科学探究既是学习内容又是教学方式

2015-07-18高艳清

黑龙江教育·中学 2015年6期

关键词：物距虚像光屏

高艳清

教学过程：

师：出示手中的手机，老师让大家今天带手机，并且给自己的妈妈拍了一张做饭时的生活照，大家都完成老师的任务了吗？

生：我拍了。

一、创设情境，激发兴趣

师：今天我们就用手中的相机完成今天的实验“凸透镜成像的规律”。

（在大家做实验前，请大家看一段FLASH动画。）

学生观察到，物距变化，像距、像的大小、正倒也发生了变化。

（说明：通过上节课的学习，学生已经知道凸透镜在生活中的应用。例如：照相机、投影仪、放大镜、实像、虚像，但是对于为什么像有放大和缩小呢？在脑中没有概念。）

二、提出问题，进行猜想

师：通过刚才的动画，你们看到了什么？凸透镜所成的像的大小、正倒跟什么有关呢？

生：像有放大的、也有缩小的。

生：蜡烛移动了，结果像的位置也变化了。

生：像的放大和缩小好像与蜡烛距离凸透镜的距离有关系。

师：刚才我们看的是动画，它是真的吗？我们物理是一个以实验为基础的学科，需要大家动手实验才能确定它的真实性。今天就利用2种方法来证明刚才的动画是否是真的。你们实验桌上有刚才动画中的实验器材，可以利用这些器材做实验，也可以用你们手中的手机和凸透镜、白纸做这个实验。同学们可以自由选择。

生：用手机做实验。

三、问题引路、设计实验

1. PPT展示问题

师：既然大家都选择用手机做实验，就尊重你们的想法，用手机做实验。在做实验前我们要明确几个问题：

（1）用手机替代蜡烛，蜡烛发光，手机怎样才能起到跟发光的蜡烛一样的作用呢？

（2）手机中妈妈的照片到凸透镜的距离是物距还是像距？

（3）凸透镜到白纸的距离是物距还是像距？

（4）一组4个人，组长要合理分工：谁拿手机、谁拿凸透镜、谁拿白纸、谁测量像距、物距，并负责记录数据。

师：这些问题由每组的1号同学来回答，回答对了加1分。

（说明1：班级的学生在开学就分了4个人一组，按照“异质同组、同组异质”的原则进行分组，依据学习基础，每组有一名优等生，两名中等生，一名学困生，1号是组长。）

（说明2：把手机里发光的图片当作本次试验的发光的物体，不但能激发学生的兴趣，同时手机拿起来方便，并且在白纸上找到缩小和放大的像进行对比相当的清晰，如果用点燃的蜡烛，易冒烟，呛人同时烛焰短不宜观察，蜡油弄得实验桌上、地上哪都是，不好收拾，又不环保。）

（说明3：学校实验室的窗户和门上的窗户都要用黑色的窗帘罩上，尽量不让太阳光照进屋内。）

生：（1）手机要打开，找到妈妈的照片。

（2）手机中妈妈的照片到凸透镜的距离是物距。

（3）凸透镜到白纸的距离是像距。

（4） 4号拿手机、3号拿凸透镜、2号拿白纸、1号测量像距、物距，并负责记录数据，调整小组内临时发生的问题。

2.学生独立自学课本

师：请同学们打开书98页，看一下这页书中的表格。大家实验桌上大的凸透镜的焦距是10厘米，书上98页的表格有没有不懂的地方？

（说明：通过提问发现学生的认知起点，了解学情，同时也培养学生勇于质疑的意识。）

生：表格里的虚实我分不明白？

师：请大家把书翻到上节课96页，看一下两个图片，这个组的2号同学你能告诉大家一会你去做这个实验时你在哪里找实像的位置，在哪里找虚像的位置呢？

生：我觉得如果我把手机放在离凸透镜小于10厘米的位置时，可能在白纸上就找不到像了，这时就应该像书上的图片一样正对凸透镜看。

生：我同意他的观点，但是我们组要比他们组快。

师：你们这种不服输的劲头非常好，但是在做实验前一定要清楚知道我们要怎样操作，并且要找到最清晰的图片的位置时方可以测量距离。

四、和谐互助、进行实验

环节一：探究等大的实像

师：这节课我们要分3个环节进行探究实验，首先现在每个组统一研究如何找到等大的实像？一会看哪个组做得快，组长要协调好，看哪个组能发挥团队的力量第一个找到清晰的像，并且快速记录像距和物距。

1.教师PPT展示

4号把手机打开，翻到妈妈照片那页，固定手机的位置，3号调整凸透镜，让凸透镜离手机距离20厘米，2号移动白纸，直到找到与手机图片一样大小的像，停止移动白纸，1号做好指挥并且记录像距（）厘米。

（说明：采用分工合作的方式收集实验数据，不仅让学生获得一次合作探究的体验，也节约了时间，使本环节探究任务能在有限的课堂教学时间内完成。）

学生开始实验，教师把班级所有的窗户都拉上黑色窗帘，不让阳光进入教室。教师巡视、指导。

2. 学生展示实验结果

生1：我们测量了几次，组长感觉最清晰的位置（与物体一样大小的位置），测量出是19.7厘米，我感觉最清晰的位置是20厘米。我们也弄不清楚哪个位置最清晰了。

师：别的组还有不一样的数据吗？

生2：我们组开始也有争议，但是后来意见统一了，应该是20厘米处最清晰，每个人看得不一样，可能也存在误差吧。我们组认为物距、像距都应该等于2倍焦距。

教师板书：物距等于像距，等于2倍焦距时得到倒立等大的实像。

（说明：实验中变化物理量太多，在教师引导下给学生设计出难度适宜的小研究，让学生通过学习小组合作探究来完成物距在2倍焦距时成像的规律，有助学生下面的探究，同时也分解教学难点。）

环节二：探究缩小、放大的实像endprint

师：刚才各个组都小试牛刀，下面看哪一个组能互帮互助在最短的时间内找到经过凸透镜得到缩小和放大的像时，物距和像距又需要满足什么样的条件？一会实验完成后，得到缩小实像的组把实验数据写在最左边的黑板，得到放大实像的小组把你们的实验数据写在最右边的黑板，大家分组实验吧。

黑板的左边：学生实验数据如下：

透镜的焦距10厘米、2倍焦距20厘米

黑板的右边：学生实验数据如下：

透镜的焦距10厘米、2倍焦距20厘米

师：大家得出实验数据，再一次证明了我们班学生团结协作的这种精神的可贵，大家在协作中增进了感情，老师感到很欣慰。

师生共同分析上面的2个表格得出总结：

教师板书：

物距大于2倍焦距时得到倒立缩小的实像，像距大于1倍焦距小于2倍焦距。

物距大于1倍焦距小于2倍焦距时得到倒立放大的实像，像距大于2倍焦距。

环节三：探究放大的虚像

师：根据PPT上的问题，我们来完成最后一个环节的探究实验。

（1）把手机（发光的妈妈的照片）放在小于10厘米的位置，在透镜的另一测移动白纸（光屏）能找到妈妈的像吗？

（2）如果在白纸上找不到实像，怎样能看到这个像呢？这个像是放大的吗？是虚像吗？

学生实验，一会就得出实验数据。

生：当物距小于1倍焦距时，光屏上没有像，只能透过凸透镜看，得到正立放大的虚像。

（说明：学生对于本节知识往往只有支离破碎的记忆，很容易遗忘。而把实验分成3个环节进行引导探究，不仅避免了学生实验的盲目性，还符合学生的认知，学生能真正体现合作、动手、思考、参与，很容易得出实验结论，突破本节重点。同时能在学校把妈妈的图片缩小和放大，是多么自豪的事情。这也是这节课学生一直很兴奋的关键。）

五、质疑点拨、迁移延伸

师：刚才的实验，你还有哪些不明白的？提出一个有价值的问题给本组加1分，能解决别的组提出的问题加2分。

生：我们组无论怎样弄，都没有旁边的组在墙上得到的图片放大的大。

生：我知道，你们的墙离透镜太近了，就是像距不够了。

生：我也知道，也不能把学校的墙弄个洞吧。

生：你可以移动透镜呀，把透镜离墙远一点呀，不也实现像距变长了吗？

生：我们组也调整了透镜到墙的距离，但是墙上的图片还是不清晰。

生：我明白了，你们把手机离透镜太近了，稍调远一些就可以了。

师：善于提出问题的人，是爱动脑的学生，只有这样你的思维才能越来越活跃，大家应该像刚才这几位同学学习。其实一个固定的物距，只对应一个准确的像距。

六、总结归纳、熟记规律

师：给同学们2分钟时间，根据刚才3个环节的实验探究，填写书上98页的表格。先独立填写，之后每个小组的组长负责本组内“兵教兵”，会的学生教不会的。

最后教师利用多媒体展现出正确答案，师生共同熟记结论.2f是放大和缩小实像的分界点，f是成虚像和实像的分界点。