從《平面鏡》一課教學設計談初中物理探究活動的有效開展

陳梁

《平面鏡》知識點是無論哪種教材中都要學習的一節內容，筆者所選用的是蘇科版的物理教材，《平面鏡》是八年級物理教材中的第三章第四節內容，教學時間應該為1課時.這節課的重點是探究平面鏡成像的特點.在蘇科版教材中，這個探究活動是學生的第一個探究活動，從提出猜想，到設計實驗，活動后歸納結論，是一個比較完整的探究活動，也是有一定難度的探究活動.教材中對這個探究活動如何開展也進行了幾次修訂，從2003年的全開放式，到2005年改為先體驗確定像的位置過程，然后再猜想像的其他特點，進一步設計實驗進行驗證，2008年的教材中改為先根據平時照鏡子的過程猜想成像的特點，然后利用給定的玻璃板、棋子等器材設計實驗，在白紙上確定位置并測量距離，2015年版的教材中，提出猜想的方式沒變，但是用玻璃板代替平面鏡來完成實驗只進行了提示，請學生設計方法，利用方格紙比較距離，但是記錄的表格中仍然是以cm為單位的.在蘇科版物理教材中，《平面鏡》實驗如此改動次數之多非常少見.筆者認為，專家之所以頻繁修改這個探究活動，主要原因是想讓這個探究活動進行的更有效，否則這個探究活動就空有探究的形式，而失去探究的意義.本文就設計《平面鏡》這節課的探究活動中，如何提高探究的有效性進行探討.

1利用魔術引入新課，提高學生的探究興趣

課本上在引入新課時用的是“澆不滅的蠟燭”這個小魔術，但是僅僅展示了圖片，也有老師采用播放視頻的方式.筆者將這個小魔術在課堂上直接表演給學生看，將整套裝置用紙箱圍起來，用高清攝像頭對準透明玻璃板，調整好角度，使鏡前的蠟燭不被學生看到.開始上課后，直接在全體同學面前向玻璃杯中加水，而杯中的蠟燭沒有熄滅，這樣的所見完全吸引了學生的興趣，然后請同學猜想魔術的奧秘后當場解密，拿開紙箱后，學生會看到箱子中有一塊玻璃板，然后直接取走玻璃板，發現杯子里的蠟燭就消失了，放上玻璃板后蠟燭又在杯子里了，從而引出今天課堂的主角——平面鏡，玻璃板在這個魔術中就充當了平面鏡的作用.通過這個活動，學生的學習積極性已經被充分調動起來，為下面的探究活動做好了準備.

2體驗照鏡子的過程，幫助學生猜想成像的特點

探究活動的開展是從猜想開始的，如果學生的猜想沒有方向，太過發散，就會使下面的探究活動無法很好地開展，因為猜想了就要研究，而一節課中不可能把所有有意義、無意義的猜想都逐一研究.所以在提出問題“平面鏡成像有什么特點？”后，筆者采取的方式是讓學生邊體驗、邊尋找特點，主要從成像在鏡子的[CD#3]（前/上/后），像與物的大小[CD#3]（相等/不相等），像與物到鏡面的距離[CD#3]（相等/不相等）三個方面請學生進行猜想.在這三個方面中，學生可能會產生錯誤認識，如有些學生認為可能像是成在鏡子上的，所以在學生照鏡子體驗時，引導學生將手指放在鏡前，前后移動手指，觀察鏡中手指的位置變化，如果像成在鏡面上，那么無論手指怎么移動，像應該都在原來的位置，而不會出現相對鏡面位置的改變，基于這樣的體驗，學生都能清楚地認識到像的位置在鏡子的后方.

3選擇合適的實驗器材，便于學生開展探究活動

在蘇科版教材中，探究平面鏡成像實驗所提供的器材是兩顆相同的棋子、茶色玻璃板和方格紙.在探究過程中用棋子作為物體，并用另一顆棋子來確定像的位置，然后將棋子的位置在紙上標記下來，以圓心或者邊緣來測量物與像到平面鏡的距離，在實際操作中，由于學生本來在確定像的位置時就可能存在誤差，再去尋找圓心會導致誤差進一步增大，所以測量的像與物到鏡面的距離相差會很大.所以，筆者將棋子換成了串珠用的珠子，選擇了直徑為2 cm的.選擇珠子做實驗在確認像的位置時茶色玻璃中的像非常清晰，只要將細鉛筆芯從珠子的孔中穿過，就能在白紙上留下珠子的位置，而且這個位置是一個點，從這個點去測量距離時，非常準確，誤差很小.在探究活動中給學生提供的是白紙，不限定學生把珠子放在什么位置，學生必須準確地作出像與物到鏡面的垂線，并用刻度尺測量距離，增強他們對實驗嚴謹性的認識，鍛煉他們的作圖能力.整套器材實驗效果清晰，操作方便，學生很容易開展探究活動，同時也注意了科學的嚴謹性，注重培養學生的科學素養.

4與學生一起攻克難點，其他部分放手給學生

在探究“平面鏡成像特點”這一探究活動中，最難的部分就是如何確定像的位置，如何讓學生想到要用玻璃板來替代平面鏡，把這一難點攻克，其他設計步驟都可以讓學生自己設計.在處理這一難點時，筆者采用了邊操作，邊引導的方法，先請學生將珠子放在平面鏡前，觀察珠子在鏡中的像，像在鏡子的后方.問題1：像在后方的位置同學們會確定嗎？請同學用另一顆棋子作為標記，放在你認為的像的位置上，不改變兩顆棋子的位置，移去平面鏡，將茶色玻璃放在原來的位置上，再觀察一下；問題2：你所確定的像的位置準確嗎？用平面鏡找像的位置肯定都是不準確的，換成玻璃后，會發現像和后面的珠子的位置有偏差；問題3：應該如何確定像的準確位置？學生馬上就知道只要讓像和做標記的珠子重合，那么珠子所在的位置就是像的位置，難點就水到渠成地被攻破了；問題4：這種確定像的位置的方法用平面鏡能完成嗎？不能，因為平面鏡不透明，所以必須用玻璃板，這就是我們用玻璃板來做這個探究活動的原因.通過以上四個問題將學生的活動串聯起來，邊活動，邊用問題驅動學生思考，把困難分解，使學生一步步攻克困難，最后取得決定性的成功.在解決了確定像這個問題后，如何比較大小，如何比較距離等問題都放手給學生，讓學生自己設計實驗步驟.

設計實驗過程經常是整個探究過程中非常讓老師糾結的，如果全部放手讓學生設計，可能學生的能力不夠，如果按部就班把步驟一步一步告訴學生，又失去了探究的意味，學生僅僅是一個操作者，而并不能理解實驗為何要如此設計，器材為何要如此選擇，難以培養學生的科學素養.這樣兩種情況都不能使探究活動有效地開展.因此，筆者還是認為，對于設計實驗過程應該根據學生、活動的情況，選擇恰當的方式，對于難點，教師應該進行充分的引導和點撥，保證絕大部分的學生都能順利地解決難點，剩余的部分可以用開放的形式，讓學生通過思考、討論、小組合作等方式進行設計，從而使探究活動有效地開展.

5采用各種方式展現探究活動，加深學生的印象

探究活動在開展的整個過程中，可以采用多種方式展現學生的探究過程.例如在“探究平面鏡成像特點”這個探究活動中，在設計實驗時，將器材用照片的方式在PPT上展示，確定像的位置的方法，也可以請學生在攝像頭前直接給大家演示，學生測量的數據可以用實物投影展示給大家看.其他探究活動中的一些較為復雜的操作步驟，老師都可以選擇先拍好一小段視頻，可能只要10 s的時間，直接在PPT中放給學生看，而且可以重復多遍或者暫停進行解釋，是一種非常有效的方法.通過多種方式展現或者重現探究活動，可以加深學生的印象，使原來實驗不成功或者操作不規范的小組能夠通過對比，找到自己和其他組的差距，尋找到自己的失誤所在，避免出現個別小組渾水摸魚，濫竽充數.

6關注學生探究活動時產生的疑惑，鼓勵生成性發展

其實每個探究活動的方案并不唯一，教材或者教師提供的也并不一定就是最好的方案，各個小組在進行探究過程中其實會提出很多問題，教師在課堂上千萬不能忽視或者回避這些問題，其實這些新問題都是學生思想的火花，老師一定要想辦法讓這些思想火花燦爛起來.例如《平面鏡》這節課中，學生在探究活動中也提出了很多的問題，如透明玻璃板和茶色玻璃板為什么成像清晰度不同，為什么玻璃板稍微傾斜一點，像就很難找準，如果用不同大小的珠子能否來確定像的位置，到底應該先作物像的連線還是應該先作物與像到鏡面的垂線等等.其實這些問題在實驗題中都會出現，以前總結是老師問學生思考，現在是學生自己提問，自己思考，學生會更有探究的樂趣，效果會更好，如果課堂時間不夠，可以讓學生課后進行討論，或者自己去查找資料，學生的收獲會更大，這樣探究活動的有效性更是從課堂延伸到了課后.

綜上所述，筆者在《平面鏡》這節課的教學設計是為了提高探究活動的有效性所作的嘗試，應該說是取得了很好的效果.但是那么多探究活動不會有一個一成不變的程序，都必須由老師根據情況進行合理的安排，無法照搬某一種模式或者進行簡單的復制.但是老師千萬不能因為怕準備器材，怕學生不會設計，怕浪費時間，怕學生做了實驗考試題還是不會做等各種原因，把探究活動都變成老師的演示實驗，把學生動手的機會變成老師幫學生驗證結論，把學生設計實驗的過程變成學生背誦實驗步驟的過程.筆者相信，只要讓學生明確自己的探究任務，全身心地投入探究活動中去，無論是猜想還是設計實驗都是能很好完成的，在開展探究活動時給學生提供合適的器材，是可以有效地開展探究活動的.