浅谈怎样引导学生设计实验科学探究平面镜的成像特点

简建军

摘要：在实际的教学过程中，要实现让学生通过真正的科学探究的方式进行有效的学习，需要老师有适当的上课方法和技巧，否则就会变成老师引导下的实验验证课，或是没有任何意义和结果的无效课堂。

关键词：科学探究 平面镜成像 自主设计 提问引导

八年级的同学刚开始系统的学习物理知识，他们都知道科学探究的七个环节，但是在针对具体的探究问题时，每个环节该怎样进行，他们是不清楚的。下面我根据自己上课的实际体会，以“科学探究：平面镜成像”为例，谈谈怎样引导学生在科学探究活动中进行有效的实验设计。

1.提出问题

在沪科版的教材，“科学探究：平面镜成像”这一节之前，学生已经经历了“科学探究：速度的变化”、“科学探究：声音的产生与传播”等几个探究实验，但是基本上的同学此时对于科学探究到底该怎样进行是没有任何思绪的。所以在“科学探究：平面镜成像”这一节，第一个环节提出问题，我采用的是情景提问。

我给每一组同学的桌子上准备的有两块大小不一样的平面镜，让同學们先分别用这两块大小不一样的平面镜对着自己，观察自己在镜中成的像有何不同，再让他们将平面镜靠近自己或远离自己，发现平面镜离自己越近时，镜中的像越大，因此他们会得出：平面镜中像的大小与平面镜的大小、人到平面镜的距离等因素有关，镜子越大像越大;人离镜子越远，像越小。这时老师用平面镜对着自己，并将平面镜靠近或远离自己，说：我怎么发现我将平面镜靠近或远离自己的时候，我在镜中的像的大小没有发生改变呢？这样老师和学生之间就有了两种不同的观点，借助这两种不同的观点，激发学生好奇心理，学生很想知道到底是哪一种观点正确，从而顺势引出课题：科学探究平面镜的成像特点。

这样的方式提出问题，学生更容易接受，后面实验探究的积极性得到增强。同时为学生进行猜想与假设环节做了铺垫。

2.猜想与假设

由于已经有了上一环节的铺垫，再让学生对平面镜成像特点进行猜想就容易多了，学生猜想的方向也会更好把握，大多数学生基本上都能得出一些比较合理和容易通过实验验证的猜想。

3.设计实验与制定计划

在完成猜想假设环节后，我会向学生介绍桌上为他们准备的器材，学生利用器材设计实验验证自己的猜想。这个过程学生可以用实验器材边思考、边简单操作、边总结实验方案;老师巡视，学生有问题可以提出问题，老师引导学生解决。给学生多一点时间（大概7-10分钟）完成这个过程;学生要将具体的实验方案或者实验步骤写出，并写出每一步的设计意图或者目的，写出实验中需要记录哪些数据或者现象、怎样分析得到的数据和现象得到实验的结论等。

学生设计完成后，请一组同学上台介绍展示自己小组的方案，其他小组的同学在听取这个小组的介绍后，与自己小组设计的方案进行对比，若与自己小组的方案有不同的，思考是同学的方案合理还是自己的方案更合理，若是同学的方案合理，那就把自己的方案改一改，若是自己的方案更合理，其他同学设计的方案还有不足之处的，把不足之处向他们提出来。若对其他同学的方案有疑惑的，可以提出问题，由设计这个方案的同学进行解答，同学若回答不了的，由老师引导学生找到答案。若同学们的设计方案中不合理的，其他同学也没有发现的问题，由老师来提问，学生思考并回答，对实验方案进行完善。

本实验中学生设计的实验方案应搞明白一下问题：

（1）本实验为学生准备的器材中有平面镜和平板玻璃，学生要知道为什么要选择平板玻璃而不选用平面镜？这个问题的解决方法是让学生把一支点燃的蜡烛分别放在平面镜和平板玻璃前面，手拿另一支等大的未点燃的蜡烛在后面移动，同学们在点燃的蜡烛一侧观察，很容易就能得到选择平板玻璃的理由了。

（2）本实验中为学生准备了两支等大的蜡烛，一支小一些的蜡烛，问学生怎样选择蜡烛？这个问题首先要让学生明白本实验的研究对象是蜡烛和它的火焰，要比较物体和像的大小关系，用两支等大的蜡烛是最好的。有第（1）问中的现象支撑，这个问题解决也比较容易的。

（3）怎样比较物体和它所成的像的大小关系？对学生应该问题不大，解决的办法就是用刻度尺简单的测量一下进行对比即可，提醒学生注意不能单凭眼睛凭空观看比较。

（4）为了让实验结论具有普遍性，本实验需要多次测量，应该怎样实现多次测量呢？这个问题学生不一定能想到，需要引导。让给学生想想我们在提出问题的时候大家看到自己的像大小变化是由于人到平面镜的距离发生了改变引起的，所以我们可以通过改变蜡烛到平板玻璃的距离来实现多次测量。

（5）多次实验的结果怎样保留和记录？这个问题上就需要学生明白本实验需要记录的数据和现象。首先根据光反射光路的保留方法，引导学生用一张白纸放在水平桌面上，实验在白纸上进行，每次确定好物体像的位置后，用不同颜色的笔在白纸上做好位置标记，然后取下白纸，用刻度尺辅助分析，得到每次成像的物距和相距，并记录对应的物与像的大小关系。

这个问题的解决也可以让学生直接用一张坐标纸替代白纸，这样学生就可以直接在坐标纸上对比每次成像的物距和相距。

（6）本实验在较量的环境中进行还是较暗的环境中进行比较好？这个问题让学生在第（1）问操作的基础上关上教室的灯并拉上窗帘进行对比，就很容易得到结果了。

通过以上问题引导加上学生设计的大致方案，本次探究的实验方案基本上就完善了，学生大多数都明白了实验的方案和意图。接下来就可以进行实验了。

通过以上的环节，学生大多数都积极的参与了这次科学探究的设计过程，学生的上课的积极性大大提高，学生学习的效率也比较高，再加上接下来的实验分析等环节，学生对于本次探究的收获是很大的。学生通过这次实验所获得的探究实验的设计能力，为今后学习打下了基础。

参考文献：

[1]义务教育物理课程标准2011版

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