以实验探究为法培养学生物理核心素养
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作者:陈沛玺
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）14-0179-02
一、初中物理实验教学的重要性
物理学是以一门实验为基础的科学，探究实验在物理学中的地位是不言而喻的。探究实验是学生独立思考的重要渠道，是由传统的三中心理论到“新三中心论”转变的重要途径。通过有效的引导学生可以独立完成许多经典实验，在实验过程中课程标准所要求的知识即可自然而然的落地生根。
可是现在在物理教学中避做实验的事情时常发生，认为学生通过做实验来学习知识往往效率较低，而且实验课秩序相对混乱，不利于教师对课堂的把控。其实造成这一问题的原因主要有两种情况：第一是由于在实验课的设计环节不够完善，缺少必要的引导;第二种是老师设计实验步骤学生知识执行者，有的甚至将探究实验上成了验证性实验，结论都已经告诉学生后才让学生们去做。想要使实验探究课达到预期的效果，离不开精心的设计。“科学探究：凸透镜成像規律”这节课变量较多，结果较为繁复，是初中物理比较难的一节实验探究课。下面我就这节课谈一谈我的教学设计。
二、课堂设计
1.创设情境，引入新课
情景一
师：将一个写有单词“now”的纸板放在圆柱形玻璃杯后方
师：这是什么单词？
生：“now”
师：很好，大家英语学得不错。大家有没有方法在不触碰这张纸的情况下让“now”变成其他单词？
学生想不到方法，于是老师将一杯水倒入玻璃杯中，透过玻璃杯学生发现“now”已经变成了“won”。此时学生除了惊讶更多的是疑问，为什么会有这样的变化呢？
师：其中的奥秘其实就在我们今天所要学的这节课里。
设计意图：以小魔术的方式进行导入，引发学生的思考，激起学生的学习兴趣，并使学生初步在脑海里形成倒立的像的概念。
情景二
师：上节课我们已经学习了有关凸透镜的基本知识，可是你们有没有用过凸透镜观察周围的世界？现在每个人的桌面上有一个凸透镜，我们不妨用它来观察一下我们身边的事物，并说一说镜中的像与真实的物体是否相同。
生：不相同，我通过凸透镜观察到远处的窗户变成了倒立的，而且变小了。
生：我也认为不同，我通过凸透镜观察到课本上的字变大了。
师：同学们都观察到了像，而且各不相同，那这些像有什么特点，又有什么规律呢，我们今天一起来探索一下。
设计意图：通过对周围事物的观察，学生们对凸透镜成像有了一个直观的了解，而且发现成像的特点各有不同，激发了他们的好奇心。
2.活动引发探索
师：我们看到的是实像还是虚像，如何判断？
生：利用光屏，能在光屏上成的像是实像，不能的是虚像。
师：我这里有一个发光的物体和一个不发光的物体，你认为哪一个更适合用于你的探究。
生：发光物体，因为不发光物体即使能在光屏上成像，但是由于光强度太弱，即使成了像也不一定能够观察得到。
师：我这里有两种光源，球形光源和F光源，你认为哪种较好。
生：F光源，因为刚刚有同学观察到倒立的像，如果我们要研究倒立的像就要选择一个不对称的物体。
师：我给大家准备好了F光源和凸透镜，谁能拿着光屏帮我找一找此时像的位置（自制的带有底座的展示教具。F光源和凸透镜都装在一个可移动的架子上）。
学生拿着光屏找像，并在光屏上找到了一个倒立缩小的实像。
设计意图：通过这样一个环节帮助学生初步建构光具座的概念，在潜移默化中使学生明白在寻找像的过程中物体和透镜是固定不动的。
师：是否只有物体在这一位置时才能在光屏上成像？
学生将物体靠近透镜，移动光屏，再次在光屏上找到了一个倒立的实像，而且所成的像与之前相比变大了，成像的位置相比于上次成像要远离透镜。
师：物体距离凸透镜的位置变化时仍然可以成像，而且当物体靠近凸透镜时，物体所成的像变大了，看来凸透镜成像规律与物体到凸透镜的距离有关，我们将物体到凸透镜的距离称之为物距，像到平面镜的距离成为像距。当物体继续靠近透镜时像是否还会放大呢？
学生代表用教具演示物体由远及近所成的像，学生观察到像逐渐由缩小的像变为放大的像再到不能在光屏上成像。
师：不能在光屏上成像是否能说明不能成像？
生：不能，还有可能成虚像。
师：如何观察虚像？
生：在透镜一侧用眼睛直接观察。
学生在不能成像的一侧直接用眼睛观察，观察到一个正立放大的实像。
设计意图：通过这样的一个环节使学生初步了解到凸透镜成像规律与物距有关，并初步认识到当物距缩小时，像逐渐由倒立缩小的实像变为倒立放大的实像再到正立放大的虚像的过程。
3.定量探究凸透镜成像规律
师：当物距减小时，物体经凸透镜所成的像由倒立缩小变为倒立放大的像，但是在何时由缩小的像变为放大的像呢？这两种像的分界线是什么，分界线处像是什么状态的？
生：分界线处成等大倒立的实像（学生不能说出分界线的具体位置，但是可以会与焦距做出联系）
师：实像与虚像的分界点又在什么地方呢？分界点处成什么像？（这一问题学生的反应差较大，有的学生不能想到实像与虚像的分界线处不成像）
学生透过凸透镜观察由倒立的实像到正立的虚像的变化过程，观察在变化过程中不成像的现象。
设计意图：通过这样的问答为学生进行定量的成像规律探索进行铺垫。
师：我们想实现定量的研究其实只需找到成等大像的位置和不成像的位置就可以了，定量的研究成像规律我们还需要什么工具？
生：刻度尺，可以准确测量位置
师：为了更方便的进行实验我们将刻度尺装在轨道上，这就是“光具座”。接下来进行实验找出成等大像的位置和不成像的位置。
学生分组进行实验（不同组的透镜焦距不同），带领学生进行分析，得出成等大实像的位置为两倍焦距处，不成像的位置在一倍焦距处。从而得出凸透镜成像规律。
4.问题解决
师：现在同学们知道为什么“now”会变成“won”了吗？
生：圆柱形的瓶子倒入水之后变成了一个凸透镜，而纸片位于凸透镜的一倍焦距以外，因此会成为一个倒立的像，因此“now”变成“won”。
三、课后反思
物理学是一门以实验和逻辑推理为核心的自然科学，探究实验所能够使学生的远不止知识点本身，实验是培养学生探究能力、合作能力的重要途径。因此教师在讲课过程中应该适时引导，促使学生积极主动的思考问题，从而培养学生的逻辑推理能力。
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