(jì)來(lái)看,基本上都是采取求穩(wěn)的心里,由于探究過(guò)程比較負(fù)責(zé),所以老師們基本上都是降低思維度的方式,比如說(shuō)將物距與焦距的關(guān)系提前給學(xué)生設(shè)計(jì)好了,學(xué)生只要按照教師給出的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證就可以了,這樣課堂的確很順利,可是學(xué)生是在真正進(jìn)行科學(xué)探究嗎?
下面再來(lái)重新解讀一下新課標(biāo)的要求:這是可以在課內(nèi)進(jìn)行科學(xué)探究的實(shí)例。本例根據(jù)凸透鏡成像的特點(diǎn),側(cè)重發(fā)展學(xué)生“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”和“分析與論證”的科學(xué)探究能力,讓學(xué)生把主要的精力用于收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行比較和分析,并據(jù)此總結(jié)出科學(xué)規(guī)律。本例還采用了分工合作的方式收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),不僅讓學(xué)生獲得一次合作探究的體驗(yàn),也節(jié)約了時(shí)間,保證了本次探究任務(wù)能在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)完成。本例是在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上來(lái)形成結(jié)論的,教師有意把收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為兩個(gè)清晰的不同過(guò)程,這有利于加深對(duì)科學(xué)探究的理解,它使學(xué)生具體感受到什么是證據(jù)、什么是結(jié)論,體驗(yàn)到科學(xué)的結(jié)論來(lái)自于對(duì)證據(jù)的收集和分析。
我的思路:結(jié)合新課標(biāo)側(cè)重發(fā)展學(xué)生發(fā)展學(xué)生“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)”和“分析與論證”的科學(xué)探究能力,以及保證實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)在有限的課堂時(shí)間完成,可以作如下設(shè)計(jì):
課堂上,全班學(xué)生分成了12個(gè)實(shí)驗(yàn)小組,每個(gè)小組配一套實(shí)驗(yàn)器材,其中有:凸透鏡、光屏、發(fā)光體各1個(gè)(都有支架),刻度尺(長(zhǎng)1m)1把。各小組凸透鏡的焦距都是10cm,發(fā)光體由幾個(gè)發(fā)光二極管組成,形狀是一個(gè)箭頭,高度3cm。
教師讓全班同學(xué)共同探究凸透鏡成像的規(guī)律,物距從28cm開(kāi)始,每減小2cm取一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),直到6cm,共12組不同物距的數(shù)據(jù)(見(jiàn)下表)。
教師規(guī)定每個(gè)小組只測(cè)兩組數(shù)據(jù),不同小組測(cè)量不同的物距,使得每組物距的數(shù)據(jù)都有兩個(gè)小組測(cè)量。教師告知學(xué)生,如果反復(fù)觀測(cè)不到發(fā)光體的像,便填寫“不能成像”,出現(xiàn)無(wú)法測(cè)到的數(shù)據(jù),可以暫時(shí)空著,看看能否從已測(cè)到的數(shù)據(jù)中得到一些啟發(fā)。這樣,除了物距為10cm、12cm等個(gè)別小組的測(cè)量遇到一些困難外,其它小組很快就完成了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集工作。表格中所有數(shù)據(jù)對(duì)各小組來(lái)說(shuō)都是共享的,教師要求學(xué)生從這些數(shù)據(jù)中總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律,這是本次探究活動(dòng)的重點(diǎn)。
要發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,需要對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,教師提示學(xué)生觀察表格中像的虛實(shí)、正倒、長(zhǎng)度、像距四列數(shù)據(jù),分別找出其中的規(guī)律。
1. 對(duì)比實(shí)像和虛像的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):物距小于10cm時(shí)成的像都是虛像;物距大于10cm時(shí)則成實(shí)像??梢酝葡?,物距等于10cm時(shí)將不能成像,這就是物距10cm的測(cè)量小組無(wú)法獲得測(cè)量結(jié)果的原因。
(說(shuō)明:此時(shí)可以結(jié)合多媒體給學(xué)生演示在焦點(diǎn)處為何不成像,進(jìn)而得出焦點(diǎn)處是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。)
2. 對(duì)比像的正立和倒立的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):物距小于10cm時(shí)成的像都是正立的;物距大于10cm時(shí)像是倒立的。即,虛像都是正立的,實(shí)像都是倒立的。
3. 比較像的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):成虛像時(shí),感到像都被放大了;成實(shí)像時(shí),測(cè)出的像有時(shí)被放大了,有時(shí)被縮小了。
進(jìn)一步對(duì)比數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn),當(dāng)物距是20cm時(shí),實(shí)像的長(zhǎng)度恰好為3cm,跟發(fā)光體的長(zhǎng)度相同;當(dāng)物距大于20cm時(shí),實(shí)像長(zhǎng)度小于3cm,是縮小的;當(dāng)物距在10cm到20cm之間時(shí),實(shí)像長(zhǎng)度大于3cm,是放大的。
4. 比較像距的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):當(dāng)物距在10cm至20cm之間時(shí),像距大于20cm;當(dāng)物距大于20cm時(shí),像距在10cm到20cm之間。
5.學(xué)生還進(jìn)一步找到一些規(guī)律。例如,在成實(shí)像時(shí),如果發(fā)光體離焦點(diǎn)越近,像的位置就離凸透鏡越遠(yuǎn),這就是物距為12cm的測(cè)量小組為什么找不到像的原因,因?yàn)榇藭r(shí)的像距已經(jīng)非常大了。按這條思路,果真在離凸透鏡約60cm的位置上找到了物距12cm發(fā)光體的巨大實(shí)像。
第六環(huán)節(jié):評(píng)估
1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確,看到的實(shí)像是否清晰,讀數(shù)是否有誤?
當(dāng)物距較小時(shí),你在屏上看不到像,此時(shí)一定成虛像嗎?會(huì)不會(huì)是因?yàn)橄窬噙^(guò)大,像的位置超過(guò)了光具座的范圍?遇到這樣的問(wèn)題,你怎么處理。
2.你的實(shí)驗(yàn)方案是否完整,還存在什么問(wèn)題,有什么改進(jìn)建議。
你有什么新發(fā)現(xiàn),值得我們探究。
觀點(diǎn):對(duì)于學(xué)生在探究過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,可以引導(dǎo)學(xué)生當(dāng)堂進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,遺憾的是這個(gè)環(huán)節(jié)參賽的教師都沒(méi)有采用這一方法,都是學(xué)生進(jìn)行口頭敘述,估計(jì)都是為了求穩(wěn)的心理,生怕課堂會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,這恰恰違背了課堂的真實(shí)性。
第七環(huán)節(jié):交流與合作
1.與同學(xué)交流,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中你是如何快捷地觀察到燭焰的像的。
2.如果燭焰、透鏡、光屏中心不在同一水平線上,實(shí)驗(yàn)會(huì)怎樣?
3.當(dāng)光屏上得到清晰的實(shí)像時(shí),保持透鏡位置不動(dòng),把蠟燭和光屏對(duì)調(diào)一下位置,你將觀察到什么現(xiàn)象?
4.同學(xué)之間交流,當(dāng)凸透鏡的焦距過(guò)大或過(guò)小時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)操作會(huì)有什么影響,選用焦距多大的凸透鏡更好?
觀點(diǎn):以上四個(gè)問(wèn)題是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中遇到的典型難點(diǎn),尤其是第3問(wèn),可以讓學(xué)生當(dāng)堂進(jìn)行驗(yàn)證,遺憾的是參賽的教師都是采用動(dòng)畫演示的形式。其實(shí)這個(gè)問(wèn)題是為了解決“光路具有可逆性”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生如果通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作,可以給學(xué)生留下很深的印象,并且這一知識(shí)點(diǎn)也是最近幾年中考的考察熱點(diǎn)。
另外這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要引申的問(wèn)題就是關(guān)于凸透鏡焦距的要求,這次評(píng)選參賽的教師使用的凸透鏡焦距是f=10cm。如果焦距過(guò)小,成像的大小變化不大,不易區(qū)分;如果焦距過(guò)大,例如f=15cm,當(dāng)物距u=18cm時(shí),像距v=90cm,超過(guò)了光具座的長(zhǎng)度,學(xué)生不易找到實(shí)像。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的探究以后,可以確定此實(shí)驗(yàn)選用凸透鏡的焦距在5—10cm之間最為合適。
第八環(huán)節(jié):拓展實(shí)驗(yàn)
當(dāng)光屏上得到清晰的像時(shí),用手遮住透鏡的一半,觀察像有什么變化,分析一下為什么?
觀點(diǎn):以上這個(gè)問(wèn)題也是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很難遇到的問(wèn)題,教師可以引導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行猜想,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己猜想是否正確。從自己實(shí)際上課的情況來(lái)看,學(xué)生在進(jìn)行猜想時(shí)基本都是錯(cuò)的,因?yàn)榇藛?wèn)題的設(shè)計(jì)就存在思維的錯(cuò)誤導(dǎo)向,學(xué)生基本上都會(huì)掉入陷阱之中。只有讓學(xué)生通過(guò)親身實(shí)驗(yàn),才會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的猜想是錯(cuò)誤的。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以清晰地發(fā)現(xiàn)當(dāng)透鏡被遮住一部分,所成的像還是完整的,只是像的亮度減弱。遺憾的是參賽的教師并沒(méi)有讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,只是停留在理論分析的層面,未免感到有些遺憾。
在這里,聆聽(tīng)一線草根教師的教育心聲!
作者簡(jiǎn)介:潘書(shū)朋,中學(xué)物理教師,在《當(dāng)代教育家》、《光明日?qǐng)?bào)》、《中國(guó)教師報(bào)》、《中學(xué)物理》、《新課程評(píng)論》等國(guó)家、省級(jí)報(bào)刊、雜志刊物、教育網(wǎng)站上發(fā)表教育教學(xué)論文50余篇。多年來(lái)一直致力于“讓物理教學(xué)回歸實(shí)驗(yàn)室”的課題研究,所申報(bào)的教育部教師科研基金“十二五”規(guī)劃重點(diǎn)課題子課題榮獲教育科研成果一等獎(jiǎng)。
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