以實驗探究為法培養學生物理核心素養

陳沛璽

【中圖分類號】G633.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）14-0179-02

一、初中物理實驗教學的重要性

物理學是以一門實驗為基礎的科學，探究實驗在物理學中的地位是不言而喻的。探究實驗是學生獨立思考的重要渠道，是由傳統的三中心理論到“新三中心論”轉變的重要途徑。通過有效的引導學生可以獨立完成許多經典實驗，在實驗過程中課程標準所要求的知識即可自然而然的落地生根。

可是現在在物理教學中避做實驗的事情時常發生，認為學生通過做實驗來學習知識往往效率較低，而且實驗課秩序相對混亂，不利于教師對課堂的把控。其實造成這一問題的原因主要有兩種情況：第一是由于在實驗課的設計環節不夠完善，缺少必要的引導;第二種是老師設計實驗步驟學生知識執行者，有的甚至將探究實驗上成了驗證性實驗，結論都已經告訴學生后才讓學生們去做。想要使實驗探究課達到預期的效果，離不開精心的設計。“科學探究：凸透鏡成像規律”這節課變量較多，結果較為繁復，是初中物理比較難的一節實驗探究課。下面我就這節課談一談我的教學設計。

二、課堂設計

1.創設情境，引入新課

情景一

師：將一個寫有單詞“now”的紙板放在圓柱形玻璃杯后方

師：這是什么單詞？

生：“now”

師：很好，大家英語學得不錯。大家有沒有方法在不觸碰這張紙的情況下讓“now”變成其他單詞？

學生想不到方法，于是老師將一杯水倒入玻璃杯中，透過玻璃杯學生發現“now”已經變成了“won”。此時學生除了驚訝更多的是疑問，為什么會有這樣的變化呢？

師：其中的奧秘其實就在我們今天所要學的這節課里。

設計意圖：以小魔術的方式進行導入，引發學生的思考，激起學生的學習興趣，并使學生初步在腦海里形成倒立的像的概念。

情景二

師：上節課我們已經學習了有關凸透鏡的基本知識，可是你們有沒有用過凸透鏡觀察周圍的世界？現在每個人的桌面上有一個凸透鏡，我們不妨用它來觀察一下我們身邊的事物，并說一說鏡中的像與真實的物體是否相同。

生：不相同，我通過凸透鏡觀察到遠處的窗戶變成了倒立的，而且變小了。

生：我也認為不同，我通過凸透鏡觀察到課本上的字變大了。

師：同學們都觀察到了像，而且各不相同，那這些像有什么特點，又有什么規律呢，我們今天一起來探索一下。

設計意圖：通過對周圍事物的觀察，學生們對凸透鏡成像有了一個直觀的了解，而且發現成像的特點各有不同，激發了他們的好奇心。

2.活動引發探索

師：我們看到的是實像還是虛像，如何判斷？

生：利用光屏，能在光屏上成的像是實像，不能的是虛像。

師：我這里有一個發光的物體和一個不發光的物體，你認為哪一個更適合用于你的探究。

生：發光物體，因為不發光物體即使能在光屏上成像，但是由于光強度太弱，即使成了像也不一定能夠觀察得到。

師：我這里有兩種光源，球形光源和F光源，你認為哪種較好。

生：F光源，因為剛剛有同學觀察到倒立的像，如果我們要研究倒立的像就要選擇一個不對稱的物體。

師：我給大家準備好了F光源和凸透鏡，誰能拿著光屏幫我找一找此時像的位置（自制的帶有底座的展示教具。F光源和凸透鏡都裝在一個可移動的架子上）。

學生拿著光屏找像，并在光屏上找到了一個倒立縮小的實像。

設計意圖：通過這樣一個環節幫助學生初步建構光具座的概念，在潛移默化中使學生明白在尋找像的過程中物體和透鏡是固定不動的。

師：是否只有物體在這一位置時才能在光屏上成像？

學生將物體靠近透鏡，移動光屏，再次在光屏上找到了一個倒立的實像，而且所成的像與之前相比變大了，成像的位置相比于上次成像要遠離透鏡。

師：物體距離凸透鏡的位置變化時仍然可以成像，而且當物體靠近凸透鏡時，物體所成的像變大了，看來凸透鏡成像規律與物體到凸透鏡的距離有關，我們將物體到凸透鏡的距離稱之為物距，像到平面鏡的距離成為像距。當物體繼續靠近透鏡時像是否還會放大呢？

學生代表用教具演示物體由遠及近所成的像，學生觀察到像逐漸由縮小的像變為放大的像再到不能在光屏上成像。

師：不能在光屏上成像是否能說明不能成像？

生：不能，還有可能成虛像。

師：如何觀察虛像？

生：在透鏡一側用眼睛直接觀察。

學生在不能成像的一側直接用眼睛觀察，觀察到一個正立放大的實像。

設計意圖：通過這樣的一個環節使學生初步了解到凸透鏡成像規律與物距有關，并初步認識到當物距縮小時，像逐漸由倒立縮小的實像變為倒立放大的實像再到正立放大的虛像的過程。

3.定量探究凸透鏡成像規律

師：當物距減小時，物體經凸透鏡所成的像由倒立縮小變為倒立放大的像，但是在何時由縮小的像變為放大的像呢？這兩種像的分界線是什么，分界線處像是什么狀態的？

生：分界線處成等大倒立的實像（學生不能說出分界線的具體位置，但是可以會與焦距做出聯系）

師：實像與虛像的分界點又在什么地方呢？分界點處成什么像？（這一問題學生的反應差較大，有的學生不能想到實像與虛像的分界線處不成像）

學生透過凸透鏡觀察由倒立的實像到正立的虛像的變化過程，觀察在變化過程中不成像的現象。

設計意圖：通過這樣的問答為學生進行定量的成像規律探索進行鋪墊。

師：我們想實現定量的研究其實只需找到成等大像的位置和不成像的位置就可以了，定量的研究成像規律我們還需要什么工具？

生：刻度尺，可以準確測量位置

師：為了更方便的進行實驗我們將刻度尺裝在軌道上，這就是“光具座”。接下來進行實驗找出成等大像的位置和不成像的位置。

學生分組進行實驗（不同組的透鏡焦距不同），帶領學生進行分析，得出成等大實像的位置為兩倍焦距處，不成像的位置在一倍焦距處。從而得出凸透鏡成像規律。

4.問題解決

師：現在同學們知道為什么“now”會變成“won”了嗎？

生：圓柱形的瓶子倒入水之后變成了一個凸透鏡，而紙片位于凸透鏡的一倍焦距以外，因此會成為一個倒立的像，因此“now”變成“won”。

三、課后反思

物理學是一門以實驗和邏輯推理為核心的自然科學，探究實驗所能夠使學生的遠不止知識點本身，實驗是培養學生探究能力、合作能力的重要途徑。因此教師在講課過程中應該適時引導，促使學生積極主動的思考問題，從而培養學生的邏輯推理能力。