時間:2023-10-02 08:58:23
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1教學分析
透鏡對光的作用,是因光的折射而引起的。因此,我們學習起來感覺抽象。尤其是它的成像規律令人不易理解,也較為難記。所以,它是初中光學教學的重點和難點,它涉及到光的直線傳播、光的折射規律、虛像的概念、法線在光路圖中的重要地位、光路的可逆性等。初中學生好奇心強,在課堂中,他們愛看演示實驗,觀察到物理現象,感到神奇有趣,猜想物理問題,在實驗中探究和獲取物理知識。
2教學設想
透鏡對光的作用,跟上一章學到的光的折射有關。所以應從復習光的折射入手,先通過作圖演示,再做實驗來幫助理解透鏡折光的道理。按照“復習光的折射(作圖演示)——認識透鏡——透鏡對光的作用——生活中的透鏡——探究凸透鏡成像規律”的順序授課,由淺入深,學生容易接受。
3教學過程
3.1復習光的折射作演示圖
(邊畫圖邊復習上一章內容)(如圖一):一束光線從空氣穿過一塊厚薄不同的玻璃時,出射光線竟然向厚處偏折。
3.2認識透鏡
鏡片的中間和邊緣相比,它的厚薄不同,中間厚、邊緣薄為凸透鏡,反之為凹透鏡。(不可拿凸透鏡看太陽,否則陽光會刺傷眼睛)
介紹光軸和光心時需告訴學生:凡通過光心的光線其傳播方向不變。
3.3透鏡對光的作用
從圖一可知:出射光線向厚處偏折,而凸透鏡中間厚,則光應向中間偏折;而凹透鏡邊緣厚,故光應向邊緣偏折(如圖二)
經過演示透鏡對光的作用則可驗證:凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發散作用。這樣會更容易理解凸透鏡為什么會將光線向中間偏折而起會聚作用。
①主光軸上的特殊點:光心、焦點
演示:拿一個凸透鏡的一面正對陽光,用紙在凸透鏡另一側,接住被凸透鏡折射出的陽光,并改變透鏡與紙的距離,將在紙上可看到一個最小、最亮的光點,這是凸透鏡將太陽射來的平行光會聚在一點,此點為焦點。焦點到光心的距離為焦距。將凸透鏡轉到另一面再做實驗,在紙上也會看到亮而小的焦點,故透鏡兩側都有焦點。
②介紹通過凸透鏡的三條光線:平行主軸的光線,經過焦點;射向光心的光線,方向不變;經過焦點的光線,平行主軸。
③介紹光路可逆性。
3.4生活中的透鏡
①照相機:可在膠片上看到一個縮小倒立實像。
②投影儀:可在屏幕上看到一個放大倒立實像。
以上兩個都有一個重要元件——凸透鏡
③放大鏡:眼睛透過透鏡看物體,可以看到一個放大正立虛像。放大鏡本身就是一個凸透鏡。
④物體和像所在凸透鏡的位置(演示:凸透鏡成倒立實像和正立虛像)
介紹實像和虛像的概念及物體和像在凸透鏡的位置:
a、實像與物體在凸透鏡兩側
b、虛像與物體在凸透鏡同側。
凸透鏡既可成實像又能成虛像,是根據物體放置位置而定。即跟物距有關。實像是倒立的且有大小之分,虛像是正立的,都是放大的。
3.5探究凸透鏡成像規律
①主軸上的特殊位置。(如圖三)所示:
②實驗:探究像的虛實、大小、正倒跟物距是何關系?找出凸透鏡成像規律。
這個實驗應選用一個凸透鏡、蠟燭、光屏、光具座、打火機等。可以在教室或實驗室進行。
a、先測焦距。b、按課本66頁圖3.3—1組裝好實驗器材,并調節燭焰、凸透鏡和光屏各自中心在同一高度,這一步較為重要,否則光屏可能承接不到像。使凸透鏡面和光屏面跟同一高度線垂直。
點燃蠟燭開始做實驗。要求:邊實驗邊將結果填入課本67頁表格中。
首先、將蠟燭放至大于2倍焦距處使u>2f并移動光屏觀看是否有像?像的性質?
其次、將蠟燭移至2倍焦距和焦點之間使f<u<2f并移動光屏觀看是否有像?像的性質?
第三、將蠟燭移至焦點處使u<f并移動光屏觀看是否有像?像的性質?
根據記錄在課本67頁表格中的結果分析:
當u>2f時,凸透鏡可成倒立、縮小的實像;
當f<u<2f時,凸透鏡可成倒立、放大的實像;
當u<f時,凸透鏡可成正立、放大的虛像。
在學生討論找出凸透鏡成像規律時,有學生提出這樣的問題:“凸透鏡能否成既不縮小、也不放大,即跟物體同樣大的實像?”這時有必要讓學生做下一步實驗:利用圖三的主軸上的特殊位置,將蠟燭放到2倍焦距處,觀看屏上的像,將蠟燭離開2倍焦距處向內移,凸透鏡成放大的實像,向外是成縮小的實像。由此可見只有蠟燭在2倍焦距處才成既不放大,也不縮小的實像,即像跟物體等大。
將蠟燭放至焦點處,觀察是否有像?再將蠟燭離開焦點處,向內移動,凸透鏡則成放大的虛像;向外移動則成放大的實像。
關鍵詞:初中物理實驗 理論依據 實驗操作 凸透鏡成像規律
導語:凸透鏡成像規律是八年級物理的教學重點也是教學難點。突破這個難點,對培養學生學習物理的興趣,對樹立學生的自信心,對提高整體教學質量有著積極的意義。
(一)該規律成為教學難點的原因分析:1.從規律本身找原因:概念多、易混淆,如焦距、物距和像距,實像和虛像,放大和縮小。規律多,在不同的物距條件下所成像的性質不同;2.從學生的思維特點找原因:八年級正處在形象思維向抽象思維過渡的階段,學生分析數據歸納規律的能力不強。而理解并熟練掌握該規律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力;3.學生學習凸透鏡成像規律的疑惑:(1)實驗操作過程復雜,要做的東西很多,如:要測凸透鏡的焦距,調節透鏡、燭焰和光屏三者的高度;(2)實驗中涉及很多問題,很難記牢,找不到一條主線或者聯想的依據來記憶這些規律和操作的問題;4.從教師的教學策略找原因:有些教師自己做演示實驗,只讓學生觀看,學生只能死記硬背成像規律。有些教師也使用探究式教學,但由于引導學生分析的方法不當,最后只能由教師包辦說出規律,失去探究實驗的意義。有些教師不能深入研究新教材,對探究凸透鏡成像實驗前教材中要求學生做的一些成像實驗重視不夠,如小孔成像。
(二)講究教學策略,化解教學難點:
1.重視小孔成像規律的探究,初步建立實像的概念。在蘇科版物理教材八年級(上)第三章、第三節《光的直線傳播》的課后習題中安排這樣一道習題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,蒙上一層塑料薄膜,這樣就制作一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物,你看見了什么?記下所成像的特點,并試著加以解釋。利用小組合作方式先讓學生課后制作好實驗裝置,觀察遠處景物,記錄看到像的特點,在課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學生只能看到倒立、縮小的實像。實驗如果到此結束只能算完成一個階段。應該用燭燃代替景物,讓學生繼續探究小孔到燭燃距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個探究實驗建立描述像特點的概念:如實像、放大和縮小、倒立等,認識到像不總是縮小。
2.做好平面鏡成像的探究,通過比較認識實像與虛像的不同。平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點,但從完善學生的認知結構分析,該實驗使學生第一次知道虛像概念,認識比較實像與虛像的方法。
3.讓學生用凸透鏡進行課前預探究,形成初步感性認識。學生對凸透鏡成像沒有感性認識,讓他們直接探究凸透鏡成像規律,學生往往覺得無所適從不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。仔細研究蘇科物理八年級上第三章第一節的課后習題第3題:通過放大鏡觀看物體時,若適當增加放大鏡與物體間的距離,看到的像是增大呢,還是縮小?若繼續不斷地增大放大鏡與物體間的距離,看到的像將怎樣變化呢?本題也屬于實驗類作業,這是在學生探究凸透鏡成像規律前預備實驗,教師應該把凸透鏡發給學生讓學生做一做、看一看,學生認識到放大鏡屬于凸透鏡,凸透鏡不總是成放大的正立像,還能成放大的倒立像、縮小的倒立像,使學生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。
4.精心設計《凸透鏡成像規律》教案,為課堂探究做準備。物理規律的教學適宜用探究式教學方法,如何在課堂上讓學生探究凸透鏡成像規律,這是長期困擾初中物理教師的難題。為讓學生能順利探究出此規律,教師要全盤考慮前后概念的聯系,還要在新授課前進行教學設計,主要考慮以下幾點:如何創設提問題的情境?引導學生提什么樣的問題?采用什么實驗裝置?如何用器材進行探究?探究時需要觀察、記錄哪些數據和現象?如何引導學生分析數據、歸納出規律?其中提問題和分析數據是最易被忽視的教學環節。如上文所述,學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像,教師應該引導學生提出這樣的問題:當物體到凸透鏡的距離不同時,物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢?這樣提問題能使學生知道探究的目的,能引導學生尋找探究的方法,比其他提問方法效果好。當學生得到許多實驗數據后,老師這樣問學生:“凸透鏡究竟能成幾種像呢?”引導學生先把像的種類分析出來,共有四種。繼續追問:“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢?”激發學生進一步分析數據的興趣。由于此實驗得到的數據量大,數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律,學生從來沒有遇到,所以分析數據、物理現象是本節課的最大難點。引導學生正確分析、歸納出規律是本節課的關鍵一環。教師如果直接讓學生分析,學生很難得出正確的結論。反思教學過程,我們不難發現種種教學問題,都離不開實驗操作。讓學生盡可能地深入其中并感受到實驗的樂趣,是教師在教學過程中主要解決的問題。當然,這些實驗不單是教師演示實驗,也不是只讓學生做一些指定的實驗。還應努力發掘教材中的有利素材,結合身邊的物品,設計一些簡單可行的實驗滲透到教學中,這也是教師備課時要注意的問題。
5.深入分析,加深對凸透鏡成像規律的理解。學生初步理解凸透鏡成像規律后,教師應該引導學生深入分析加深對該規律的理解。
(1)用《凸透鏡成像動畫》課件向學生展示凸透鏡成像的連續變化規律,形成深刻的印象。總結出成實像或虛像時,當物距連續變化,引起像和像距的變化規律。利用課件讓學生觀察出兩倍焦距和一倍焦距處的特殊意義。
(2)凸透鏡所成像性質之間的關聯。凸透鏡成像的性質可從正立或倒立、放大或縮小、虛像或實像三方面描述。這些性質之間有關聯,例如正立的像一定是放大的虛像,倒立的像一定是實像。通過教師示范,讓學生再去挖掘其他的關聯性質就能加深對該規律的理解。
(3)凸透鏡成像與小孔成像的比較。當凸透鏡成實像時,根據像距與物距的大小關系可以推定成像的性質,這與小孔成像現象相同。兩者的共同點是:像距小于物距時,成倒立、縮小的實像;像距大于物距時,成倒立、放大的實像;像距等于物距時,成倒立、等大的實像。
在整個光學部分,教師應有全局一盤棋的思想,重視教學策略的研究,從總體上把握前后概念、規律之間的聯系,杜絕凸透鏡成像規律教學孤立化,不能把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來,使學生在課堂探究時不必為一些概念花費較多的時間。讓學生集中時間和精力去提出問題、設計實驗、分析數據、歸納規律,這樣就能化解探究凸透鏡成像規律這個教學難點,使學生理解這一規律。
參考文獻:
[1]梁樹森.物理教學論[M].南寧:廣西教育出版社1996.
[2]《中學物理教學參考》 1994年07期
[關鍵詞] 物理教學 觀察指導 凸透鏡 成像規律
[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674 6058(2016)17 0065
在物理教學中,應有目的、有計劃地培養學生的觀察能力,使他們形成良好的觀察習慣。在觀察物理現象時,一般可以先對現象有一個整體,大致的認識,再著重觀察它的主要方面及某些次要的但值得注意的細節,最后要注意各部分和各種現象之間的聯系,使他們對所觀察的事物有一個比較完整、清晰的認識。但對初學物理的學生來說,他們常不知道觀察些什么?怎樣觀察?這就要求教師在教學過程中逐步培養和訓練學生的觀察能力。
透鏡的成像規律是初中物理的一個難點,要求學生通過實驗觀察得出透鏡成像的規律,這就要求教師在實驗教學中進行必要的觀察指導,培養和訓練學生的觀察能力,下面談一下我在透鏡成像規律教學中對學生的觀察指導。
一、指導學生按一定的順序進行觀察
對于剛學物理的初二學生來說,開始的觀察是無目的、無順序的,這就要求教師在教學過程中要有意識地交代清楚觀察的對象,并進行規范觀察指導。
1.在對光具座進行觀察時,指導學生先觀察光具座標尺的測量范圍、分度值,再觀察刻度的特點,然后再觀察放實驗器材的底座,明確光具座上放置實驗器材的順序,為后面的物距、像距的測量做好準備。
2.在測焦距時,學生往往只注意光屏上的亮點,而忽略了其他情形的觀察。在教學中,教師應注意指導學生先觀察透鏡的凹凸,再觀察平行光源,然后放正凸透鏡,調節凸透鏡與光屏的距離,觀察如何得到最亮點,再測量焦距,使學生在規范觀察的同時,感性體會凸透鏡的會聚作用及會聚作用與凸透鏡凹凸的關系。
3.在觀察物距、像距、成像的情況時,有意識地指導學生先調物距,然后調光屏,觀察像的情況,再觀察像距,使學生認識到同一透鏡,物距決定成像情況和像距,明確什么時候的距離才是像距。
二、指導學生根據現象的特征進行觀察
在教學中,要充分利用所觀察到的現象的特征,使學生通過觀察得到正確的結論。
例如,在實像、虛像的成像特征觀察上,可以讓學生從以下幾方面進行觀察。
1.觀察光屏上的成像情況:實像,能通過調節光屏的位置,清晰地呈現在光屏上;虛像則無論怎樣調節光屏的位置,都不能呈現在光屏上;從而引導學生歸納出實像是由實際的折射光線會聚而成的,虛像是由折射光
線的反向延長線會聚而成的,使學生在本質上認識實像和虛像。
2.觀察方法:實像,可以通過光屏看到;虛像則需要透過透鏡才能看到,從中歸納出實像與物在凸透鏡的兩側,而虛像和物則處于凸透鏡的同側的結論。
3.觀察像的正立、倒立情況:實像倒立、虛像正立。
4.對成實像和虛像的物距、像距觀察:通過調節物距,觀察當物距大于一倍焦距時成實像,物距小于一倍焦距時成虛像,從中引導學生認識一倍焦距處是成實像和虛像的分界點。
三、對比觀察,指導學生對前后幾次實驗或實驗數據進行比較
對比觀察,有定性觀察和定量觀察之分,定性觀察就是對前后現象進行觀察比較,進而引導學生找出結論。定量觀察就是通過對前后實驗的觀察取得的數據進行比較,進而歸納,找出規律。那么在具體觀察凸透鏡成像規律時,就可讓學生先定性觀察,再定量觀察,逐步引導學生突破思維障礙,得出成像規律。
(一)定性觀察成像
1.觀察放大像、縮小像的情況:通過調節物距和像距,觀察到隨著物距的改變,像距也隨之改變,光屏上成的像時而縮小、時而放大、時而消失,使學生認識到成放大、縮小像取決于物距的大小。
2.觀察實像、虛像的情況:通過調節物距和像距,觀察到隨著物距的改變,光屏上的像時有時無,認識到成實像或虛像存在某個分界點,在這個分界點的兩側分別成實像和虛像。
3.觀察像變大、變小的情況:通過反復調節物距和像距,觀察隨著物距的改變,光屏上的像和像距隨著物距的變大而變小,隨著物距的變小而變大,認識到成放大像或縮小像存在某個分界點,在這個分界點的兩側分別成放大像和縮小像。
這樣,通過定性觀察凸透鏡的成像情況,使學生在感嘆、驚奇之余,更加激起學生進一步探究的欲望,在教學中,可就順勢引導學生進一步對凸透鏡成像進行定量觀察。
(二)定量觀察成像
1.進行實驗,得到實驗數據,建立實驗數據表格
通過前面的實驗已測得凸透鏡的焦距為10厘米,讓學生通過實驗得到數據,完成上面表格。
面對實驗表格中的數據,由于有了前面對凸透鏡成像的定性觀察,這就使學生建立起了對凸透鏡成像理解的觀察實體與理論實體間的有效邏輯關系,使學生能順利克服思維障礙,通過觀察實驗數據得出成像規律。
2.觀察表格中的數據,找出成像規律
指導學生通過對實驗數據的定量觀察,結合前面的定性觀察,得出凸透鏡成像規律。
四、指導學生對現象進行全面觀察,使學生了解觀察對象的全貌
學生觀察能力的培養應循序漸進,引導他們學會對現象進行全面觀察,培養學生全面觀察能力。
在教學中指導學生通過對上面成像規律的進一步觀察,得出:一倍焦距處是成實像和虛像的分界點;二倍焦距處是成放大像和縮小像的分界點;成實像時,物距變大,像距變小,像變小,反之亦然;等等。
在教學中還指導學生:通過對光屏上得不到像的觀察,分析其成因有哪些;通過觀察物體、透鏡上下左右移動時,光屏上像的移動情況;通過觀察將透鏡遮住一半或一部分時,光屏上的成像情況,進一步分析凸透鏡成實像的實質;通過保持物距不變,改變凸透鏡的焦距,觀察其成像情況,進一步歸納凸透鏡的成像規律。
通過這一系列的觀察,使學生對凸透鏡的成像有一個全面觀察,使學生能全面掌握凸透鏡成像規律。
五、在教學中,除了讓學生對課堂上的物理現象進行觀察外,還應注意拓寬學生的觀察面
1理解“實像”和“虛像”的含義
在光學教學中,遇到過這樣的題目:
問題1王芳同學站在平面鏡前3 m處,她的像到鏡面的距離為[CD#3]m,她在后退的過程中,像的大小[CD#3](變大,變小,不變).現將一塊和鏡面一樣大的木板放在鏡子后面1 m處,這時她還能否在鏡子中看到自己的像?[CD#3].
這道題前兩空學生都能答對,但最后一空錯誤率較高.這一空實際上考察的是對“實像”和“虛像”概念的理解.
(一)該規律成為教學難點的原因分析
1.從規律本身找原因:概念多、易混淆,如焦距、物距和像距,實像和虛像,放大和縮小。規律多,在不同的物距條件下所成像的性質不同。
2.從學生的思維特點找原因:初二年級正處在形象思維向抽象思維過渡的階段,學生分析數據歸納規律的能力不強。而理解并熟練掌握該規律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力。
3.從教師的教學策略找原因:有些教師自己做演示實驗,只讓學生觀看,學生只能死記硬背成像規律。有些教師也使用探究式教學,但由于引導學生分析的方法不當,最后只能由教師包辦說出規律,失去探究實驗的意義。有些教師不能深入研究新教材,對探究凸透鏡成像實驗前教材中要求學生做的一些成像實驗重視不夠,如小孔成像。
(二)教學策略的理論根據
新學習的物理概念、規律將進入學生的物理認知結構,引起認知結構的擴展、更新或重建。不同的學習內容、不同的學習順序使認知結構的發生改變的方式也不同。根據奧蘇伯爾的命題學習理論,新的學習內容同認知結構中的原有內容相結合的方式可以分為下位關系、上位關系和并列關系三種類型。
(三)講究教學策略,化解教學難點
1.重視小孔成像規律的探究,初步建立實像的概念。
在蘇科版物理教材八年級(上)第四章、第三節《光的直線傳播》的課后習題中安排這樣一道習題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,蒙上一層塑料薄膜,這樣就制作一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物,你看見了什么?記下所成像的特點,并試著加以解釋。
與舊教材中有關小孔成像直接告訴學生相比,新教材這樣處理小孔成像現象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學生課后制作好實驗裝置,觀察遠處景物,記錄看到像的特點,在課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學生只能看到倒立、縮小的實像。實驗如果到此結束只能算完成一個階段。應該用燭燃代替景物,讓學生繼續探究小孔到燭燃距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個探究實驗建立描述像特點的概念:如實像、放大和縮小、倒立等,認識到像不總是縮小。為以后探究凸透鏡成像做好上位知識準備。
2.做好平面鏡成像的探究,通過比較認識實像與虛像的不同。
平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點,但從完善學生的認知結構分析,該實驗使學生第一次知道虛像概念,認識比較實像與虛像的方法,為以后探究凸透鏡成像規律又準備了一個上位知識點。
3.讓學生用凸透鏡進行課前預探究,形成初步感性認識。
學生對凸透鏡成像沒有感性認識,讓他們直接探究凸透鏡成像規律,學生往往覺得無所適從不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。
4.精心設計《凸透鏡成像規律》教案,為課堂探究做準備。
物理規律的教學適宜用探究式教學方法,如何在課堂上讓學生探究凸透鏡成像規律,這是長期困擾初中物理教師的難題。為讓學生能順利探究出此規律,教師要全盤考慮前后概念的聯系,還要在新授課前進行教學設計,主要考慮以下幾點:如何創設提問題的情境?引導學生提什么樣的問題?采用什么實驗裝置?如何用器材進行探究?探究時需要觀察、記錄哪些數據和現象?如何引導學生分析數據、歸納出規律?其中提問題和分析數據是最易被忽視的教學環節。如上文所述,學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像,教師應該引導學生提出這樣的問題:當物體到凸透鏡的距離不同時,物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢?這樣提問題能使學生知道探究的目的,能引導學生尋找探究的方法,比其他提問方法效果好。
當學生得到許多實驗數據后,老師這樣問學生:“凸透鏡究竟能成幾種像呢?”引導學生先把像的種類分析出來,共有四種。繼續追問:“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢?”激發學生進一步分析數據的興趣。其余類推。
由于此實驗得到的數據量大,數據規律不是明顯的正比或反比定量關系,數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律,學生從來沒有遇到,所以分析數據是本節課的最大難點,引導學生正確分析出數據的規律是本節課的關鍵一環。教師如果直接讓學生分析,學生很難得出正確的結論。
5.深入分析,加深對凸透鏡成像規律的理解。學生初步理解凸透鏡成像規律后,教師應該引導學生深入分析加深對該規律的理解。
一、教師的形象演示要聯系學生生活
物理概念起源與生活,都從生活中的客觀事物或物理現象去發掘內因、分析原理.因此,初中物理教師利用形象演示法進行教學的時候,要注重聯系學生的生活情境,這樣既可以以學生熟悉的生活片段促進其對物理概念的理解和掌握,又可以使學生在概念學習中感到輕松愉悅,消除抽象深奧的物理概念給學生帶來的枯燥乏味感,激發學生的學習興趣.
例如教師講解“電壓和電流表的使用”的時候,學生常常無法理解電壓和電流概念.有鑒于此,教師可以引導學生將電壓與生活中常見的水壓聯系起來,并向學生演示水壓促進水流的情形,讓學生由此及彼聯想到如果要形成電流,電流回路中就要存在電壓,從而讓學生領會電壓概念的內涵.但是有的學生仍存在疑問:水流的存在不受水管斷裂的影響,電流是否受到電線的影響呢?教師可以先將電線斷開,讓學生觀察電流表的指針是否偏轉,在學生觀察到沒有偏轉的時候,教師再進一步解釋電線斷了而空氣無法導電,相當于電流被阻隔,所以無法形成回路,自然無電流存在.
教師利用生活中的水壓現象解釋物理概念中的電壓和電流,形象而貼切,既可以將抽象的概念轉化的通俗易懂,利于學生理解和掌握,又操作簡單,便于教師講解和演示,使學生在輕松認識到物理概念的內涵,教學效果的顯著提升自在情理之中.
二、教師的形象演示要結合物理實驗
物理實驗是初中物理教學內容的重要組成部分,也是讓學生通過觀察實驗現象,了解和認識物理概念和理論的有效途徑.物理實驗既可以通過教師講解和演示,學生觀察分析的方式,也可以讓學生親自制定實驗方案,并動手操作演示的方式.這樣不但可以使學生更容易發現問題、提出問題和解決問題,對物理概念的理解進一步加深,而且可以有效調動學生學習的積極性和主動性,激發學生參與教學活動的熱情.
例如教師講解“電阻”概念時,很多學生對書中電阻概念中的“阻礙作用”理解不是很透徹.教師可以設計如下簡單實驗,讓學生分組操作,以幫助學生理解“阻礙作用”的含義:首先,教師可以讓學生準備實驗器材如滑動變阻器、若干導線、電流表和電壓表等;然后教師讓學生以相同電路,維持電壓不變,改變滑動變阻器的阻值,用電流表測定回路中的實際電流數值,并將其記錄下來;最后,教師讓學生依據所測的數值,觀察并找出其中存在的規律,學生經過分析總結,最終得出結論:電壓一定,電阻越大,電流越小.
教師利用物理實驗引導學生對物理概念進行探索和證明,既可以滿足學生希望參與教學活動的心理需求,又可以在實驗過程中鍛煉學生的分析思維能力、動手操作能力和創新能力,使學生對概念的理解不再僅限于教師的講解和理論說明,而是進入更深層次的思考探索層面,有效加強學生對概念的理解和掌握.
三、教師的形象演示要利用技術手段
一、巧記力學知識
力學是初中物理的重點,同時也是難點。為了幫助學生記憶,我們可以采用以下方式幫助學生理解和記憶。
力的三要素:大小、方向和作用點。我們可以這樣記憶:力的三要素,大小、方向、作用點。這樣叫做簡化記憶。
G=mg公式。物體的重力和質量的關系式G=mg,可用諧音記憶:大雞(G)等魚(等于)摸(m)小雞(g)。
m=■,可用諧音記憶:莫(m)要大雞(G)壓小雞(g)。
g=■,可用諧音記憶:小雞(g)在等(=)大雞(G)嗎(m)?
g=9.8牛頓每千克:可用諧音記憶為,記(g)得九點把(9.8)牛(牛頓)牽克(千克)吃水。也可以這樣記,小雞(g)進酒吧(9.8)。
重力公式G=ρvg。計算重力的公式G=ρvg,其中大寫的G可記作“大雞”,ρ像P字母,V諧音“喂”,g可記作“小雞”。因此,公式諧音記憶為:大雞(G)等著(=)放屁(ρ)喂(v)小雞(g)。
二力平衡的條件,二力平衡應滿足“一物二力同直線,大小方向等相同。”其中指二力作用在同一物體上,這是最容易忽視的,因此二力平衡的條件也可記為:要想吃兩個等大的梨(力),可在同屋(物)內同一直線的相反方向去找。這里包含了“同物”“等大”“同線”“反向”四個方面的含義。
二、巧妙理解“蒸發、吸熱和致冷”
在物理中,蒸發、吸熱和致冷等現象與我們的生活實際聯系十分緊密,但是其形成原因卻有點難于理解,對于這樣抽象的問題,學生往往理解不了。液體在沸騰過程中吸收熱量但溫度保持不變,而蒸發是吸熱卻有致冷作用,兩種氣化方式的不同怎樣理解?而且蒸發時吸收熱量,為何溫度又降低?這些內容往往困惑著學生,是學生學習時的一大難點。
液體蒸發時吸熱,即使在常溫下也可以進行,但又不像沸騰、熔解有明顯的供熱源。蒸發只能從周圍物體和未蒸發的液體中吸收熱量,這樣,未蒸發的液體因放熱而溫度降低。確切地說,吸熱的液體是液體中已蒸發的那部分,而放熱降溫的卻是未蒸發的液體和周圍其他物體。
三、巧記歐姆定律
歐姆定律是物理應用較多的一個定律,準確把握好歐姆定律有利于學生對電學的理解和把握。首先來看一下歐姆定律的因果關系。有人根據歐姆定律I=■的兩個變形公式U=IR和R=■,得出“電壓與電流強度成正比”“電阻與電流強度成反比”的結論,這是混淆了自變量和函數的因果關系。
電壓是電源提供的,其大小由電源及電路結構決定。電阻是由導體的材料、幾何形狀(長度、橫截面積)決定。它們都不隨電流強度的變化而變化。恰恰相反,電流的大小是由電壓和電阻決定的。這里,電壓、電阻的變化關系是“原因”,電流的變化是“結(下轉59頁)(上接57頁)果”,因果關系不可倒置。
假設有人說:“這人長得真像他的兒子,一模一樣。”聽眾一定感到非常可笑。雖然這話反映了兩個人相像的事實,但卻顛倒了因故關系。只能說兒子像爸爸,不能說爸爸像兒子。用我們方言說就是兒子隨爸爸而不是爸爸隨兒子。同理,是函數隨自變量變化,而不是自變量隨函數變化。
巧記歐姆定律:歐姆定律I=■可記作,我(I)有(U)兒(R)子。I是英語的我,U諧音有,R諧音兒。
U=IR可記作,有(U)愛(I)就有兒(R)。
R=■可記作,兒(R)有(U)愛(I)。
四、巧記凸透鏡呈像規律
凸透鏡對光線的作用可記作:平行必過焦,過焦必平行。
凸透鏡呈像規律可記作:一焦分虛實、二焦分大小,虛像正來實像倒;(虛像是正立的,實像是倒立的)虛像同側實像異,(成虛像時,像和物在透鏡的同一側,成實像時,像和物在透鏡的兩側。)物近像遠像變大;(物體距離凸透鏡越近,即物近;像距離凸透鏡就越遠即:像遠;所成的像會變大。)物遠像近像變小。
1 關于光的直線傳播
在日常生活中,學生見過不少光在空氣中沿直線傳播的實例,如透過云隙的陽光束,晚上高樓上亮起的射燈光柱等。對于光在固體和液體中的沿直線傳播,由于生活中沒見過這樣的情況,學生理解有困難。在教學中,準備一個光束較細的平行光源(如激光筆),一杯較淡的乳濁液,一塊玻璃方磚,就可以分別演示光在液體和固體中的沿直線傳播了。只要做好了這兩個演示實驗,再把它們總結為:“云隙陽光現,投射成直線,無論固液氣,大致不會變。介質若不勻,傳播方向偏;如有物遮擋,物后為黑斑。”這樣,學生就很容易理解了。
2 關于法線的概念
在初中物理教材中,對法線概念的敘述,都非常模糊,不加說明。常有學生提問:“為什么非要把過入射點垂直于交界面的線叫法線?”在教學中,可以這樣告訴學生:只有在這個方位上,光的傳播中只見一條光線,另換任一位置,都會見到兩條或三條光線,故將通過這一特殊位置的線取名叫法線。于是,可將法線的概念說成:“只此位置上,光傳為一線,換到別處去,見到二三線。”
3 關于光的反射
講清光的反射的“一點二角三線”這幾個概念后,再經過學生的探究,他們已知道了光反射的規律,但初記起來總覺得困難,將此規律“簡化”成:“三線共一面,法線居中間,兩角總相等,光路可逆轉”,學生就容易記憶了。
4 關于平面鏡成像
平面鏡成像,學生在生活中已多有感受,再經過探究,印象頗深,但對成像的特點及情況變化,總是判斷不準,可把這個知識點歸納為:“連線垂直反射面,像物大小無二般,左右相反距離等,正立虛像迷人眼”來幫助學生理解、記憶。
5 關于光的折射
在做了光的折射演示,完成了知識的講授后,可把光的折射規律“歸簡”為:“三線共一面,法線在中間,兩角常不等,光路可逆轉。”同時,由于光的折射與反射有較多的相同,但也各具特點,有本質的區別,若把它們加以比較,對兩部分知識的掌握都大有益處。為此,可列出下表:
6、光路可逆光路可逆不
對于這一知識點,由于學生實驗很易成功,現象很明顯,對成像特點大多容易理解,但對于因成像條件發生改變所致的結果,分析上卻有很大的困難,多數學生對此頗感畏懼。若將成像規律總結為:“物由遠移近,像由近跑遠,且為小變大,同時繞軸轉,上下顛倒左右反,倒立實像小大變。”然后再列出一個表,畫出一幅圖,強調兩個點,就能使知識由難變簡,使學生由畏懼變為不懼。表、圖、點分別為:
(1)凸透鏡成像的特點:物距(u)像的情況像距(v)應用u > 2f倒立、縮小、實像2f > v > f照相機u = 2f倒立、等大、實像v = 2f無實際用途2f > u > f倒立、放大、實像v > 2f投影儀等u = f不成像、變成平行光平行光源u < f正立、放大、虛像v > -u放大鏡 (2)成像區域一幅圖:
(3)記住特殊兩個點:
①“1f”的F點,成實、虛像的分界點;②“2f”的P點:成縮小、放大像的分界點。
7 關于光學成像的區別
(1)實像與虛像的區別:
實像虛像1、實際光線相交而成,明亮反射或折射光的反向延長線相交而成,較暗2、光屏上能承接到像光屏上不能承接到像,為一亮斑3、一定倒立一定正立 (2)平面鏡與凸透鏡成像的區別:
平面鏡凸透鏡1、由光的反射所成由光的折射所成2、只能成正立、等大的虛像能成大小不等、倒正實虛不同的像3、像與物在鏡的異側實像與物在鏡的異側,虛像與物在鏡的同側4、像與物左右相反實像與物上下顛倒、左右相反 總之,對于初中光學內容,有了前面的六段“順口溜”,加上后面的“兩表一幅圖,兩點兩區別”這樣的概括,對學生進行提示、輔導,就能使他們對知識的理解和掌握比較容易,也比較準確到位。
關鍵詞 凸透鏡成像規律 重點及難點 化難為簡
凸透鏡成像規律是人教版初中八年級物理上冊中光學部分中的重要內容,其重要作用在于對學生的實驗操作能力和對物理現象的歸納能力進行訓練,并為以后學習打下基礎。凸透鏡成像的學習是初二物理光學部分中的教學重點,也是初中物理教學過程著名的難點。讓學生正確理解這項重點突破這個難點對以后初中學生的提高物理學習的興趣和對物理學習的自信心有著重大的意義。同時凸透鏡成像的學習的成功也有利于培養教師在學生心目中的良好形象。
物理不同于數學學生在小學就開始接觸這類理科科目,大多數初中學生沒有做太多的物理實驗,所以在實驗過程中,很多學生認真按照實驗步驟進行操作、觀察和記錄但是確沒有歸納出凸透鏡成像規律。這種現象值得教師認真的思考找出原因才能解決困難。凸透鏡成像規律這一課概念很多,而且對于學生來說很容易出現概念上的混淆。焦距與物距、像距,實像與虛像,放大與縮小,在不同的物距條件下所成像的性質不同這類概念極容易讓學生出現不同程度理解困難。其次我們從教學的對象上來看,初中八年級的學生正處于青春期,他們的思維能力能在從形象向抽象的過渡階段,學生很容易對具體的事務產生巨大的興趣,但是一旦讓他們對具體規律進行歸納總結往往就會變的束手無策,這反映了他們分析據歸納規律的能力不強,然而物理的學習尤其是凸透鏡成像規律的學習更需要一定的歸納總結能力。最后從教師的教學策略上來看,很多物理老師在教授凸透鏡成像規律這一課的時候,都是僅僅自己做實驗,讓學生在講臺下自己通過觀看進行總結,這樣學生往往只會把凸透鏡成像規律的具體內容通過死記硬背來理解,這樣起不到良好的效果。所以本文主要內容在與幫助物理老師在教授凸透鏡成像規律這一課的時候能夠有效的讓學生理解規律,突破教學過程中的難點。
一、 對實驗精心設計,加強師生互動
探究法是初中物理教學過程中一個非常重要的方法,同時探究法也是物理教學非常合適的方法。以凸透鏡成像規律這么課為例,教師最頭疼的是如何讓學生在課堂上正確的對凸透鏡成像規律進行自我的歸納和總結。所以為了讓學生能夠自己對凸透鏡成像規律進行總結和歸納,就需要教師在上課開始前進行精心的設計,全盤考慮概念之間的相互關系,考慮到整個課堂可能出現的問題。例如,提問的情境應該發生在課堂的什么時候?學生會產生什么樣的疑問?具體實驗裝置是什么?如何引導學生對實驗用的器材進行探究?整個實驗過程中學生需要觀察和記住哪些數據?最后如何啟發學生總結和歸納出規律?整個凸透鏡成像規律的實驗相對比較復雜,可以得到很多的數據,這些數據不是能夠明顯看得出正比例和反比例的關系,學生需要從這些復雜的數據中找出凸透鏡成像規律,這個分析是初中學生在之前的學習沒有遇到過得,也是凸透鏡成像規律教學過程中的最大難點。物理教師如果讓學生直接進行分析,以初中學生的水平很難能夠分析出正確的凸透鏡成像規律,所以這個時候需要教師發揮自身在課堂教學過程中的主導作用。例如讓學生使用計算機對這些數據進行整合,引導學生發現這些數據中潛在的規律。同時教師還可以使用貼圖法對凸透鏡成像規律進行演示。上課前,物理教師可以先畫好凸透鏡,主光軸,一倍焦距和兩倍焦距,這樣就可以放大實驗器具這樣就可以讓學生更加直觀的認識到整個實驗的發生過程。
實驗過程中,物理教師可以讓學生直接參加到整個實驗中去,給學生一定的參與感。例如可以讓學生自己拿著蠟燭從遠到近靠近凸透鏡,讓自己去觀察光柱的變化,可以讓很多人去參加實驗。可以讓學生在教師提問的前提下自己進行實驗,如果學生可以找到問題的答案就可以進行下一步的實驗。物理老師演示結束之后可以讓學生進行分組實驗進一步分析,從而學生進一步可以總結出規律,同時還可以讓學生通過教師所做的課件進一步的了解其中的規律變化。同時還可以物理教師還可以設計幾個問題在學生實驗過程中進行提問。例如物體在光屏上擴大了沒有?什么時候已經看不到影像了?等一系列的問題去加強學生的理解。
二、 通過前后對比讓學生加強知識聯系
初中學生在上凸透鏡成像規律這一課的時候可能對凸透鏡沒有直觀的印象,如果讓學生上來就拿凸透鏡進行實驗和找規律,學生只會手足無措不知道應該如何去下手,所以在上課之前要給學生就以前的知識進行溫習,加強知識的聯系。
八年級的物理凸透鏡成像規律這課之前學生學習的是光的傳播這一課,讓學生回顧光是直線傳播的這一要點,同時還可以讓學生回憶一下之前學到的小孔成像。在學小孔成像的時候,學生已經了解到物距與像距之間的關系,:如實像、放大和縮小、倒立等,認識到像不總是縮小,為凸透鏡成像規律的學習打下良好的知識儲備。通過讓學生聯系小孔成像和凸透鏡成像之間進行比較。當凸透鏡成實像時,根據像距與物距的大小關系可以推定成像的性質,這與小孔成像現象相同。兩者的共同點是:像距小于物距時,成倒立、縮小的實像;像距大于物距時,成倒立、放大的實像;像距等于物距時,成倒立、等大的實像。
還有為了進一步對凸透鏡成像規律進行學習,還要對平面鏡的成像進行復習。但是這里不是對平面鏡成像的單純復習還是需要讓學生了解虛像的概念,區別認識什么是虛像什么是實像為學習凸透鏡成像規律準備必要的知識點。
其次可以在上課之前把凸透鏡發給學生讓學生對凸透鏡有著直觀的印象,怎么使用它有個基本的了解這樣在實驗的過程中就可以節省很多的時間,為物理教師的講解和學生的理解留下充裕的時間。
三、 利用口訣激發學生的興趣
興趣在初中學生中的學習生活有著很大餓幫助,他可以幫助學生激發內在學習的動力,物理老師在物理教學過程中也可以通過對各種工具的使用來激發學生在物理學習過程中的興趣。其中口訣可以說是一個十分好用的工具,他可以幫助學生在記憶的過程中,充滿了樂趣,同時還可以幫助學生進行長久的記憶,提高學習的效率。
口訣一:凸透鏡,本領大,照相、幻燈和放大;二倍焦外倒實小,二倍焦內倒實大;若是物放焦點內,像物同側虛像大;一條規律記在心,物近像遠像變大。
口訣二:三物距、三界限,成像隨著物距變;物遠實像小而近,物近實像大而遠;如果物放焦點內,正立放大虛像現;幻燈放像像好大,物處一焦二焦間;相機縮你小不點,物處二倍焦距外。
在口訣是適應新課改的教學要求一項好的方法,讓學生學習物理的積極性得到充分發揮,讓學生準確有效把握透鏡成像規律,延長對于這堂課的知識內容長久記憶及培養創新能力。最后這兩句口訣部是唯一的口訣,物理老師可以在業余的時間內自己編寫自己口訣因為老師自己才會對自己的學生有更深的了解。
總之,物理教師要把凸透鏡成像規律當作一個前后相連的整體。正確把握整個凸透鏡成像規律教學過程中的策略,不要把凸透鏡成像規律這一課當作一個完全孤立的課程,要與前后課程相互聯系。同時還需要把凸透鏡成像規律所涉及的每一個基本概念分開進行闡述,讓學生在課堂上能夠更好的理解這樣凸透鏡成像規律的內容,也為課堂教學節省時間,讓學生可以有更多的時間和精力去消化、去提問、去自己設計實驗。教師的總體要求在與讓學生能夠準確的理解和歸納凸透鏡成像規律,幫助學生去克服凸透鏡成像規律中的困難,取得良好的學習效果。
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