凸透鏡成像規律的教學(xué)策略

　　[摘 要]凸透鏡成像規律是初中物理教學(xué)難點(diǎn)，本文首先從多方面分析該規律成為教學(xué)難點(diǎn)的原因。然后說(shuō)明有關(guān)概念、規律的結構關(guān)系，最后介紹化解難點(diǎn)的教學(xué)策略。
　　[關(guān)鍵詞]上位知識 下位知識 成像規律
　　
　　凸透鏡成像規律是初二物理的教學(xué)重點(diǎn)也是教學(xué)難點(diǎn)。突破這個(gè)難點(diǎn)，對培養學(xué)生學(xué)習物理的興趣，對樹(shù)立學(xué)生的自信心，對提高整體教學(xué)質(zhì)量有著(zhù)積極的意義。
　　
　�。ㄒ唬┰撘幝沙蔀榻虒W(xué)難點(diǎn)的原因分析
　　
　　1.從規律本身找原因：概念多、易混淆，如焦距、物距和像距，實(shí)像和虛像，放大和縮小。規律多，在不同的物距條件下所成像的性質(zhì)不同。
　　2.從學(xué)生的思維特點(diǎn)找原因：初二年級正處在形象思維向抽象思維過(guò)渡的階段，學(xué)生分析數據歸納規律的能力不強。而理解并熟練掌握該規律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力。
　　3.從教師的教學(xué)策略找原因：有些教師自己做演示實(shí)驗，只讓學(xué)生觀(guān)看，學(xué)生只能死記硬背成像規律。有些教師也使用探究式教學(xué)，但由于引導學(xué)生分析的方法不當，最后只能由教師包辦說(shuō)出規律，失去探究實(shí)驗的意義。有些教師不能深入研究新教材，對探究凸透鏡成像實(shí)驗前教材中要求學(xué)生做的一些成像實(shí)驗重視不夠，如小孔成像。
　　
　�。ǘ�）教學(xué)策略的理論根據
　　
　　新學(xué)習的物理概念、規律將進(jìn)入學(xué)生的物理認知結構，引起認知結構的擴展、更新或重建。不同的學(xué)習內容、不同的學(xué)習順序使認知結構的發(fā)生改變的方式也不同。根據奧蘇伯爾的命題學(xué)習理論，新的學(xué)習內容同認知結構中的原有內容相結合的方式可以分為下位關(guān)系、上位關(guān)系和并列關(guān)系三種類(lèi)型。
　　
　�。ㄈ�）講究教學(xué)策略，化解教學(xué)難點(diǎn)
　　
　　1.重視小孔成像規律的探究，初步建立實(shí)像的概念。
　　在蘇科版物理教材八年級（上）第四章、第三節《光的直線(xiàn)傳播》的課后習題中安排這樣一道習題：在空的易拉罐的底部中央，用釘子敲個(gè)小孔，蒙上一層塑料薄膜，這樣就制作一個(gè)針孔照相機。利用它觀(guān)察窗外的景物，你看見(jiàn)了什么？記下所成像的特點(diǎn)，并試著(zhù)加以解釋。
　　與舊教材中有關(guān)小孔成像直接告訴學(xué)生相比，新教材這樣處理小孔成像現象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學(xué)生課后制作好實(shí)驗裝置，觀(guān)察遠處景物，記錄看到像的特點(diǎn)，在課堂匯報、展示實(shí)驗成果。由于觀(guān)察窗外景物時(shí)，物距大于像距，學(xué)生只能看到倒立、縮小的實(shí)像。實(shí)驗如果到此結束只能算完成一個(gè)階段。應該用燭燃代替景物，讓學(xué)生繼續探究小孔到燭燃距離不同時(shí)像的特點(diǎn)，最終歸納出像的特點(diǎn)和物距、像距的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)這個(gè)探究實(shí)驗建立描述像特點(diǎn)的概念：如實(shí)像、放大和縮小、倒立等，認識到像不總是縮小。為以后探究凸透鏡成像做好上位知識準備。
　　2.做好平面鏡成像的探究，通過(guò)比較認識實(shí)像與虛像的不同。
　　平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實(shí)驗。把該探究實(shí)驗孤立看只不過(guò)是平面鏡成像特點(diǎn)，但從完善學(xué)生的認知結構分析，該實(shí)驗使學(xué)生第一次知道虛像概念，認識比較實(shí)像與虛像的方法，為以后探究凸透鏡成像規律又準備了一個(gè)上位知識點(diǎn)。
　　3.讓學(xué)生用凸透鏡進(jìn)行課前預探究，形成初步感性認識。
　　學(xué)生對凸透鏡成像沒(méi)有感性認識，讓他們直接探究凸透鏡成像規律，學(xué)生往往覺(jué)得無(wú)所適從不知道從哪里開(kāi)始探究，不知道究竟探究什么。仔細研究蘇科物理八年級上第五章第一節的課后習題第四題：通過(guò)放大鏡觀(guān)看物體時(shí)，若適當增加放大鏡與物體間的距離，看到的像是增大呢，還是縮��？若繼續不斷地增大放大鏡與物體間的距離，看到的像將怎樣變化呢？本題也屬于實(shí)驗類(lèi)作業(yè)，這是在學(xué)生探究凸透鏡成像規律前預備實(shí)驗，教師應該把凸透鏡發(fā)給學(xué)生讓學(xué)生做一做、看一看，學(xué)生認識到放大鏡屬于凸透鏡，凸透鏡不總是成放大的正立像，還能成放大的倒立像、縮小的倒立像，使學(xué)生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。
　　4.精心設計《凸透鏡成像規律》教案，為課堂探究做準備。
　　物理規律的教學(xué)適宜用探究式教學(xué)方法，如何在課堂上讓學(xué)生探究凸透鏡成像規律，這是長(cháng)期困擾初中物理教師的難題。為讓學(xué)生能順利探究出此規律，教師要全盤(pán)考慮前后概念的聯(lián)系，還要在新授課前進(jìn)行教學(xué)設計，主要考慮以下幾點(diǎn)：如何創(chuàng )設提問(wèn)題的情境？引導學(xué)生提什么樣的問(wèn)題？采用什么實(shí)驗裝置？如何用器材進(jìn)行探究？探究時(shí)需要觀(guān)察、記錄哪些數據和現象？如何引導學(xué)生分析數據、歸納出規律？其中提問(wèn)題和分析數據是最易被忽視的教學(xué)環(huán)節。如上文所述，學(xué)生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像，教師應該引導學(xué)生提出這樣的問(wèn)題：當物體到凸透鏡的距離不同時(shí)，物體通過(guò)凸透鏡成的像有什么不同呢？這樣提問(wèn)題能使學(xué)生知道探究的目的，能引導學(xué)生尋找探究的方法，比其他提問(wèn)方法效果好。

　　當學(xué)生得到許多實(shí)驗數據后，老師這樣問(wèn)學(xué)生：“凸透鏡究竟能成幾種像呢？”引導學(xué)生先把像的種類(lèi)分析出來(lái)，共有四種。繼續追問(wèn)：“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像呢？”激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步分析數據的興趣。其余類(lèi)推。
　　由于此實(shí)驗得到的數據量大，數據規律不是明顯的正比或反比定量關(guān)系，數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律，學(xué)生從來(lái)沒(méi)有遇到，所以分析數據是本節課的最大難點(diǎn)，引導學(xué)生正確分析出數據的規律是本節課的關(guān)鍵一環(huán)。教師如果直接讓學(xué)生分析，學(xué)生很難得出正確的結論。教師要發(fā)揮主導作用，引入分析數據的技術(shù)工具。
　　方法一：用電腦中的Excel 軟件分析，優(yōu)點(diǎn)是在短時(shí)間內處理大量數據，學(xué)生興趣濃厚。缺點(diǎn)是學(xué)生從屏幕上看到的仍然是數據信號，分析能力不強的學(xué)生還是得不出結論。
　　方法二：用貼圖片法展示成像規律。課前，教師準備下列教具，在一張大白紙上畫(huà)好凸透鏡符號，畫(huà)出主光軸，用1∶2的比例尺在主光軸上標出刻度線(xiàn)，標出一倍焦距處和兩倍焦距處，目的是增大可見(jiàn)度。用不干膠紙制作表示物體和實(shí)像的小圖片，小圖片形狀是：☆△↑↓，每種形狀的圖片多做幾個(gè)。當成縮小像時(shí)，用大☆表示物體，小☆表示像。當物體成放大實(shí)像時(shí)，用小△表示物體，用大△表示像。成等大像時(shí)，用↑表示物體，用↓表示像。在課堂上最后分析數據時(shí)使用這些小圖片，根據成實(shí)像的三種現象，讓學(xué)生根據物距、像距把小圖片粘貼到白紙主光軸上，每種現象白紙上粘貼的圖片數不超過(guò)十個(gè)為宜。最后讓學(xué)生觀(guān)察白紙上小圖片的分布，學(xué)生就能方便地說(shuō)出凸透鏡的成像規律。
　　5.深入分析，加深對凸透鏡成像規律的理解。學(xué)生初步理解凸透鏡成像規律后，教師應該引導學(xué)生深入分析加深對該規律的理解。
　�。�1）用《凸透鏡成像動(dòng)畫(huà)》課件向學(xué)生展示凸透鏡成像的連續變化規律，形成深刻的印象�？偨Y出成實(shí)像或虛像時(shí)，當物距連續變化，引起像和像距的變化規律。利用課件讓學(xué)生觀(guān)察出兩倍焦距和一倍焦距處的特殊意義。
　�。�2）凸透鏡所成像性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)。凸透鏡成像的性質(zhì)可從正立或倒立、放大或縮小、虛像或實(shí)像三方面描述。這些性質(zhì)之間有關(guān)聯(lián)，例如正立的像一定是放大的虛像，倒立的像一定是實(shí)像。通過(guò)教師示范，讓學(xué)生再去挖掘其他的關(guān)聯(lián)性質(zhì)就能加深對該規律的理解。
　�。�3）凸透鏡成像與小孔成像的比較。當凸透鏡成實(shí)像時(shí)，根據像距與物距的大小關(guān)系可以推定成像的性質(zhì)，這與小孔成像現象相同。兩者的共同點(diǎn)是：像距小于物距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像；像距大于物距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像；像距等于物距時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像。
　　在整個(gè)光學(xué)部分，教者應有全局一盤(pán)棋的思想，重視教學(xué)策略的研究，從總體上把握前后概念、規律之間的聯(lián)系，杜絕凸透鏡成像規律教學(xué)孤立化傾向，把探究凸透鏡成像規律時(shí)涉及的基本概念分散開(kāi)來(lái)，使學(xué)生在課堂探究時(shí)不必為一些概念花費較多的時(shí)間，讓學(xué)生集中時(shí)間和精力去提出問(wèn)題、設計實(shí)驗、分析數據、歸納規律，這樣就能化解探究凸透鏡成像規律這個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生理解這一規律。
　　
　　參考文獻：
　　[1]梁樹(shù)森.物理教學(xué)論[M].南寧：廣西教育出版社1996.

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