陈耿炎
(广东省深圳市龙岗区横岗中心学校,广东 深圳 518115)
“透镜”教学案例分析
陈耿炎
(广东省深圳市龙岗区横岗中心学校,广东 深圳 518115)
本文以“透镜”的创新设计为例,在课前师生共同制作冰透镜,录制“冰透镜向日取火”微视频;在课中,将演示实验和探究实验相结合,让学生在收获知识的同时,动手能力、合作交流能力和探究能力等也得到培养;同时,将“近视眼镜片、远视眼镜片”和“矿泉水瓶导致森林火灾”等融入课堂,做到“从生活走向物理,从物理走向社会”.
透镜;探究;教学案例
物理是以实验为基础的学科,笔者在“透镜”的教学设计中,以创新实验为基础,取得了较好的教学效果.
为了能够一开始就把学生的注意力集中到课堂上,笔者用“冰透镜向日取火”导入新课.首先,让学生充分参与到活动中来,请同学与教师一起动手制作冰透镜.为了让学生直观感受到凸透镜与凹透镜中间与边缘的厚薄区别,需为每个学生准备一个凸透镜和一个凹透镜.为了方便全班学生观看凸透镜和凹透镜的光心和主光轴,利用卡纸、双面胶和刻度尺,在卡纸上粘上凸透镜和凹透镜,并标出对应的光心和主光轴.为了探究透镜对光线的作用,准备手电筒、灯泡、大凸透镜、大凹透镜和贴有黑色纸的小木板光屏.同时,制作两套激光光源:一套为三支相互不平行的激光笔组成的光源,一套为四支相互平行的激光笔组成的光源.考虑到本实验不能在课堂上演示,应将冰透镜向日取火的过程拍成微视频.
教学片断一:导入新课——冰透镜向日取火
师:同学们,我们都知道冰在太阳底下可以融化成水,但是老师却可以利用冰在太阳底下取火?你们信不信?
生:不信.怎么可能?
师:今天,我给大家带来一个惊喜,请观看视频.
师:刚才那个演示,我们不难发现:光可以透过冰块,发生折射,照射到纸上,点燃纸张.其中的奥妙,就是我们这节课要学习的“透镜”.
教学片断二:学生体验,引出凸透镜和凹透镜
师:同学们,每个人桌上都有两个透镜,请大家找出它们的不同点.
生:一个是中间厚点,一个是边缘厚点.
师:在物理学上,中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜,中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜.
师:同学们在哪里见过透镜?
生:近视眼镜.
生:我爷爷的老花眼镜.
师:那近视眼戴的是哪种透镜?
生:凹透镜.
师:那老人戴的远视眼镜片是……
生:凸透镜.
师:为什么近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜?
生:因为它们对光的作用效果不同.
教学片断三:演示实验——初步探究透镜对光的作用
师:现在,我手上有一只手电筒,照着光屏,大家会看到一个……
生:光斑.
师:对,有一个光斑,那如果现在我在手电筒和光屏中间放一个凸透镜,光斑会有什么变化?
生齐:光斑变小,变亮了.
师:这表明凸透镜对光有……
生齐:会聚作用.
师:如果我把凸透镜换成凹透镜,光斑又会发生什么变化?
生齐:光斑变大,变暗了.
师:这表明凹透镜对光有……
生齐:发散作用.
教学片断四:“师生共舞”,深入探究凸透镜对光的作用
师:现在,我们进一步深入探究光对透镜的作用.先研究凸透镜,首先,让三束光杂乱无章地射向凸透镜.观察到什么现象?
生:三束光会聚而出.
师:让三束不与主光轴平行的平行光射向凸透镜,会出现什么实验现象?
生:三束光会聚并有三个交点.
师:调整三束平行光的位置,让它们与主光轴平行,再次射向凸透镜,又会出现怎样的现象?
生:三束光会聚在一个点上,(教师稍作暗示)且这个点在主光轴上.
师:如果有第四束这样的平行光经过凸透镜后,会不会过这个点?
生:会.
师:那我们一起来看看.
师生共同总结:平行于主光轴的光经凸透镜后都会相交于主光轴上一点,物理学上把这个点叫做焦点,而焦点到光心的距离叫做焦距.
师:如果让光通过焦点射向凸透镜,光会怎样射出呢?
生:平行于主光轴,因为光路可逆.
师:究竟是不是这样?(边讲边演示)没错,从焦点出发的光经过凸透镜后,确实平行于主光轴.因此,假如现在只有一个灯泡和一个凸透镜,但要用到平行光,怎么办?
生:把灯泡放在凸透镜的焦点上.
师:看看手里的凸透镜,你们看到焦点了吗?
生:没有.
师:那应该怎么确定它的焦点和焦距?请在小组内讨论.
请准备好的小组派代表上台展示自己的成果.
生(边说边演示):让灯泡发出的光照射到凸透镜,用光屏承接最小、最亮的光斑就是焦点,测量光斑到透镜的距离即为焦距.
教学片断五:以学生为主体,深入探究凹透镜对光的作用
师:请各小组讨论,确定探究凹透镜对光的作用方案.
生(边说边演示):类比前面探究凸透镜对光的作用实验,分成三个步骤.
(1) 让光束杂乱无章地射向凸透镜,可以看到:光都发散而出.
(2) 让三束不与主光轴平行的平行光射向凹透镜,可以发现:三束光都是发散而出.
(3) 让三束与主光轴平行的平行光射向凹透镜,可以看到:三束光发散而出,且这三束光的反向延长线在主光轴上有一个交点.
本节课一开始以“冰透镜向日取火”导入新课,由于该微视频是师生共同在课前准备的,特别是冰透镜是师生自己动手制作的,一下子把学生的注意力集中到课堂上,激发了学生的学习兴趣.
2.1 演示实验与探究实验相结合,充分发挥教师主导和学生主体作用
本节课设计了多个实验,既有教师的演示实验,也有学生的探究实验.演示实验现象明显,让学生直观地感受到凸透镜和凹透镜对光的作用效果,也为后续深入探究透镜对光的作用埋下伏笔.接着,通过师生互动,一起探究凸透镜对光的作用.最后,学生通过小组合作讨论,设计多个实验方案,并让小组上台展示自己的成果,使学生投入到真实的情境中去,在亲自动手做的实践过程中学习知识、掌握科学的方法,逐渐培养他们解决问题和交流合作的能力,真正做到让学生“做中学”.
2.2 以知识为线索,培养学生多种能力
本节课的具体教学流程如图1所示.
在课堂教学中充分让学生展示自我,取长补短.同时,让学生自学“光心”和“主光轴”等知识,培养学生的自学能力和语言表达能力.同时,鼓励学生在家尝试制作冰透镜,以延伸课堂,使学生学得更灵活主动.在教学过程中,笔者重视学生通过合作交流确定实验方案,并上台分享成果,以此培养学生的合作和探究能力,也更好地发挥“教师为主导,学生为主体”的作用,让学生体验成功的喜悦.因此,本节课教学方式多样,让学生在收获知识的同时,科学素养和创新能力也得到了培养,有效地落实知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的三维目标.
图1
2.3 关注物理与生活、社会的联系
本节教学设计与实施体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程教学理念.
利用冰块制作成冰透镜,用“向日取火”导入新课,让学生知道物理现象在生活中广泛存在.利用生活中常见的近视眼镜片和远视眼镜片讲授透镜,让学生知道透镜广泛应用于生活,感悟物理知识就在自己的生活当中.最后,利用“矿泉水瓶导致森林火灾”回归到社会,对学生进行环保教育,增强学生的社会责任感,并在现实生活中,做一个文明的公民.
[1] 燕翼翔.《透镜》的教学设计思路[M].物理之友,2014,30(4).
[2] 卢天宇.钢铁是怎样炼成的——《金属的利用与保护》第1课时教学设计创新案例[M].化学教与学,2014,(2).