探究凸透镜成像规律教学研究与案例评析

探究凸透镜成像规律”教学研究与案例评析案例导读【导读教师】王颖（北京市东城区教育研修学院，中学高级）【导读文本】在《探究凸透镜成像规律》这节课中，主讲教师依据义务教育课程标准和教学要求，突出重点，化解难点，从新课引入到提出探究问题，再到指导组织学生开展探究活动，最后得出成像规律的结论，每个教学环节都做出了精心的设计。在教学实施过程中，充分调动学生的积极性，注重培养学生的科学探究能力，使学生通过实验初步掌握科学探究的基本方法。如“怎样根据物理现象提出猜想和假设？”、“如何根据探究课题设计实验？”、“如何正确操作和进行观察？”、“怎样根据实验现象和数据归纳总结得出正确结论？”等等。另外，讲课教师自制的演示器材，简单易行，效果直观，也是值得学习借鉴的。联系生活实际是物理课的特色，在本节课中，凸透镜成像规律的应用，使学生进一步了解了照相机、幻灯机、放大镜的原理，从而对将物理知识应用于实际给生活带来深刻的影响有了更多的认识。老师们在观看本节课的视频和案例评析后，可以联系自己的教学实践，思考两方面的问题：第一，这节课给我印象最深的环节是什么？主讲教师为什么这样设计和实施教学？物理课程的教学理念是怎样体现的？第二，在这个课题的教学中我还能做出哪些新的尝试？怎样修改原有的教学设计？或是对某个教学环节进行重新设计？【课程简介】《探究凸透镜成像规律》是光的折射的应用之一。它是在学生对生活中常用的透镜及其成像情况，获得丰富、具体的感性认识的基础上带着问题，用探究的方法进行研究性学习的内容。本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，在认识凸透镜的基础上寻找总结凸透镜成像的规律，让学生在学习过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学的研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。《探究凸透镜成像规律教学研究》课程围绕本节教学重点，阐述了初中物理规律探究教学的基本特征及新课程下物理规律教学设计的基本理念，并结合教材内容介绍了物理探究教学设计的基本要素。介绍各教学环节时结合案例进行深入地剖析。在相关知识部分讲解了教师教学中所涉及到的凸透镜知识，其中有些内容虽然不在初中教学要求之中，但是作为教师仍应熟练掌握，这样才能从更高的专业知识层面深入理解和把握教材。针对教学中教师与学生的疑问，本课程有重点、有选择地做了分析与解答，以帮助教师更好地理解教学内容。本课程将教学理论与教学实践紧密联系，列举了大量生动的教学案例，可操作性强。通过学习本课程加深教师们对物理规律探究教学的认识，促进教师们更加深入地思考和研究与“凸透镜成像规律”教学相关的问题，提高教师的物理教学专业素质和教学能力。【学习要求】1．通过本课程的学习，加深对新课程下初中物理学科探究式教学的认识，明确探究式教学符合学生的认知规律，能够突出物理学科的特点。进一步了解新课程对于探究式教学的要求，及探究式教学的形式和特征。2．学习和回顾与《探究凸透镜成像规律》相关的物理知识，提高专业知识水平，更加深入地理解和把握教材。认真查找和分析学生学习中的难点，研究解决问题的策略。3．通过观看《探究凸透镜成像规律》课例及教学案例分析，掌握探究式教学设计和实施的一般规律提高教学质量。4．将本课程的学习与教学实践相联系。在教学中积极运用探究式教学方式，为培养学生的能力创造条件。案例展示【案例信息】案例名称：探究凸透镜成像规律授课教师：金然（北京市第五十中学，中学一级）【教学设计】教学基本信息课题探究凸透镜成像规律是否属于地方课程或校本课程否学科物理学段：初中年级二相关领域折射、凸透镜成像教材书名：义务教育课程标准实验教科书（物理）出版社：人民教育出版社出版日期：2006年3月一、指导思想与理论依据（一）指导思想本节内容是本章的核心，它是在学生对生活中常用的透镜及其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题用探究的方法研究的内容。（二）理论依据课标的基本理念强调要重视实验动手实践，本课教学设计突出了实验动手能力和实验数据统计的比重，积极引导学生在实验中理解生活中的物理，增加对物理学习的乐趣。二、教学背景（一）教学内容分析本节的主要内容就是让学生通过科学探究的活动找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力、以及培养了对科学的求知欲，了与探究的科学态度。（二）学生情况分析学生通过前面生活中的透镜的学习，了解了凸透镜在不同的应用中所成的像的特点也不同，但对于成像的规律知之甚少，以前面知识为铺垫，为凸透镜的成像规律的探究做了良好的铺垫。（三）教学方式与手段说明设计以科学探究为主线，在教师的指导下，学生通过合作探究实验，自主得出凸透镜成像的规律，体验和感悟科学探究的过程和方法。演示实验、学生分组实验以及互动交流。（四）技术准备教师用：学生自制模型（幻灯机、照相机）、光具座、学生电源，光源、物体、凸透镜、光屏、自制像物贴纸、强磁钉、自制PPT学生用：光具座、学生电源，光源、物体、凸透镜、光屏（五）前期教学状况、问题与对策三、教学目标（一）“情感态度与价值观”目标1．在探究“凸透镜成像的规律”的过程中，养成认真负责、实事求是的科学态度。2．通过小组讨论、全班交流的过程，体验合作交流的重要性。（二）“过程与方法”目标1．在探究凸透镜成像规律的实验，尤其在寻找像的过程中，感受观察、比较、推理的科学方法。2．通过对实验数据的记录、分析，经历归纳得出凸透镜成像规律的科学过程。（三）“知识与技能”目标1．知道凸透镜成像规律。2．知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系，进一步理解虚像和实像概念。四、教学重点与难点（一）教学重点理解凸透镜成像规律（二）教学难点1.使学生初步了解科学探究的方法2.物距、像距和实像、虚像的概念五、教学过程教学阶段教师活动一、

演

示

实

验展示PPT，复习生活中的透镜，同是演示实验：•

放大镜：使用实验室放大镜，让学生观察老师的脸和手都变“大”了•

投影仪：学生演示自制模型，将投影片正立放入，投影在墙上呈倒立，放大的像，再将投影片倒立放入，观察到正立、放大的像•

照相机：学生演示自制模型：用照相机观察点燃的蜡烛，光屏上呈现了倒立缩小的像。

二、

提

出

问

题根据三种不同的成像特点，提出问题：“如果确定了要观察的物体，通过凸透镜所成的像，究竟是放大的，还是缩小的？是正立的，还是倒立的？是实像呢，还是虚像呢？”三

实

验

准

备

介绍实验注意事项：1.各实验仪器名称：光具座（四个滑块）、光源、物体、凸透镜、光屏。2.同一水平高度的调节：•

如图所示能否成像•

修改之后，可以成像总结：实验前先调节各光学元件在同一水平直线上3.观察最清晰的像：对比一下，哪个像最清晰总结：一定找到最清晰的像再确定光屏位置4.物距像距读数练习：强调注意事项：•

实验中电源电压保持6V不变•

凸透镜固定在光具座40cm刻度位置•

实验使用的凸透镜焦距为10cm四、

进

行

实

验

小组四名同学分工合作，探究凸透镜成像的规律：1.调节物体位置，并记录物距2.移动光屏直到呈现最清晰的像，记录像距3.使用刻度尺测量所成像的长度4.记录数据，总结实验结论

附实验数据表格：五数据讨论贴图总结将多组实验的数据统计填入表中，利用多组实验数据的相对性，将大小不一的像物贴纸分别粘贴在相应的位置上针对不同的物体放置范围，总结对应的成像的大小特点以及位置规律

六实验探究虚像规律总结发现，一倍焦距内不能在光屏上成像，撤掉光屏直接用肉眼观测七、例题分析兴趣实验例题1.照相机是利用凸透镜成缩小实像的现象来拍摄照片的，若镜头焦距为15cm，那么被拍景物到照相机镜头的距离应该是：()A．超过30cmB．在15cm到30cm之间C．正好30cmD．正好15cm2.让一凸透镜正对太阳照射，在离凸透镜10cm处的光屏上得到一个小亮点，若想要得到放大的字，则凸透镜离物体的距离应该___________．3.已知投影片到凸透镜的距离是30cm，银幕上成放大的像，则该投影仪凸透镜的焦距可能是下列数据中的哪一个：()A．10cmB．20cmC．30cmD．40cm4.某同学经过一节课的实验探究，写出了如下一些结论，你认为她的记录中不正确的是：()A．凡是实像，都是倒立的B．凡是虚像，都是正立的C．凸透镜所成的实像，既有放大的，又有缩小的D．凸透镜所成的虚像，既有放大的，又有缩小的5.一蜡烛位于凸透镜前3倍焦距处，在它移近凸透镜1．5倍焦距过程中，光屏上得到的像将：()A．变大B．变小C．先变小，后变大D．先变大，后变小思考题：1.若实验中将物体位置抬高，则光屏上的像会______（抬高、降低）2.若实验中将凸透镜位置抬高，则光屏上的像会______（抬高、降低）3.若遮挡住物体的上半部分，则所成的像会____________4.若遮挡住凸透镜的上半部分，则所成的像会____________5.若固定物体和光屏距离为50cm不变时，移动凸透镜，可以得到___次清晰的像六、学习效果评价设计（一）评价方式把“会动手实验”、“会分析总结”、“会应用解题”三个方面作为评价的主要方面，教师和学生在课后对本节学习效果进行“自评”、“互评”与“教师评”。（二）评价量规以下各项共分为5分、4分、3分、2分、1分五个等级进行评价。1.会动手实验（1）会在实验前调节各元器件，使实验能顺利进行（2）会改变物距通过调节光屏位置找到清晰的像（3）会读取物距、像距、以及测量成像大小2.会分析总结（1）会找到物距像距与焦距的关系（2）会将数据排列总结成像特点（3）会将不同的数据综合在同一个图像中（4）会在不同的范围内找到物体移动式成像的变化规律3.会应用解题（1）会通过成像特点解释清楚三种应用的区别和特点（2）会利用成像规律解决题目（3）会利用物体移动时成像特点解决难题七、教学设计的特点本节课在教材中属于本章的重点，对学生知识的掌握要求也较高，如何能在很短的一节课中既让学生自己动手总结规律，又让学生能准确地理解不同应用的成像特点是本节课的重中之重。所以我在这节课的设计上作了如下几方面的设计：引课开门见山，演示别出心裁。前一节课所讲的生活中的透镜，我没有做过多的复习，而是直接用直观的现象强化了三种应用的成像特点，放大镜夸张、新奇，投影仪和照相机都是学生利用课余时间独立完成的，既有利地说明了成像特点，又启发了学生利用身边的物体去制作模型的思维方式。课件介绍实验，提示明了清晰。考虑到实验过程中，实验的错误操作，如各光具不在同一水平高度；找到的像不是最清晰的；物距像距的错误计算，会很大程度上影响实验的结果，因此在制作PPT的时候都把这些问题形象化了，有利于学生的记忆和理解，为后面分析实验结论做好铺垫数据处理新颖，贴纸简洁直观。为了一次实验能在学生脑海中形成一个物体不同位置的成像规律，我制作了很多像物贴纸，由学生自己动手剪取合适大小粘贴在相应位置上，学生的积极参与会更加深对知识的理解和掌握，这种设计也非常直观，我放弃了使用计算机作图的想法，这样的方式更适合学生的理解。例题难度适中，思考实验创新。规律总结成型后，我选择了难度适中，考察角度多样性的例题，由学生完成，加深学生对实验结论的理解和应用，创新的思考实验题来自于这部分知识的难题的实验设想，通过学生自己动手验证，对题目的理解更深刻了，对实验的兴趣更浓厚了。【教学反思】一、成功之处：1.导入自然，模型设计有新意，教学各环节环环相扣。通过学生联系实际并动手验证规律，激发学生的兴趣。2.实验前仪器介绍以及注意事项，语言表达准确到位。3.教师语言表情到位，能够及时的感染学生。二、不足之处：1.遇到学生实验数据出现问题时没有及时发现，而后在例题讲解时才及时改正。2.在整个教学过程中应更加善于观察学生，了解学生，并能及时对教学环节进行调整，选择最适合学生的教学方式进行教学。三、改进措施：1.根据学生不同水平情况，应注重分层教学。2.学生可能出现的问题应能够灵活处理，驾驭课堂。【评析文本】本节课的主要教学内容，是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主探究，体验科学探究的全过程，从而激发学生探究成像规律的兴趣，使学生能够体验科学探究的过程与方法。对于初二学生来说这是个相当复杂的实验过程，需要通过观察得出的结论有三个层次：像的特征----大小、正倒、虚实；物距、像距与焦距的关系；最后得出凸透镜成像规律。所以金老师给学生提供交流的机会，让学生在相互启发中对学习结论进一步完善；引导学生进行小组学习、独立思考、相互协商，以达到共同提高的目的，这些对于学生学法的指导是很有效的。这节课的整体结构很科学，从用实验观察入手，到提出探究问题，指导设计实验；学生完成实验；再到分析展示实验数据；最后归纳得出结论。条理清楚，环节紧凑，过渡自然。金老师对引入部分的三个实验进行了精心的设计，超大号的放大镜学生生活中接触不到，用它观察老师的手和面部，像很大、很夸张，一下子就吸引了学生视线。幻灯机和照相机实验室中有实物和模型教具，但是考虑到它们的内部结构不易观察，老师就在课前指导学生用凸透镜和一些非常简单的物品做了“模拟模型”，老师没有选择光具座是想传递给学生这样一个重要的信息“用生活中的物品就可以设计实验，做实验。”在观察“照相机”成像时，金老师使用了摄像头录像，把学生不便于直接观察的演示实验现象，转换成大屏幕上的影像。让学生提出探究问题进行实验。