凸透鏡成像規律的教學策略

論文類別:理學論文 > 物理學論文
論文作者: 魏誌強
上傳時間:2009/6/29 8:47:00

  [摘 要]凸透鏡成像规律是初中物理教學難點,本文首先從多方面分析該規律成為教學难點的原因。然後說明有關概念、規律的結構關系,最后介紹化解難點的教学策略。
  [關鍵詞]上位知識 下位知識 成像規律
  
  凸透鏡成像規律是初二物理的教學重點也是教學難點。突破這個難點,对培養學生學習物理的興趣,對树立學生的自信心,對提高整體教學質量有著積極的意義。
  
  (一)該規律成為教學難點的原因分析
  
  1.從規律本身找原因:概念多、易混淆,如焦距、物距和像距,实像和虛像,放大和縮小。規律多,在不同的物距條件下所成像的性質不同。
  2.從學生的思維特點找原因:初二年級正處在形象思維向抽象思維過渡的階段,學生分析數據歸納規律的能力不強。而理解並熟練掌握該規律必须具備一定的歸納能力和抽象思維能力。
  3.從教師的教學策略找原因:有些教師自己做演示实驗,只讓學生觀看,學生只能死記硬背成像規律。有些教師也使用探究式教學,但由於引導學生分析的方法不当,最後只能由教師包辦說出規律,失去探究實驗的意義。有些教師不能深入研究新教材,對探究凸透鏡成像實驗前教材中要求學生做的一些成像實驗重視不夠,如小孔成像。
  
  (二)教學策略的理論根據
  
  新學習的物理概念、規律將进入學生的物理認知結構,引起認知結構的擴展、更新或重建。不同的學習內容、不同的學習順序使認知結構的發生改变的方式也不同。根據奧蘇伯爾的命题學習理論,新的學习內容同認知結構中的原有内容相結合的方式可以分为下位關系、上位關系和並列关系三種類型。
  
  (三)讲究教學策略,化解教學難點
  
  1.重視小孔成像規律的探究,初步建立實像的概念。
  在蘇科版物理教材八年級(上)第四章、第三節《光的直線傳播》的課后習題中安排這樣一道习題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,蒙上一层塑料薄膜,這樣就制作一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物,你看見了什麽?記下所成像的特點,並試著加以解釋。
  與舊教材中有关小孔成像直接告訴學生相比,新教材這樣處理小孔成像現象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學生課後制作好實驗裝置,觀察遠處景物,記錄看到像的特點,在課堂匯報、展示实驗成果。由於觀察窗外景物時,物距大於像距,学生只能看到倒立、縮小的实像。實驗如果到此結束只能算完成一個階段。應該用烛燃代替景物,讓學生繼續探究小孔到燭燃距離不同時像的特點,最終归納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個探究實驗建立描述像特点的概念:如實像、放大和縮小、倒立等,認識到像不總是缩小。為以後探究凸透鏡成像做好上位知識準備。
  2.做好平面鏡成像的探究,通過比较認識實像與虛像的不同。
  平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實验。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點,但從完善學生的認知結构分析,該實驗使學生第一次知道虛像概念,認識比較实像與虛像的方法,为以後探究凸透鏡成像規律又準備了一個上位知识點。
  3.讓學生用凸透鏡進行課前預探究,形成初步感性認識。
  學生對凸透鏡成像沒有感性認識,讓他们直接探究凸透鏡成像规律,學生往往覺得無所適從不知道從哪裏開始探究,不知道究竟探究什麽。仔細研究蘇科物理八年級上第五章第一節的課后習題第四題:通過放大鏡觀看物體時,若適當增加放大鏡與物體間的距離,看到的像是增大呢,還是縮小?若繼續不斷地增大放大鏡與物體间的距離,看到的像將怎樣變化呢?本題也屬於實驗類作業,這是在學生探究凸透鏡成像規律前預備實驗,教師應該把凸透鏡發給學生讓學生做一做、看一看,學生认識到放大鏡屬於凸透镜,凸透鏡不總是成放大的正立像,還能成放大的倒立像、縮小的倒立像,使學生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。
  4.精心設計《凸透鏡成像規律》教案,為課堂探究做準備。
  物理規律的教學適宜用探究式教學方法,如何在課堂上讓學生探究凸透鏡成像規律,這是长期困擾初中物理教師的難题。為讓學生能順利探究出此規律,教師要全盤考慮前後概念的聯系,還要在新授课前進行教學設計,主要考慮以下幾點:如何創設提問題的情境?引導學生提什麽样的問題?采用什麽實驗裝置?如何用器材進行探究?探究時需要观察、記錄哪些數據和現象?如何引導學生分析數據、歸納出规律?其中提問題和分析數據是最易被忽視的教學环節。如上文所述,學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像,教師應該引導學生提出這樣的問題:當物體到凸透鏡的距離不同時,物體通過凸透鏡成的像有什麽不同呢?這樣提問题能使學生知道探究的目的,能引導学生尋找探究的方法,比其他提問方法效果好。 免費論文下載中心 http://www.hi138.com   當學生得到許多实驗數據後,老師這樣問學生:“凸透鏡究竟能成幾种像呢?”引導學生先把像的種類分析出來,共有四種。繼续追問:“在什麽條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢?”激發學生进一步分析數據的興趣。其余類推。
  由於此實驗得到的数據量大,數據規律不是明顯的正比或反比定量關系,數據中蘊藏的規律属於界定範圍的定性規律,學生從來沒有遇到,所以分析数據是本節課的最大難点,引導學生正確分析出数據的規律是本節課的關键一環。教師如果直接讓學生分析,學生很難得出正確的結論。教師要發揮主導作用,引入分析数據的技術工具。
  方法一:用電腦中的Excel 軟件分析,優点是在短時間內處理大量數據,學生興趣濃厚。缺點是學生從屏幕上看到的仍然是數據信號,分析能力不強的學生還是得不出結論。
  方法二:用贴圖片法展示成像規律。課前,教師準備下列教具,在一張大白紙上畫好凸透鏡符号,畫出主光軸,用1∶2的比例尺在主光軸上標出刻度線,標出一倍焦距處和兩倍焦距处,目的是增大可見度。用不幹膠紙制作表示物体和實像的小圖片,小图片形狀是:☆△↑↓,每種形狀的圖片多做几個。當成縮小像時,用大☆表示物體,小☆表示像。當物體成放大實像时,用小△表示物體,用大△表示像。成等大像时,用↑表示物體,用↓表示像。在課堂上最後分析數據時使用這些小圖片,根據成實像的三種現象,讓学生根據物距、像距把小圖片粘貼到白紙主光軸上,每種現象白纸上粘貼的圖片數不超過十個為宜。最後讓學生觀察白紙上小圖片的分布,學生就能方便地说出凸透鏡的成像規律。
  5.深入分析,加深對凸透鏡成像規律的理解。學生初步理解凸透鏡成像規律後,教師應該引導学生深入分析加深對該規律的理解。
  (1)用《凸透鏡成像動畫》課件向學生展示凸透鏡成像的連續变化規律,形成深刻的印象。总結出成實像或虛像時,当物距連續變化,引起像和像距的變化規律。利用課件让學生觀察出兩倍焦距和一倍焦距处的特殊意義。
  (2)凸透鏡所成像性質之間的关聯。凸透鏡成像的性质可從正立或倒立、放大或縮小、虛像或實像三方面描述。這些性質之間有關聯,例如正立的像一定是放大的虛像,倒立的像一定是實像。通過教師示範,让學生再去挖掘其他的關聯性質就能加深對該規律的理解。
  (3)凸透鏡成像與小孔成像的比較。當凸透鏡成實像時,根據像距與物距的大小關系可以推定成像的性質,這與小孔成像現象相同。兩者的共同點是:像距小於物距時,成倒立、縮小的實像;像距大於物距時,成倒立、放大的實像;像距等於物距時,成倒立、等大的實像。
  在整個光學部分,教者應有全局一盤棋的思想,重視教学策略的研究,從總體上把握前後概念、規律之間的聯系,杜絕凸透鏡成像規律教學孤立化倾向,把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來,使学生在課堂探究時不必為一些概念花費較多的时間,讓學生集中時間和精力去提出問題、設計實驗、分析數據、歸納規律,這樣就能化解探究凸透鏡成像规律這個教學難點,使學生理解这一規律。
  
  參考文献:
  [1]梁樹森.物理教學論[M].南寧:廣西教育出版社1996.轉貼于 免費論文下載中心 http://www.hi138.com
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