以学生前概念为基础设计实验突破教学重难点

张海兵

摘 要：本文以八年级“平面镜成像特点”一节内容为例，阐述如何以学生前概念为基础设计实验，突破教学重难点。

关键词：前概念；创新实验；平面镜成像

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）10-0033-3

1 引 言

八年级的学生经过小学科学课程的学习有了初步的观察能力和思考方法，但由于之前学习多基于现象和生活经验，还存在一些错误的前概念。而错误的前概念容易使学生对所学知识产生混淆，成为学习障碍。是否能帮助学生纠正错误的前概念，掌握物理学的研究方法，对引导学生顺利走向物理殿堂尤为重要。以学生前概念为基础设计实验，可以让学生真实观察到实验现象，与原认知产生冲突，进一步理性思维，推导结论，说服力强，能有效突破教学重难点。

新课程倡导使学生学到获取知识的方法，增强探究未知世界的兴趣和能力，以及学生对于科学本质的理解和科学价值的树立，是与科学知识的学习同等重要的。八年级“平面镜成像特点”内容贴近生活、应用性强，能激发学生积极的思维，应当让学生经历科学探究的过程，培养提出问题的意识，学会科学辩证地看待问题。

2 教学重难点的确定

课标对此内容的要求是：“通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。”因此，本节课应设计实验让学生经历探究平面镜成像时像与物的关系的过程，还应根据学生的已有前概念挖掘学生认知的困难点，同时课堂中应体现平面镜成像的应用。

平面镜是生活中经常要用到的，生活中平面镜成像的物理现象有很多，学生对此并不陌生，但八年级的学生分析问题、解决问题的能力相对较弱，动手能力相对较弱。学生对平面镜所成的像与物的大小以及像矩与物距的关系存在一些错误的前概念。

依据课标和学生的已有前概念情况，本节课将教学重难点确定为以下几点：

①探究平面镜成像实验中像矩与物距的关系；

②探究平面镜成像实验中像与物大小的关系；

③平面镜成像在生活中的应用。

3. 教学思路

3.1 教学设计

“探究平面镜成像特点”这节课是在学习了“光的传播、光的反射”知识基础上编排的，它是对光反射知识的应用。主要内容包括平面镜成像特点、成像原理和应用。平面镜既与生活联系紧密，又是学生正式接触“像”这个概念，也为“凸透镜成像”的学习做了铺垫。所以，它起着承上启下的作用。

初二学生接触物理这门学科还不到两个月，很多学习物理的习惯和思维还没有形成。同时以他们现在学习能力，完整意义上的探究现在还达不到，所以很多实验的要求、注意事项，还需要老师不断的重复、提醒，甚至手把手的教。同时，笔者在试讲时还发现班里的投影仪也老化，一些实验的细节看不清，所以最后只能用视频、照片来引领学生完成探究实验过程。

对于本节课的设计，笔者主要把握了一条主线：魔术引入—实验探究—揭秘魔术—实际应用。从一个魔术表演开始，吸引学生的注意力、引起学生的兴趣，从而引出课题探究平面镜成像特点。在教师的设问和引导下，让学生体验“科学探究”的方法（创设情境—提出问题—猜想假设—设计方案—实验探究—分析论证等要素），最后用本节课所学内容解释课前的魔术难题，进而再从魔术中挖掘出生活中的实际应用。

对于重难点，笔者注重让学生积极思考和自主体验。以“如何比较两个物体大小”作为切入点，逐步引导学生突破实验中的难点：两个替代；从比较两个物体大小的方法，引申到如何比较像与物的大小，让学生思考后得到用等大三角替代物去与像比大小的方案；再由解决镜子不透明，无法确定像的位置来比大小的难题，得到用薄玻璃板替代镜子完成实验的方案，突破了难点。

此外，在本节课中对于“物近像大，物远像小”的错误认识也得到了及时的纠正。一方面，从实验中得到像不变的正确结论；另一方面，从“视角”这个角度进行解释。最终把学生可能存在的错误的前概念进行彻底的解决。

3.2 教学流程示意图

4 设计实验突破教学重难点

4.1 实验帮助学生理解抽象知识

学生对平面镜并不陌生，但大部分学生对平面镜成像存在像比物小以及像矩比物距大的错误前概念。为使学生建立正确的认识，笔者以学生前概念为基础设计创新实验突破教学重难点。

学生观察平面镜成像时，很难真实找到像的位置，只能凭学生主观感觉像的位置和大小，因此学生探究和接受像距物距相等和像物大小存在难度。平面镜是一面涂有水银的玻璃板，两者成像有相似性。用玻璃板代替平面镜进行实验，物体A与替代物C是两个完全相同的物体，将物体A放在玻璃板前，物体A的像为B， 替代物C可放在玻璃板后像的位置处。当BC重合时，就能准确确定像的位置和大小，从而使学生直观地看到，替代物C和像B重合，像物大小相等。比较像距物距，可以得出二者相等。

同时，也可以解决学生的另一个问题：物体靠近平面镜时像的大小如何变化？很多学生都感觉变大了。物体A靠近平面镜时，可移动替代物C，发现替代物C仍和像B重合，则不管物体靠近或远离平面镜，像和物体始终大小相等。为什么近的看着大？只是视觉的感受。

该实验可以让学生真实观察到实验现象，将抽象的知识转化为可触摸、可观察、可测量的现象，增强了课堂的真实性和逻辑性，与原认知产生冲突，进一步理性思维，推导结论，说服力强，很好地帮助学生跨越学习障碍，纠正了错误前概念，有效地达成了教学目标。

4.2 实验帮助学生体会知识的应用

物理教育必须为每一位学生适应现代社会做出贡献。课堂中渗透新科技的理念极为重要，今天所教的物理内容应与十年前所教的物理内容有所不同，虽然最核心的知识相同，但应精选生活中新的与物理应用的相关题材，通过生活中的实例，向学生展现物理知识的广阔应用，使学生的物理知识有所拓展，提升学生的科学素养。例如，好莱坞大片《盗梦空间》中演员站在大镜子面前，画面出现了无尽头的长廊和无数的莱奥纳多，场景震撼，大家纷纷推测是如何拍摄的，实际上就是无尽头走廊灯的运用。

5 课堂中设计创新实验的价值和意义

5.1 重视思维训练

学生探究是本课教学的重点。为了避免探究过程的盲目性和形式化，使探究活动达到启迪学生思维、发展学生能力的目的，笔者没有为学生直接提供实验器材及实验方法，也没有直接告诉学生“要怎样做”“应该这样做”，而是转变角色，既作为学习生活中的参与者，与学生一起设计、修改和完善实验方案，也作为教学活动中的引导者，在学生思维受阻时给予适时适当的引导和启发。在学生交流环节，让学生自己分析误差产生的原因；在教学反馈环节，安排了“找图中错误”等思维练习活动。这些教学方式的运用，使学生的主动性、自主性得到较充分的发挥，促进了学生良好思维品质的形成，促进了学生思维能力的发展。

5.2 注重过程体验

学生要以积极的状态投入学习，离不开体验，而这种体验是在真实生活和具体实践中产生的。例如，在提出猜想的环节，让学生用小镜子观察自己或周围的同学，根据观察提出自己的猜想，这样的猜想有感而发，更真实、更实际。在实验探究中，让学生根据自己的猜想或者兴趣自主选择、进行实验探究，同时，为学生提供电池、胶棒、国际象棋子这些易操作、易观察的器材，让学生在可选择的条件下通过动手、动眼和动脑来完成科学探究。

5.3 培养交往与合作

教学过程不仅仅是一个认知过程，也是师生、生生交往与合作的过程。在实验方案的设计环节，笔者采用了实验演示和师生合作讨论的方式；在实验探究环节，采用了学生分组、分工合作完成的方式；在交流总结环节，采用了小组交流、师生共同评估的方式。这种多层次、多形式的交流与合作，培养了学生间相互合作、共同探索的团队精神。

6 教学反思

学生对平面镜成像的特点有很多感性认识。每一位同学都能说出一些，在与同学们交流的过程中，笔者一步一步地引导学生怎样利用桌上的器材，设计实验，验证各自的观点看法，引导学生进行实验，由于以前没进行过这种类型的课，加上过高估计学生的能力，相当一部分学生不能参与交流讨论，尤其在设计实验方案环节，老师说的太多，占用时间过长，导致学生动手实验的时间较短。尽管完成了教学任务，得出了实验结果，但感觉学生的思维能力、解决问题能力、动手能力较差，需要老师更多的指导，需要创设更多的机会，培养他们探究能力、创新能力、动手能力。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

（栏目编辑 李富强）