以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)重難點(diǎn)

張海兵

摘 要：本文以八年級(jí)“平面鏡成像特點(diǎn)”一節(jié)內(nèi)容為例，闡述如何以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，突破教學(xué)重難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：前概念；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；平面鏡成像

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）10-0033-3

1 引 言

八年級(jí)的學(xué)生經(jīng)過(guò)小學(xué)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)有了初步的觀察能力和思考方法，但由于之前學(xué)習(xí)多基于現(xiàn)象和生活經(jīng)驗(yàn)，還存在一些錯(cuò)誤的前概念。而錯(cuò)誤的前概念容易使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生混淆，成為學(xué)習(xí)障礙。是否能幫助學(xué)生糾正錯(cuò)誤的前概念，掌握物理學(xué)的研究方法，對(duì)引導(dǎo)學(xué)生順利走向物理殿堂尤為重要。以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生真實(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與原認(rèn)知產(chǎn)生沖突，進(jìn)一步理性思維，推導(dǎo)結(jié)論，說(shuō)服力強(qiáng)，能有效突破教學(xué)重難點(diǎn)。

新課程倡導(dǎo)使學(xué)生學(xué)到獲取知識(shí)的方法，增強(qiáng)探究未知世界的興趣和能力，以及學(xué)生對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的理解和科學(xué)價(jià)值的樹立，是與科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)同等重要的。八年級(jí)“平面鏡成像特點(diǎn)”內(nèi)容貼近生活、應(yīng)用性強(qiáng)，能激發(fā)學(xué)生積極的思維，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)提出問題的意識(shí)，學(xué)會(huì)科學(xué)辯證地看待問題。

2 教學(xué)重難點(diǎn)的確定

課標(biāo)對(duì)此內(nèi)容的要求是：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系。知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用。”因此，本節(jié)課應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生經(jīng)歷探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系的過(guò)程，還應(yīng)根據(jù)學(xué)生的已有前概念挖掘?qū)W生認(rèn)知的困難點(diǎn)，同時(shí)課堂中應(yīng)體現(xiàn)平面鏡成像的應(yīng)用。

平面鏡是生活中經(jīng)常要用到的，生活中平面鏡成像的物理現(xiàn)象有很多，學(xué)生對(duì)此并不陌生，但八年級(jí)的學(xué)生分析問題、解決問題的能力相對(duì)較弱，動(dòng)手能力相對(duì)較弱。學(xué)生對(duì)平面鏡所成的像與物的大小以及像矩與物距的關(guān)系存在一些錯(cuò)誤的前概念。

依據(jù)課標(biāo)和學(xué)生的已有前概念情況，本節(jié)課將教學(xué)重難點(diǎn)確定為以下幾點(diǎn)：

①探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中像矩與物距的關(guān)系；

②探究平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中像與物大小的關(guān)系；

③平面鏡成像在生活中的應(yīng)用。

3. 教學(xué)思路

3.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

“探究平面鏡成像特點(diǎn)”這節(jié)課是在學(xué)習(xí)了“光的傳播、光的反射”知識(shí)基礎(chǔ)上編排的，它是對(duì)光反射知識(shí)的應(yīng)用。主要內(nèi)容包括平面鏡成像特點(diǎn)、成像原理和應(yīng)用。平面鏡既與生活聯(lián)系緊密，又是學(xué)生正式接觸“像”這個(gè)概念，也為“凸透鏡成像”的學(xué)習(xí)做了鋪墊。所以，它起著承上啟下的作用。

初二學(xué)生接觸物理這門學(xué)科還不到兩個(gè)月，很多學(xué)習(xí)物理的習(xí)慣和思維還沒有形成。同時(shí)以他們現(xiàn)在學(xué)習(xí)能力，完整意義上的探究現(xiàn)在還達(dá)不到，所以很多實(shí)驗(yàn)的要求、注意事項(xiàng)，還需要老師不斷的重復(fù)、提醒，甚至手把手的教。同時(shí)，筆者在試講時(shí)還發(fā)現(xiàn)班里的投影儀也老化，一些實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)看不清，所以最后只能用視頻、照片來(lái)引領(lǐng)學(xué)生完成探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

對(duì)于本節(jié)課的設(shè)計(jì)，筆者主要把握了一條主線：魔術(shù)引入—實(shí)驗(yàn)探究—揭秘魔術(shù)—實(shí)際應(yīng)用。從一個(gè)魔術(shù)表演開始，吸引學(xué)生的注意力、引起學(xué)生的興趣，從而引出課題探究平面鏡成像特點(diǎn)。在教師的設(shè)問和引導(dǎo)下，讓學(xué)生體驗(yàn)“科學(xué)探究”的方法（創(chuàng)設(shè)情境—提出問題—猜想假設(shè)—設(shè)計(jì)方案—實(shí)驗(yàn)探究—分析論證等要素），最后用本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容解釋課前的魔術(shù)難題，進(jìn)而再?gòu)哪g(shù)中挖掘出生活中的實(shí)際應(yīng)用。

對(duì)于重難點(diǎn)，筆者注重讓學(xué)生積極思考和自主體驗(yàn)。以“如何比較兩個(gè)物體大小”作為切入點(diǎn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生突破實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)：兩個(gè)替代；從比較兩個(gè)物體大小的方法，引申到如何比較像與物的大小，讓學(xué)生思考后得到用等大三角替代物去與像比大小的方案；再由解決鏡子不透明，無(wú)法確定像的位置來(lái)比大小的難題，得到用薄玻璃板替代鏡子完成實(shí)驗(yàn)的方案，突破了難點(diǎn)。

此外，在本節(jié)課中對(duì)于“物近像大，物遠(yuǎn)像小”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)也得到了及時(shí)的糾正。一方面，從實(shí)驗(yàn)中得到像不變的正確結(jié)論；另一方面，從“視角”這個(gè)角度進(jìn)行解釋。最終把學(xué)生可能存在的錯(cuò)誤的前概念進(jìn)行徹底的解決。

3.2 教學(xué)流程示意圖

4 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)重難點(diǎn)

4.1 實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解抽象知識(shí)

學(xué)生對(duì)平面鏡并不陌生，但大部分學(xué)生對(duì)平面鏡成像存在像比物小以及像矩比物距大的錯(cuò)誤前概念。為使學(xué)生建立正確的認(rèn)識(shí)，筆者以學(xué)生前概念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)突破教學(xué)重難點(diǎn)。

學(xué)生觀察平面鏡成像時(shí)，很難真實(shí)找到像的位置，只能憑學(xué)生主觀感覺像的位置和大小，因此學(xué)生探究和接受像距物距相等和像物大小存在難度。平面鏡是一面涂有水銀的玻璃板，兩者成像有相似性。用玻璃板代替平面鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，物體A與替代物C是兩個(gè)完全相同的物體，將物體A放在玻璃板前，物體A的像為B， 替代物C可放在玻璃板后像的位置處。當(dāng)BC重合時(shí)，就能準(zhǔn)確確定像的位置和大小，從而使學(xué)生直觀地看到，替代物C和像B重合，像物大小相等。比較像距物距，可以得出二者相等。

同時(shí)，也可以解決學(xué)生的另一個(gè)問題：物體靠近平面鏡時(shí)像的大小如何變化？很多學(xué)生都感覺變大了。物體A靠近平面鏡時(shí)，可移動(dòng)替代物C，發(fā)現(xiàn)替代物C仍和像B重合，則不管物體靠近或遠(yuǎn)離平面鏡，像和物體始終大小相等。為什么近的看著大？只是視覺的感受。

該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生真實(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，將抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化為可觸摸、可觀察、可測(cè)量的現(xiàn)象，增強(qiáng)了課堂的真實(shí)性和邏輯性，與原認(rèn)知產(chǎn)生沖突，進(jìn)一步理性思維，推導(dǎo)結(jié)論，說(shuō)服力強(qiáng)，很好地幫助學(xué)生跨越學(xué)習(xí)障礙，糾正了錯(cuò)誤前概念，有效地達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

4.2 實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生體會(huì)知識(shí)的應(yīng)用

物理教育必須為每一位學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)做出貢獻(xiàn)。課堂中滲透新科技的理念極為重要，今天所教的物理內(nèi)容應(yīng)與十年前所教的物理內(nèi)容有所不同，雖然最核心的知識(shí)相同，但應(yīng)精選生活中新的與物理應(yīng)用的相關(guān)題材，通過(guò)生活中的實(shí)例，向?qū)W生展現(xiàn)物理知識(shí)的廣闊應(yīng)用，使學(xué)生的物理知識(shí)有所拓展，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。例如，好萊塢大片《盜夢(mèng)空間》中演員站在大鏡子面前，畫面出現(xiàn)了無(wú)盡頭的長(zhǎng)廊和無(wú)數(shù)的萊奧納多，場(chǎng)景震撼，大家紛紛推測(cè)是如何拍攝的，實(shí)際上就是無(wú)盡頭走廊燈的運(yùn)用。

5 課堂中設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和意義

5.1 重視思維訓(xùn)練

學(xué)生探究是本課教學(xué)的重點(diǎn)。為了避免探究過(guò)程的盲目性和形式化，使探究活動(dòng)達(dá)到啟迪學(xué)生思維、發(fā)展學(xué)生能力的目的，筆者沒有為學(xué)生直接提供實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)方法，也沒有直接告訴學(xué)生“要怎樣做”“應(yīng)該這樣做”，而是轉(zhuǎn)變角色，既作為學(xué)習(xí)生活中的參與者，與學(xué)生一起設(shè)計(jì)、修改和完善實(shí)驗(yàn)方案，也作為教學(xué)活動(dòng)中的引導(dǎo)者，在學(xué)生思維受阻時(shí)給予適時(shí)適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和啟發(fā)。在學(xué)生交流環(huán)節(jié)，讓學(xué)生自己分析誤差產(chǎn)生的原因；在教學(xué)反饋環(huán)節(jié)，安排了“找圖中錯(cuò)誤”等思維練習(xí)活動(dòng)。這些教學(xué)方式的運(yùn)用，使學(xué)生的主動(dòng)性、自主性得到較充分的發(fā)揮，促進(jìn)了學(xué)生良好思維品質(zhì)的形成，促進(jìn)了學(xué)生思維能力的發(fā)展。

5.2 注重過(guò)程體驗(yàn)

學(xué)生要以積極的狀態(tài)投入學(xué)習(xí)，離不開體驗(yàn)，而這種體驗(yàn)是在真實(shí)生活和具體實(shí)踐中產(chǎn)生的。例如，在提出猜想的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生用小鏡子觀察自己或周圍的同學(xué)，根據(jù)觀察提出自己的猜想，這樣的猜想有感而發(fā)，更真實(shí)、更實(shí)際。在實(shí)驗(yàn)探究中，讓學(xué)生根據(jù)自己的猜想或者興趣自主選擇、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，同時(shí)，為學(xué)生提供電池、膠棒、國(guó)際象棋子這些易操作、易觀察的器材，讓學(xué)生在可選擇的條件下通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)眼和動(dòng)腦來(lái)完成科學(xué)探究。

5.3 培養(yǎng)交往與合作

教學(xué)過(guò)程不僅僅是一個(gè)認(rèn)知過(guò)程，也是師生、生生交往與合作的過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，筆者采用了實(shí)驗(yàn)演示和師生合作討論的方式；在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，采用了學(xué)生分組、分工合作完成的方式；在交流總結(jié)環(huán)節(jié)，采用了小組交流、師生共同評(píng)估的方式。這種多層次、多形式的交流與合作，培養(yǎng)了學(xué)生間相互合作、共同探索的團(tuán)隊(duì)精神。

6 教學(xué)反思

學(xué)生對(duì)平面鏡成像的特點(diǎn)有很多感性認(rèn)識(shí)。每一位同學(xué)都能說(shuō)出一些，在與同學(xué)們交流的過(guò)程中，筆者一步一步地引導(dǎo)學(xué)生怎樣利用桌上的器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證各自的觀點(diǎn)看法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于以前沒進(jìn)行過(guò)這種類型的課，加上過(guò)高估計(jì)學(xué)生的能力，相當(dāng)一部分學(xué)生不能參與交流討論，尤其在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案環(huán)節(jié)，老師說(shuō)的太多，占用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的時(shí)間較短。盡管完成了教學(xué)任務(wù)，得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但感覺學(xué)生的思維能力、解決問題能力、動(dòng)手能力較差，需要老師更多的指導(dǎo)，需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)更多的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)他們探究能力、創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.全日制義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

（欄目編輯 李富強(qiáng)）