探究凸透鏡成像規(guī)律教學研究與案例評析

探究凸透鏡成像規(guī)律”教學研究與案例評析案例導讀【導讀教師】王穎（北京市東城區(qū)教育研修學院，中學高級）【導讀文本】在《探究凸透鏡成像規(guī)律》這節(jié)課中，主講教師依據義務教育課程標準和教學要求，突出重點，化解難點，從新課引入到提出探究問題，再到指導組織學生開展探究活動，最后得出成像規(guī)律的結論，每個教學環(huán)節(jié)都做出了精心的設計。在教學實施過程中，充分調動學生的積極性，注重培養(yǎng)學生的科學探究能力，使學生通過實驗初步掌握科學探究的基本方法。如“怎樣根據物理現象提出猜想和假設？”、“如何根據探究課題設計實驗？”、“如何正確操作和進行觀察？”、“怎樣根據實驗現象和數據歸納總結得出正確結論？”等等。另外，講課教師自制的演示器材，簡單易行，效果直觀，也是值得學習借鑒的。聯(lián)系生活實際是物理課的特色，在本節(jié)課中，凸透鏡成像規(guī)律的應用，使學生進一步了解了照相機、幻燈機、放大鏡的原理，從而對將物理知識應用于實際給生活帶來深刻的影響有了更多的認識。老師們在觀看本節(jié)課的視頻和案例評析后，可以聯(lián)系自己的教學實踐，思考兩方面的問題：第一，這節(jié)課給我印象最深的環(huán)節(jié)是什么？主講教師為什么這樣設計和實施教學？物理課程的教學理念是怎樣體現的？第二，在這個課題的教學中我還能做出哪些新的嘗試？怎樣修改原有的教學設計？或是對某個教學環(huán)節(jié)進行重新設計？【課程簡介】《探究凸透鏡成像規(guī)律》是光的折射的應用之一。它是在學生對生活中常用的透鏡及其成像情況，獲得豐富、具體的感性認識的基礎上帶著問題，用探究的方法進行研究性學習的內容。本節(jié)的主要內容，就是讓學生通過科學探究的活動，在認識凸透鏡的基礎上尋找總結凸透鏡成像的規(guī)律，讓學生在學習過程中自主研究，體驗科學探究的全過程，從而培養(yǎng)科學的研究方法，得出清晰的凸透鏡成像規(guī)律?！短骄客雇哥R成像規(guī)律教學研究》課程圍繞本節(jié)教學重點，闡述了初中物理規(guī)律探究教學的基本特征及新課程下物理規(guī)律教學設計的基本理念，并結合教材內容介紹了物理探究教學設計的基本要素。介紹各教學環(huán)節(jié)時結合案例進行深入地剖析。在相關知識部分講解了教師教學中所涉及到的凸透鏡知識，其中有些內容雖然不在初中教學要求之中，但是作為教師仍應熟練掌握，這樣才能從更高的專業(yè)知識層面深入理解和把握教材。針對教學中教師與學生的疑問，本課程有重點、有選擇地做了分析與解答，以幫助教師更好地理解教學內容。本課程將教學理論與教學實踐緊密聯(lián)系，列舉了大量生動的教學案例，可操作性強。通過學習本課程加深教師們對物理規(guī)律探究教學的認識，促進教師們更加深入地思考和研究與“凸透鏡成像規(guī)律”教學相關的問題，提高教師的物理教學專業(yè)素質和教學能力?！緦W習要求】1．通過本課程的學習，加深對新課程下初中物理學科探究式教學的認識，明確探究式教學符合學生的認知規(guī)律，能夠突出物理學科的特點。進一步了解新課程對于探究式教學的要求，及探究式教學的形式和特征。2．學習和回顧與《探究凸透鏡成像規(guī)律》相關的物理知識，提高專業(yè)知識水平，更加深入地理解和把握教材。認真查找和分析學生學習中的難點，研究解決問題的策略。3．通過觀看《探究凸透鏡成像規(guī)律》課例及教學案例分析，掌握探究式教學設計和實施的一般規(guī)律提高教學質量。4．將本課程的學習與教學實踐相聯(lián)系。在教學中積極運用探究式教學方式，為培養(yǎng)學生的能力創(chuàng)造條件。案例展示【案例信息】案例名稱：探究凸透鏡成像規(guī)律授課教師：金然（北京市第五十中學，中學一級）【教學設計】教學基本信息課題探究凸透鏡成像規(guī)律是否屬于地方課程或校本課程否學科物理學段：初中年級二相關領域折射、凸透鏡成像教材書名：義務教育課程標準實驗教科書（物理）出版社：人民教育出版社出版日期：2006年3月一、指導思想與理論依據（一）指導思想本節(jié)內容是本章的核心，它是在學生對生活中常用的透鏡及其成像情況獲得豐富、具體的感性認識的基礎上，帶著問題用探究的方法研究的內容。（二）理論依據課標的基本理念強調要重視實驗動手實踐，本課教學設計突出了實驗動手能力和實驗數據統(tǒng)計的比重，積極引導學生在實驗中理解生活中的物理，增加對物理學習的樂趣。二、教學背景（一）教學內容分析本節(jié)的主要內容就是讓學生通過科學探究的活動找出凸透鏡成像的規(guī)律，使學生在全過程中自主研究，體驗科學探究的全過程，從而培養(yǎng)科學研究方法，得出清晰的凸透鏡成像規(guī)律。同時還培養(yǎng)了學生的發(fā)現問題、解決問題、分析歸納、動手、創(chuàng)造等多方面能力、以及培養(yǎng)了對科學的求知欲，了與探究的科學態(tài)度。（二）學生情況分析學生通過前面生活中的透鏡的學習，了解了凸透鏡在不同的應用中所成的像的特點也不同，但對于成像的規(guī)律知之甚少，以前面知識為鋪墊，為凸透鏡的成像規(guī)律的探究做了良好的鋪墊。（三）教學方式與手段說明設計以科學探究為主線，在教師的指導下，學生通過合作探究實驗，自主得出凸透鏡成像的規(guī)律，體驗和感悟科學探究的過程和方法。演示實驗、學生分組實驗以及互動交流。（四）技術準備教師用：學生自制模型（幻燈機、照相機）、光具座、學生電源，光源、物體、凸透鏡、光屏、自制像物貼紙、強磁釘、自制PPT學生用：光具座、學生電源，光源、物體、凸透鏡、光屏（五）前期教學狀況、問題與對策三、教學目標（一）“情感態(tài)度與價值觀”目標1．在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的過程中，養(yǎng)成認真負責、實事求是的科學態(tài)度。2．通過小組討論、全班交流的過程，體驗合作交流的重要性。（二）“過程與方法”目標1．在探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，尤其在尋找像的過程中，感受觀察、比較、推理的科學方法。2．通過對實驗數據的記錄、分析，經歷歸納得出凸透鏡成像規(guī)律的科學過程。（三）“知識與技能”目標1．知道凸透鏡成像規(guī)律。2．知道凸透鏡所成像的虛實、倒正、大小與物體位置的關系，進一步理解虛像和實像概念。四、教學重點與難點（一）教學重點理解凸透鏡成像規(guī)律（二）教學難點1.使學生初步了解科學探究的方法2.物距、像距和實像、虛像的概念五、教學過程教學階段教師活動一、

演

示

實

驗展示PPT，復習生活中的透鏡，同是演示實驗：?

放大鏡：使用實驗室放大鏡，讓學生觀察老師的臉和手都變“大”了?

投影儀：學生演示自制模型，將投影片正立放入，投影在墻上呈倒立，放大的像，再將投影片倒立放入，觀察到正立、放大的像?

照相機：學生演示自制模型：用照相機觀察點燃的蠟燭，光屏上呈現了倒立縮小的像。

二、

提

出

問

題根據三種不同的成像特點，提出問題：“如果確定了要觀察的物體，通過凸透鏡所成的像，究竟是放大的，還是縮小的？是正立的，還是倒立的？是實像呢，還是虛像呢？”三

實

驗

準

備

介紹實驗注意事項：1.各實驗儀器名稱：光具座（四個滑塊）、光源、物體、凸透鏡、光屏。2.同一水平高度的調節(jié)：?

如圖所示能否成像?

修改之后，可以成像總結：實驗前先調節(jié)各光學元件在同一水平直線上3.觀察最清晰的像：對比一下，哪個像最清晰總結：一定找到最清晰的像再確定光屏位置4.物距像距讀數練習：強調注意事項：?

實驗中電源電壓保持6V不變?

凸透鏡固定在光具座40cm刻度位置?

實驗使用的凸透鏡焦距為10cm四、

進

行

實

驗

小組四名同學分工合作，探究凸透鏡成像的規(guī)律：1.調節(jié)物體位置，并記錄物距2.移動光屏直到呈現最清晰的像，記錄像距3.使用刻度尺測量所成像的長度4.記錄數據，總結實驗結論

附實驗數據表格：五數據討論貼圖總結將多組實驗的數據統(tǒng)計填入表中，利用多組實驗數據的相對性，將大小不一的像物貼紙分別粘貼在相應的位置上針對不同的物體放置范圍，總結對應的成像的大小特點以及位置規(guī)律

六實驗探究虛像規(guī)律總結發(fā)現，一倍焦距內不能在光屏上成像，撤掉光屏直接用肉眼觀測七、例題分析興趣實驗例題1.照相機是利用凸透鏡成縮小實像的現象來拍攝照片的，若鏡頭焦距為15cm，那么被拍景物到照相機鏡頭的距離應該是：()A．超過30cmB．在15cm到30cm之間C．正好30cmD．正好15cm2.讓一凸透鏡正對太陽照射，在離凸透鏡10cm處的光屏上得到一個小亮點，若想要得到放大的字，則凸透鏡離物體的距離應該___________．3.已知投影片到凸透鏡的距離是30cm，銀幕上成放大的像，則該投影儀凸透鏡的焦距可能是下列數據中的哪一個：()A．10cmB．20cmC．30cmD．40cm4.某同學經過一節(jié)課的實驗探究，寫出了如下一些結論，你認為她的記錄中不正確的是：()A．凡是實像，都是倒立的B．凡是虛像，都是正立的C．凸透鏡所成的實像，既有放大的，又有縮小的D．凸透鏡所成的虛像，既有放大的，又有縮小的5.一蠟燭位于凸透鏡前3倍焦距處，在它移近凸透鏡1．5倍焦距過程中，光屏上得到的像將：()A．變大B．變小C．先變小，后變大D．先變大，后變小思考題：1.若實驗中將物體位置抬高，則光屏上的像會______（抬高、降低）2.若實驗中將凸透鏡位置抬高，則光屏上的像會______（抬高、降低）3.若遮擋住物體的上半部分，則所成的像會____________4.若遮擋住凸透鏡的上半部分，則所成的像會____________5.若固定物體和光屏距離為50cm不變時，移動凸透鏡，可以得到___次清晰的像六、學習效果評價設計（一）評價方式把“會動手實驗”、“會分析總結”、“會應用解題”三個方面作為評價的主要方面，教師和學生在課后對本節(jié)學習效果進行“自評”、“互評”與“教師評”。（二）評價量規(guī)以下各項共分為5分、4分、3分、2分、1分五個等級進行評價。1.會動手實驗（1）會在實驗前調節(jié)各元器件，使實驗能順利進行（2）會改變物距通過調節(jié)光屏位置找到清晰的像（3）會讀取物距、像距、以及測量成像大小2.會分析總結（1）會找到物距像距與焦距的關系（2）會將數據排列總結成像特點（3）會將不同的數據綜合在同一個圖像中（4）會在不同的范圍內找到物體移動式成像的變化規(guī)律3.會應用解題（1）會通過成像特點解釋清楚三種應用的區(qū)別和特點（2）會利用成像規(guī)律解決題目（3）會利用物體移動時成像特點解決難題七、教學設計的特點本節(jié)課在教材中屬于本章的重點，對學生知識的掌握要求也較高，如何能在很短的一節(jié)課中既讓學生自己動手總結規(guī)律，又讓學生能準確地理解不同應用的成像特點是本節(jié)課的重中之重。所以我在這節(jié)課的設計上作了如下幾方面的設計：引課開門見山，演示別出心裁。前一節(jié)課所講的生活中的透鏡，我沒有做過多的復習，而是直接用直觀的現象強化了三種應用的成像特點，放大鏡夸張、新奇，投影儀和照相機都是學生利用課余時間獨立完成的，既有利地說明了成像特點，又啟發(fā)了學生利用身邊的物體去制作模型的思維方式。課件介紹實驗，提示明了清晰?？紤]到實驗過程中，實驗的錯誤操作，如各光具不在同一水平高度；找到的像不是最清晰的；物距像距的錯誤計算，會很大程度上影響實驗的結果，因此在制作PPT的時候都把這些問題形象化了，有利于學生的記憶和理解，為后面分析實驗結論做好鋪墊數據處理新穎，貼紙簡潔直觀。為了一次實驗能在學生腦海中形成一個物體不同位置的成像規(guī)律，我制作了很多像物貼紙，由學生自己動手剪取合適大小粘貼在相應位置上，學生的積極參與會更加深對知識的理解和掌握，這種設計也非常直觀，我放棄了使用計算機作圖的想法，這樣的方式更適合學生的理解。例題難度適中，思考實驗創(chuàng)新。規(guī)律總結成型后，我選擇了難度適中，考察角度多樣性的例題，由學生完成，加深學生對實驗結論的理解和應用，創(chuàng)新的思考實驗題來自于這部分知識的難題的實驗設想，通過學生自己動手驗證，對題目的理解更深刻了，對實驗的興趣更濃厚了?！窘虒W反思】一、成功之處：1.導入自然，模型設計有新意，教學各環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣。通過學生聯(lián)系實際并動手驗證規(guī)律，激發(fā)學生的興趣。2.實驗前儀器介紹以及注意事項，語言表達準確到位。3.教師語言表情到位，能夠及時的感染學生。二、不足之處：1.遇到學生實驗數據出現問題時沒有及時發(fā)現，而后在例題講解時才及時改正。2.在整個教學過程中應更加善于觀察學生，了解學生，并能及時對教學環(huán)節(jié)進行調整，選擇最適合學生的教學方式進行教學。三、改進措施：1.根據學生不同水平情況，應注重分層教學。2.學生可能出現的問題應能夠靈活處理，駕馭課堂。【評析文本】本節(jié)課的主要教學內容，是讓學生通過科學探究的活動，找出凸透鏡成像的規(guī)律，使學生在全過程中自主探究，體驗科學探究的全過程，從而激發(fā)學生探究成像規(guī)律的興趣，使學生能夠體驗科學探究的過程與方法。對于初二學生來說這是個相當復雜的實驗過程，需要通過觀察得出的結論有三個層次：像的特征----大小、正倒、虛實；物距、像距與焦距的關系；最后得出凸透鏡成像規(guī)律。所以金老師給學生提供交流的機會，讓學生在相互啟發(fā)中對學習結論進一步完善；引導學生進行小組學習、獨立思考、相互協(xié)商，以達到共同提高的目的，這些對于學生學法的指導是很有效的。這節(jié)課的整體結構很科學，從用實驗觀察入手，到提出探究問題，指導設計實驗；學生完成實驗；再到分析展示實驗數據；最后歸納得出結論。條理清楚，環(huán)節(jié)緊湊，過渡自然。金老師對引入部分的三個實驗進行了精心的設計，超大號的放大鏡學生生活中接觸不到，用它觀察老師的手和面部，像很大、很夸張，一下子就吸引了學生視線?；脽魴C和照相機實驗室中有實物和模型教具，但是考慮到它們的內部結構不易觀察，老師就在課前指導學生用凸透鏡和一些非常簡單的物品做了“模擬模型”，老師沒有選擇光具座是想傳遞給學生這樣一個重要的信息“用生活中的物品就可以設計實驗，做實驗。”在觀察“照相機”成像時，金老師使用了攝像頭錄像，把學生不便于直接觀察的演示實驗現象，轉換成大屏幕上的影像。讓學生提出探究問題進行實驗。