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图形教学是光学学习的重要手段，学生掌握图形方法能更透彻地理解科学知识。其次，图形作为思维方法和行为方式，还蕴含着很高的认知价值。笔者根据自己多年的教学实践，将光学难点问题分成四个模块：1.小孔成像；2.平面镜成像特点；3.光的反射与折射；4.凸透镜成像规律和应用。针对以上难点问题，找到学生在学习中的“短板”，再借助图形进行突破。
小孔成像规律图形教学策略
问题集结
根据科学课程标准及杭州市初中毕业升学文化考试命题实施细则，小孔成像考点有小孔成像原理，即“小孔成像”中的“像”是实像还是虚像，放大还是缩小，正立还是倒立。而教材中有关小孔成像的内容只有一个实验，连基础图形都没有，学生通过预习课本只知道小孔成像原理，光路图也不会画。由于小孔成像画图是学生学习光学时刚接触的难点问题，对于初学者，教师要有耐心与方法。
基础图形延伸——由易到难
为了解决学生的困惑，在实验基础上，再引入图形教学。为了降低难度，还是采用小步子教学法，由简单图形到复杂图形，即由易到难，循序渐进。
基础图形
小孔成像原理是光的直线传播，通过实验操作让学生了解小孔成的是倒立的像，再通过画图让学生理解小孔成像的原理。运用做图手段，除了形象直观，还有助于促进学生科学概念的形成。
拓展图形
掌握基础图形以后，可以适当再做些延伸，从而激发学生的思维与兴趣，培养学生的变通能力，开阔学生的视野，提高学生的灵活性，培养学生思维的创新性与发散性。
如图所示，小明在一张不透光的纸上用针扎了一个直径约为1 mm的小孔，让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上，请回答以下问题：
保持灯和小孔的位置不动，向下移动白炽灯，像的大小将变为___________________。
这道题的图跟我们看到的基础图形相似，将基础图形按顺时针旋转90度，根据题意在白炽灯向下移动处再画一次图形，答案即可知晓（图2）。
平面镜成像特点图形教学策略
问题集结
在教学过程中，经常遇到这样的问题：如果镜面是竖直的，学生基本都会画，但如果镜面是倾斜的，很多学生都会画错，而如果图形上升到组合图形，对学生来说难度就更大了，不知道如何解答。所以，要先学会单一图形，再将组合图形分解成单一问题，难点也就迎刃而解。
图形分解与组合——从繁到简
熟练掌握单一图形以后，遇到复杂一点的组合与变化图形问题时，可以将组合或变化图形进行分解，化解难点，也可以把变化前后的每个独立图形画好再进行组合。
案例：平面镜成像问题
在做“研究平面镜成像特点”的实验时，小明在实验过程中，让玻璃板沿OO′轴（玻璃板与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果他发现镜中自己的像相对于自己______移动（选填“向右”“向左”或“不”）；他又将玻璃板绕OO′轴转向自己，发现镜中自己的像________（选填“转向自己” “转离自己”或“不动”）。
课上统计学生完成情况：第一空基本都能做出来，第二空错误率很高，因为涉及镜面位置变化，很多学生不知道怎样解答。教师课中引导学生将变化前后的两次成像图画出来，然后再组合一下，答案就出来了，而前后两次成像图形对学生来说也没有问题。根据题意，玻璃杯转动前后图形如图3、图4所示。
再将转动前后的两次图形组合起来，如图5所示，发现像从1位置转到2位置，答案是像转向自己。
上面这道题看上去有点复杂，其实分解成单一图形后就很基础，只要找出每一个图形的对称图形就可以了，所谓的难点其实是建立在基础知识上，然后进行翻新与再加工。所以，教师在教学中首先要将基础落实到位，学生只要掌握方法、技巧，难点则得以破解。
光的反射与折射图形教学策略
问题集结
有关光的反射与折射，教材中共有7个光路图，在学习了光的反射定律与折射定律后，这7个图形难度都不算大。但如果在教材图形的基础上进行变换，或将反射与折射两种图形进行混合，對学生来说难度就大了，这就需要教师在教学中给学生提供做图解题的技巧和方法。
从动态图形到混合图形——逆向辨析
再复杂的图形都离不开教材中的基本图形，教师可以试着将复杂的科学问题转变成学生熟知的简单问题，使学生找到解题的规律，理解知识的本质内涵。
光的反射与折射混合图形往往比较复杂，难度较大，通过常规画图途径解答不出，容易让学生陷入思维的困境。
案例：七（下）科学光学
把一个反射面向上的凹面镜放在容器内，在凹面镜的焦点F处放一点光源S，然后在容器内注入水，使水面处于焦点F和凹面镜之间，要使点光源S射到凹面镜的光线仍平行射到空气中，则光源S的位置应（ ）。
A.向F点上方移
B.向F点下方移
C.向F点左侧移
D.向F点右侧移
上面这道混合图形，如果正向求解，不确定光源S在哪里，就无法入手，但逆向分析就简单多了，根据光路可逆性，只要画出光线从空气平行射到凹面镜，反射到水面，再折射到空气中的光路图即可。如果没有水，可知凹面镜会使平行光束聚于F点，现在由于光从水面折射入空气中发生折射，会聚于F点下方，得出光源S在F点下方（如图7）。
凸透镜成像规律和应用图形教学策略
问题集结
凸透镜成像规律的运用中，难题比较集中，很多难题都需要学生进行逻辑推理，对学生分析问题及科学推理能力的要求比较高，有些还要借助数学知识，而初一学生大多数思维能力与数学能力不够，解题难度较大。
表格文本转化——变文为图
让学生学会将复杂的文字信息转化为图形，可以不需要经过复杂的数学推导及演算就能直接找到问题的实质，出奇制胜，能够更快速、简便地解答问题。
案例：巧解七（下）科学凸透镜典型难题
几位学生分别用A、B、C三块凸透镜做成像实验时，保持物体与凸透镜的距离相等，得到它们成像的记录如下表，则三块凸透镜的焦距关系正确的是（ ）。
文字转变图形求解：先画主光轴凸透镜，因物体与凸透镜的距离相等，说明三支蜡烛的位置一样，再根据表格中像的性质标出一倍焦点与两倍焦点的位置，然后从图中就可以得出答案是D。
逻辑推理常规解法采用逆向思维，需要运用到不等式，初一数学还没有教不等式的内容，对学生来说难度有点大，导致班级很多学生无法得出正确答案。而图形直观、形象、简明，学生印象深刻，也易于接受。
结语
总之，初一科学光中的学内容重要又抽象，很多重难点问题与图形息息相关，图形很多时候可以替代记忆、思维的功效，有时还可以避免不必要的计算与推理，因此灵活运用图形教学策略可以达到化繁为简、变难为易的目的，让学生最终爱上科学。
小孔成像规律图形教学策略
问题集结
根据科学课程标准及杭州市初中毕业升学文化考试命题实施细则，小孔成像考点有小孔成像原理，即“小孔成像”中的“像”是实像还是虚像，放大还是缩小，正立还是倒立。而教材中有关小孔成像的内容只有一个实验，连基础图形都没有，学生通过预习课本只知道小孔成像原理，光路图也不会画。由于小孔成像画图是学生学习光学时刚接触的难点问题，对于初学者，教师要有耐心与方法。
基础图形延伸——由易到难
为了解决学生的困惑，在实验基础上，再引入图形教学。为了降低难度，还是采用小步子教学法，由简单图形到复杂图形，即由易到难，循序渐进。
基础图形
小孔成像原理是光的直线传播，通过实验操作让学生了解小孔成的是倒立的像，再通过画图让学生理解小孔成像的原理。运用做图手段，除了形象直观，还有助于促进学生科学概念的形成。
拓展图形
掌握基础图形以后，可以适当再做些延伸，从而激发学生的思维与兴趣，培养学生的变通能力，开阔学生的视野，提高学生的灵活性，培养学生思维的创新性与发散性。
如图所示，小明在一张不透光的纸上用针扎了一个直径约为1 mm的小孔，让白炽灯泡发出的光穿过小孔射到白纸上，请回答以下问题：
保持灯和小孔的位置不动，向下移动白炽灯，像的大小将变为___________________。
这道题的图跟我们看到的基础图形相似，将基础图形按顺时针旋转90度，根据题意在白炽灯向下移动处再画一次图形，答案即可知晓（图2）。
平面镜成像特点图形教学策略
问题集结
在教学过程中，经常遇到这样的问题：如果镜面是竖直的，学生基本都会画，但如果镜面是倾斜的，很多学生都会画错，而如果图形上升到组合图形，对学生来说难度就更大了，不知道如何解答。所以，要先学会单一图形，再将组合图形分解成单一问题，难点也就迎刃而解。
图形分解与组合——从繁到简
熟练掌握单一图形以后，遇到复杂一点的组合与变化图形问题时，可以将组合或变化图形进行分解，化解难点，也可以把变化前后的每个独立图形画好再进行组合。
案例：平面镜成像问题
在做“研究平面镜成像特点”的实验时，小明在实验过程中，让玻璃板沿OO′轴（玻璃板与桌面的接触部分）方向水平向右移动，结果他发现镜中自己的像相对于自己______移动（选填“向右”“向左”或“不”）；他又将玻璃板绕OO′轴转向自己，发现镜中自己的像________（选填“转向自己” “转离自己”或“不动”）。
课上统计学生完成情况：第一空基本都能做出来，第二空错误率很高，因为涉及镜面位置变化，很多学生不知道怎样解答。教师课中引导学生将变化前后的两次成像图画出来，然后再组合一下，答案就出来了，而前后两次成像图形对学生来说也没有问题。根据题意，玻璃杯转动前后图形如图3、图4所示。
再将转动前后的两次图形组合起来，如图5所示，发现像从1位置转到2位置，答案是像转向自己。
上面这道题看上去有点复杂，其实分解成单一图形后就很基础，只要找出每一个图形的对称图形就可以了，所谓的难点其实是建立在基础知识上，然后进行翻新与再加工。所以，教师在教学中首先要将基础落实到位，学生只要掌握方法、技巧，难点则得以破解。
光的反射与折射图形教学策略
问题集结
有关光的反射与折射，教材中共有7个光路图，在学习了光的反射定律与折射定律后，这7个图形难度都不算大。但如果在教材图形的基础上进行变换，或将反射与折射两种图形进行混合，對学生来说难度就大了，这就需要教师在教学中给学生提供做图解题的技巧和方法。
从动态图形到混合图形——逆向辨析
再复杂的图形都离不开教材中的基本图形，教师可以试着将复杂的科学问题转变成学生熟知的简单问题，使学生找到解题的规律，理解知识的本质内涵。
光的反射与折射混合图形往往比较复杂，难度较大，通过常规画图途径解答不出，容易让学生陷入思维的困境。
案例：七（下）科学光学
把一个反射面向上的凹面镜放在容器内，在凹面镜的焦点F处放一点光源S，然后在容器内注入水，使水面处于焦点F和凹面镜之间，要使点光源S射到凹面镜的光线仍平行射到空气中，则光源S的位置应（ ）。
A.向F点上方移
B.向F点下方移
C.向F点左侧移
D.向F点右侧移
上面这道混合图形，如果正向求解，不确定光源S在哪里，就无法入手，但逆向分析就简单多了，根据光路可逆性，只要画出光线从空气平行射到凹面镜，反射到水面，再折射到空气中的光路图即可。如果没有水，可知凹面镜会使平行光束聚于F点，现在由于光从水面折射入空气中发生折射，会聚于F点下方，得出光源S在F点下方（如图7）。
凸透镜成像规律和应用图形教学策略
问题集结
凸透镜成像规律的运用中，难题比较集中，很多难题都需要学生进行逻辑推理，对学生分析问题及科学推理能力的要求比较高，有些还要借助数学知识，而初一学生大多数思维能力与数学能力不够，解题难度较大。
表格文本转化——变文为图
让学生学会将复杂的文字信息转化为图形，可以不需要经过复杂的数学推导及演算就能直接找到问题的实质，出奇制胜，能够更快速、简便地解答问题。
案例：巧解七（下）科学凸透镜典型难题
几位学生分别用A、B、C三块凸透镜做成像实验时，保持物体与凸透镜的距离相等，得到它们成像的记录如下表，则三块凸透镜的焦距关系正确的是（ ）。
文字转变图形求解：先画主光轴凸透镜，因物体与凸透镜的距离相等，说明三支蜡烛的位置一样，再根据表格中像的性质标出一倍焦点与两倍焦点的位置，然后从图中就可以得出答案是D。
逻辑推理常规解法采用逆向思维，需要运用到不等式，初一数学还没有教不等式的内容，对学生来说难度有点大，导致班级很多学生无法得出正确答案。而图形直观、形象、简明，学生印象深刻，也易于接受。
结语
总之，初一科学光中的学内容重要又抽象，很多重难点问题与图形息息相关，图形很多时候可以替代记忆、思维的功效，有时还可以避免不必要的计算与推理，因此灵活运用图形教学策略可以达到化繁为简、变难为易的目的，让学生最终爱上科学。