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【人教版】第三章《透镜及其应用》的实验教学  

2012-02-16 08:10:09|  分类: 物理实验 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【人教版】第三章《透镜及其应用》的实验教学



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【人教版】第三章《透镜及其应用》的实验教学  

作者:宋青蓉    青岛市第十中学


    作为青岛市的试验学校之一,在近一年教学过程中,运用“三位一体的实验探究教学模式”进行新教材的试验教学,取得了良好的效果。本文从实验角度谈一谈《透镜及其应用》一章的教学。
    1.《课程标准》对本章教学的要求:
    关于《透镜及其应用》这一部分内容, 新的《课程标准》在主题二——运动和相互作用的二级主题——声和光中,明确提出了:“通过实验,认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用。”
    ——这种形式的表述的原则是:“符合学生认知特点,激发学生兴趣”。
    ——这种形式的表述的实质是:强调了经历,过程与方法,以达到情感态度与价值观的目标。
    ——这从根本上要求本章知识的获得应建立在大量的实验基础之上,这也是《课程标准》区别于《教学大纲》之处。
    这就要求我们在教学过程中,让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,逐步学习物理规律,构建物理概念,学习科学方法,逐步树立科学的世界观。从而达成培养情感、态度、价值观的目标。
    2.人教版物理教材中本章的实验内容及特点:
    人教版八年级上册,“色彩斑斓的光现象”这一知识块的第三章《透镜及其应用》的知识,是从生活实际出发,进而建立在实验的基础上的。——本章共有12个大小实验,其中“想想做做”小实验2个,“动手动脑学物理”小实验8个,探究实验1个,演示实验1个。教材通过“想想做做”、“动手动脑学物理”将本章知识串联起来,而对于透镜的成像规律则用一节探究实验课来完成。
    (1)教材中实验的作用及特点:
    本章的12个实验穿插在课文当中,每个实验都有其特定的任务:或巩固知识,或进一步认识问题,或充当载体,向学生传递方法……,下面从几个实验入手具体分析一下它们的作用:
    第三节“探究凸透镜的成像规律”位于教材58页,是被安排在第二节“生活中的透镜”之后的,教材这样编写的目的正体现了“从生活走向物理”的理念,将物理知识的学习与生活实际相结合。这是本章教材中唯一的一个探究实验——力图在上节课的基础之上,通过此实验让学生经历提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验到分析论证,这样一个完整的探究过程。使学生在获得知识的同时体验到“物理知识来源于生活并被应用于生活”。
    想想做做中的“制作模型照相机”位于教材56页,是在学习照相机之后的一个实验,目的是使学生进一步认识到透镜在照相机中所起的作用,进而亲自看到模型照相机所成的像是倒立的——学生完成实验所获得的喜悦是显而易见的。——模型照相机的制作可以使用羽毛球的球盒,使制作过程简化。
    动手动脑学物理中的小实验是学生巩固知识,认识物理现象、开拓思路的铺路石;这些实验的设计还渗透着科学方法与创造方法,我们在教学中应注意挖掘。其中“利用凸透镜与小灯泡获得平行光”在巩固知识的同时,将“逆向思维的方法”渗透给学生;而教材57页的三个小实验,分别从不同的角度对透镜在生活中的应用给予体现,引导学生从司空见惯的现象中找到不同之处,引发起好奇心。其中第3题尝试着渗透给学生一种“换元”的思想,即所有透明物质都可制成透镜,生活中常见的东西:一个旧灯泡、一滴水都可以用来当作透镜——从而教给学生一种思维方法,以求在解决实际问题时用到。
教材60页本章第三个“动手动脑学物理”中的第1题,是在学生探究凸透镜的成像规律后的一个巩固性小实验。在学生玩实验的过程中,不仅巩固了物理知识,还可以明白许多物理实验不仅可以在实验室中做,还可以用生活中的许多物体替代实验器材作实验——这是对“换元”思想的进一步渗透。同时进一步使学生认识到所有透明介质都可以用来做透镜。
    “两个透镜观察周围世界的实验”通过将两个焦距不同的透镜合二唯一,观察周围的世界,通过所看的现象,激励学生要勇于探索世界,探索科学的奥秘。——这个小实验又渗透着另一种创造学的思想“组合”,即将两个不同的事物联系到一起,会有什么收获?
    教材所涉及到的这些小实验:生动活泼、操作容易、内涵丰富,趣味性较强,是适合初学物理的中学生操作的。我们不仅应鼓励学生多做;还应想办法鼓励学生自行设计实验,观察物理现象。
    (2)对上述小实验的使用建议:
    根据教材中出现的实验特点,教师在教学中应灵活运用,可以根据教学内容的需要、自己的教学风格,适当的进行调整、改进,选用。使教学更加生动有趣。
    例如:65页“动手动脑学物理”中的第二个小实验:“通过将两个焦距不同的透镜组合,观察周围的世界”就可以放在第四节“眼睛和眼镜”之后,对于进一步学习“显微镜和望远镜”既是一个铺垫,又是一个很好的引入;同时又加强了这个实验的效果。
    教师在备课时,应充分考虑学生的特点,利用各种各样的实验激发学生的学习兴趣,以完善自己的教学,使之更加合理化、更具吸引力。
    3.教学中的做法:
    根据青岛市的“三位一体的实验探究教学模式”,在本章教学中,我们以讨论式教学为背景、以科学探究为主线、以科学方法、创造方法为工具,充分考虑学生的认知特点,以激发学生兴趣为出发点,在本章部分的课堂教学中采用了如下做法:
    (1)对于“透镜”一节的教学,我们是这样做的:在复习光的折射的基础之上,将本节内容分为两大块:凸透镜和凹透镜;然后针对凸透镜运用一个探究过程解决其基本概念及其对光线的会聚作用,再运用对比的方法,让学生自主探究凹透镜,取得了很好的效果。
    (2)“生活中的透镜”一节的教学,我们将本节的“想想做做”放在透镜一节之后,作为家课作业,一上课,就要求学生出示自己的作品,交流自己制作的体会以及用其观察景物的感想,从而引入照相机,在学生的交流过程中,引导其自主学习照相机的有关知识,效果还不错。
    (3)对于“凸透镜的成像规律”一节,我们要求学生用放大镜观察周围的情况,汇集其观察结果,引导学生提出问题,再把问题交给学生,让他们分组讨论,如何研究“凸透镜的成像规律”,确定要观察的对象、要研究的物理量;然后根据讨论结果进行实验、最后根据大量的数据分析、归纳得出凸透镜的成像规律。最后用它解决投影仪成像不清楚的问题,最终将知识运用于解决实际问题;课堂气氛活跃、轻松、学生的探索欲望强烈,收获极大。
    总之,在教学过程中,引导学生主动的运用科学方法、自主设计实验,进行科学探究的做法,是值得肯定的。它不仅能够最大限度的激发学生的学习兴趣和好胜心理,使学生在学习过程中获得满足感及兴奋感;还能够培养学生良好的思维习惯。使学生在解决问题时,能够尝试着运用科学方法解决问题。
    4.教学案例:
    针对上述做法,下面列举教学案一、二,仅供参考:
    案例一:关于“透镜”一节的教学:
    凸透镜的会聚和凹透镜的发散作用可以让学生用探究方式进行:
 

 

一复习

二创造(提出问题)

理论推导

阅读规定

实验证明

发散创造

凸透镜
 
 







主光轴
光心
焦点

见表下文字说明

①冰透镜
②水透镜
③纯净水瓶

教师引导

教师带领学生复习并板书

用什么样的玻璃透镜使三条平行线会聚

把三镜组合、磨平、讨论它对光路的控制

 

用以上的介绍器材实验

寻求凸透镜的材料
解决实际问题

凹透镜

 
(照上述程序探讨凹透镜)

 
    在上述探究过程中所遇到的问题的一些解决办法:
    (1)探究过程中显示光路是个难题。下面介绍一种方法:
    利用透明媒质中悬浮微粒对光的散射显示光路。例如:空气中点燃蚊香,或在水中混入少量奶、肥皂液等。在光束照耀下显示光路。
    在教学过程中可让学生事先制作一个实验暗箱:将一个鞋盒盖挖一个约(20×15CM)的洞,用双面胶和透明纸将洞封住,作为观察窗侧立在桌面上,盒底放一塑料泡沫,以备插蚊香或插光学元件。根据需要在盒的不同位置打孔,使激光从孔射入。(或者在实验时使用大的白色透明可乐瓶的上半部分,作为烟箱,用透镜盖住瓶口,将点燃的香放入其中。此装置如图示:)

    (2)探究过程中光源的问题:
 
    一是利用激光笔做光源(两只激光笔捆在一起作为平行光源)
    二是利用“手电筒、梳子、橡皮泥、胶带、剪刀、硬纸片”作一个平行“光线发生器”:
    如图所示:在硬纸片上剪一个长方形的小洞,
    让梳齿处于小洞的位置。把卡片折一下(如图),以便它能立着不倒。

    探究用的器材:暗箱、凸透镜、凹透镜、两只捆在一起的激光笔、蚊香以下展示探究流程图以说明探究过程。
    这种探究方法要素是:(1)提出问题(2)理论推导(3)实验检验(4)得出结论(5)交流与评估
    ——通过本节的探究使学生尝试探究的要素是多种的,同时使其在玩的过程中,愉快的获得知识。同时又以一种积极的态度启迪了学生的思维,极大的激发了学生的创造欲望……
    案例二:关于“凸透镜的成像规律”一节的教学:
    引入:
    师:请同学们拿起桌上的放大镜(有焦距不同的两个凸透镜),用它看一看你的周围,你会有什么发现?
    生:观察后回答(可以看到放大的物体、缩小、倒立的同学、放大、倒立的同学)
    提出问题:
    师:看到这些像,你有什么疑问吗?
    生:为什么会得到大小不同、倒正不同的像呢?
    得到大小不同、倒正不同的像的条件是什么?
    ……
    猜想:
    师:你们能否猜想一下,形成上述问题的原因是什么?
    生:可能和物体到透镜的距离有关
    可能和透镜的焦距有关
    ……
    设计实验:
    师:你们想通过自己的努力得到答案吗?
    生:想!
    师:那么请你们想一下,怎样才能得到答案呢?
    生:实验检验!
    师:那么请你们讨论一下:在做实验时,你们应观察什么?测量哪些物理量呢?
    生:讨论后提出(观察像的大小、倒正)、(测量物体到透镜的距离、像到物体的距离)
    师:用什么当物体呢?
    生:蜡烛、或发光的小灯泡……
    师:如何观察到像呢?
    生:用白纸或白板承接。
    师:如何测距离?
    生:用刻度尺。
    师:实验数据记录在哪里?
    生:表格中。
    师:请同学们设计表格。
    实验检验:
    师:现在,同学们桌子上摆放的凸透镜的焦距是15厘米的。请同学们动手实验,看一看,在做实验过程中是否有什么困难?相互帮忙解决,也可让我帮忙。
    生:动手实验(讨论解决光屏、蜡烛、凸透镜的位置问题、高低问题)并记录数据。
    得出结论:
    ——师生共同分析表格中的数据,得出初步结论。
    交流与评估:
    学生相互讨论,对刚才的研究过程进行反思……
    在本节课的教学过程中,教师充当一个顾问、一个引导者,从而发挥了学生的自主性,最大限度体现了教学的“双主原则”即教学过程中以学生为主;且学生主动学习。
    以上简单的谈了一下在本章教学过程中,我们的一些做法,有不妥之处,欢迎批评指正。


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