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[摘 要]凸透镜成像规律是初中物理教学的难点。本文以实验教学的引导探究的方式,引导学生在实验操作过程中,分解教学难点,使学生通过动手、观察、记录收集数据,画图例对比数据所在的区域特点,理解成像特点,收到良好的教学效果。
[关键词] 实验 数据分析成像规律
中国分类法:G633.7
《探究凸透镜成像规律》是光学教学的核心,凸透镜成像规律及其应用部分是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目,给学生的理解和实验操作造成很大的困难。经过多年的教学实践,笔者摸索了一套在课堂实验教学中,通过引导学生进行实验操作的基础上进行理解和强化的方法。
一、 成像规律教学难点的原因分析
1.概念多、容易混淆,如:焦距、两倍焦距、物距、像距,实像、虚像、放大和缩小。
2.成像性质多,在不同的物距条件下所成像的性质不同,整个成像可以分布在2f外;2f;f与2f之间;f;f以内,并且每个区域成像的大小、虚实、正倒都不相同。
3. 本节课对学生的逻辑思维能力、归纳能力和抽象思维能力的要求比较高,然而初二的学生认知能力还比较低,对知识的归纳概括以及迁移能力还不强,正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段。
4.现阶段的初中生比较缺乏耐挫能力。多数初中生在学习上又不能用理智战胜情感,主要靠兴趣,一旦有难题摆在面前无法攻克的时候,积极性就会受到打击,从而导致兴趣骤降。
5.教师对本节课教学过程的安排,引导学生分析规律的方法等也影响着学生对成像规律的理解。
二、教学策略的理论依据
初中阶段学生对实验探究还比较陌生,对其中的探究方法、操作步骤等都还处于起始阶段。教学过程中需要通过问题、示范等方式引导学生逐步掌握其原理和方法。通过引导学生正确运用科学方法,按科学方法的步骤与程式应用于物理研究对象,通过观察与实验、比较与类比、分析与综合、归纳与演绎等方法,形成其中的物理规律,并从中领略科学方法的真谛,实现科学方法的隐性教育。
三、教学策略
为了能让学生更顺利地完成实验,从而能更好地观察实验现象、记录实验数据,得到实验结论,以便更好地帮助学生记忆凸透镜成像规律。笔者摸索的方法如下:
1、改进实验设备:在上这节课前,对学生的实验器材进行改进。做这个实验由于受到实验室环境、实验仪器、还有蜡烛这些客观条件的影响,有时学生做出来,观察到的现象很模糊,在比较像的大小时,不能一目了然。光具座、凸透镜、光屏这些仪器不变,用发光的二极管做成“↑”形代替蜡烛。改进实验器材的目的,是使学生在实验过程中,在比较像的大小时,可以清晰地比较像的大小、正倒,使采集到的实验数据更加精确。
2、强调预习:布置学生回家复习:光心(O)、焦点(F)、焦距(f)、物距(u)、像距(v)、实像、虚像这些概念,并提出一个问题让学生思考:凸透像会成什么样的像?
3、精彩引入:
虽然已经布置学生回家复习概念,
但是实验前还是要帮学生理清各个概
念,为更好的完成实验做铺垫。因此
利用课件、提问和举例相结合的方式
复习概念,具体操作是:①、课件出示图(1)
图示(1):通过图示(1)提问学生光心、焦点、焦距的概念。②、课件出示图示(2):通过图示(2 )提问学生物距、像距的概念,并举例,例如:假如蜡烛放在刻度尺20cm上,凸透镜放在 50cm上,光屏放在65cm上,则物距、像距分别是多少?
图(2)
(通过举例引导学生弄清在实验中怎样观察、记录数据)
4、实验设计引导
首先,要解决实验器材怎样摆放,通过提问让学生说说器材应怎样摆放?引导学生得到:在整个实验过程中固定凸透镜的位置不变,分别移动发光“↑”和光屏找到所需的最清晰的像。从而让小组讨论出实验的步骤。
其次,通过小组合作设计、交流的形式引导学生设计实验表格:
凸透镜焦距f=10cm
序
号 物距 u与焦
距f 的关系 成像特点 物距
u/cm 像距
v/cm
正倒 大小 虚实
1 倒立 缩小 ___像
2 倒立 放大 ___像
3 正立 放大 ___像
表格设计完后,提醒学生实验过程中首先要记录找到的像是虚像还是实像,其次将对应的物距和像距记录下来,最后大家再一起探究物距 u与 焦距f的关系
5、精彩演示。
请学生说说记录的数据,教师在黑板上把这些数据在图形上标示出来。
例如:
请六个学生分别说出他们记录的倒立缩小的实像的物距:33、22、40、24、31、28。
教师用图示标出这些数据:
图(3)
学生们通过图示很快就可以发现,倒立缩小的实像的物距都大于20cm ,即 u > 2f。 其它像的物距和像距的分析方法如上例所示。
6、引导分析结论:让学生分组展示自己的实验数据,引导学生通过归类、分析、对比数据中的共同点,把共同点归纳成结论,如图(3)的图例可得出:倒立缩小的实像的物距都大于20cm ,即 u > 2f的结论。
四、教学效果分析
学生通过操作改进的实验器材,可以直观、清晰地观察倒成像的大小、正倒情况,印象深刻。他们再通过收集数据,并合作学习,把收集起来的数据用图例标出来后,每一种成像的区域即物距,都可以很明显地看出来。从而能更好地理解和记住凸透镜成像规律。
参考文献:
梁树森.物理教学论[M].南宁:广西教育出版社1996.
http://www.studa.net
[关键词] 实验 数据分析成像规律
中国分类法:G633.7
《探究凸透镜成像规律》是光学教学的核心,凸透镜成像规律及其应用部分是初中光学中数量最多、难度最大的一类题目,给学生的理解和实验操作造成很大的困难。经过多年的教学实践,笔者摸索了一套在课堂实验教学中,通过引导学生进行实验操作的基础上进行理解和强化的方法。
一、 成像规律教学难点的原因分析
1.概念多、容易混淆,如:焦距、两倍焦距、物距、像距,实像、虚像、放大和缩小。
2.成像性质多,在不同的物距条件下所成像的性质不同,整个成像可以分布在2f外;2f;f与2f之间;f;f以内,并且每个区域成像的大小、虚实、正倒都不相同。
3. 本节课对学生的逻辑思维能力、归纳能力和抽象思维能力的要求比较高,然而初二的学生认知能力还比较低,对知识的归纳概括以及迁移能力还不强,正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段。
4.现阶段的初中生比较缺乏耐挫能力。多数初中生在学习上又不能用理智战胜情感,主要靠兴趣,一旦有难题摆在面前无法攻克的时候,积极性就会受到打击,从而导致兴趣骤降。
5.教师对本节课教学过程的安排,引导学生分析规律的方法等也影响着学生对成像规律的理解。
二、教学策略的理论依据
初中阶段学生对实验探究还比较陌生,对其中的探究方法、操作步骤等都还处于起始阶段。教学过程中需要通过问题、示范等方式引导学生逐步掌握其原理和方法。通过引导学生正确运用科学方法,按科学方法的步骤与程式应用于物理研究对象,通过观察与实验、比较与类比、分析与综合、归纳与演绎等方法,形成其中的物理规律,并从中领略科学方法的真谛,实现科学方法的隐性教育。
三、教学策略
为了能让学生更顺利地完成实验,从而能更好地观察实验现象、记录实验数据,得到实验结论,以便更好地帮助学生记忆凸透镜成像规律。笔者摸索的方法如下:
1、改进实验设备:在上这节课前,对学生的实验器材进行改进。做这个实验由于受到实验室环境、实验仪器、还有蜡烛这些客观条件的影响,有时学生做出来,观察到的现象很模糊,在比较像的大小时,不能一目了然。光具座、凸透镜、光屏这些仪器不变,用发光的二极管做成“↑”形代替蜡烛。改进实验器材的目的,是使学生在实验过程中,在比较像的大小时,可以清晰地比较像的大小、正倒,使采集到的实验数据更加精确。
2、强调预习:布置学生回家复习:光心(O)、焦点(F)、焦距(f)、物距(u)、像距(v)、实像、虚像这些概念,并提出一个问题让学生思考:凸透像会成什么样的像?
3、精彩引入:
虽然已经布置学生回家复习概念,
但是实验前还是要帮学生理清各个概
念,为更好的完成实验做铺垫。因此
利用课件、提问和举例相结合的方式
复习概念,具体操作是:①、课件出示图(1)
图示(1):通过图示(1)提问学生光心、焦点、焦距的概念。②、课件出示图示(2):通过图示(2 )提问学生物距、像距的概念,并举例,例如:假如蜡烛放在刻度尺20cm上,凸透镜放在 50cm上,光屏放在65cm上,则物距、像距分别是多少?
图(2)
(通过举例引导学生弄清在实验中怎样观察、记录数据)
4、实验设计引导
首先,要解决实验器材怎样摆放,通过提问让学生说说器材应怎样摆放?引导学生得到:在整个实验过程中固定凸透镜的位置不变,分别移动发光“↑”和光屏找到所需的最清晰的像。从而让小组讨论出实验的步骤。
其次,通过小组合作设计、交流的形式引导学生设计实验表格:
凸透镜焦距f=10cm
序
号 物距 u与焦
距f 的关系 成像特点 物距
u/cm 像距
v/cm
正倒 大小 虚实
1 倒立 缩小 ___像
2 倒立 放大 ___像
3 正立 放大 ___像
表格设计完后,提醒学生实验过程中首先要记录找到的像是虚像还是实像,其次将对应的物距和像距记录下来,最后大家再一起探究物距 u与 焦距f的关系
5、精彩演示。
请学生说说记录的数据,教师在黑板上把这些数据在图形上标示出来。
例如:
请六个学生分别说出他们记录的倒立缩小的实像的物距:33、22、40、24、31、28。
教师用图示标出这些数据:
图(3)
学生们通过图示很快就可以发现,倒立缩小的实像的物距都大于20cm ,即 u > 2f。 其它像的物距和像距的分析方法如上例所示。
6、引导分析结论:让学生分组展示自己的实验数据,引导学生通过归类、分析、对比数据中的共同点,把共同点归纳成结论,如图(3)的图例可得出:倒立缩小的实像的物距都大于20cm ,即 u > 2f的结论。
四、教学效果分析
学生通过操作改进的实验器材,可以直观、清晰地观察倒成像的大小、正倒情况,印象深刻。他们再通过收集数据,并合作学习,把收集起来的数据用图例标出来后,每一种成像的区域即物距,都可以很明显地看出来。从而能更好地理解和记住凸透镜成像规律。
参考文献:
梁树森.物理教学论[M].南宁:广西教育出版社1996.
http://www.studa.net