淺談教學《探究凸透鏡成像規律》的意外收獲

張雅卓

摘 要：針對《探究凸透鏡成像規律》中學生觀察到的“凸透鏡可以同時成三個像”的現象，掌握科學探究的方法，同時有助于培養學生的科學技能和科學探究精神，開展科學探究，讓學生親歷科學探究的過程，學習科學探究的方法，形成尊重事實、探究真理的科學態度，既可引導學生親歷科學探究過程，同時有助于培養學生的科學技能和科學探究精神。

關鍵詞：中學科學課程；《探究凸透鏡成像規律》；三個像的原因

一、案例介紹

1.案例主題。在《探究凸透鏡成像規律》時，同學們提出實驗過程中觀察到的“凸透鏡可以同時成三個像”這一新問題 。

2.案例背景。在《探究凸透鏡成像規律》是義務教育課程標準教科書《物理》中的一個重要的科學探究內容，在人教版教科書《物理》八年級上冊有這一內容，在其它版本的教材中也可看到這一內容。這個探究既要在知識與技能的目標上達到知道凸透鏡的成像規律，還要在過程與方法的目標上達到既能在探究活動中初步獲得提出問題的能力。又能通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。在情感、態度與價值觀的目標上達到既具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理，勇于探究日常用品中的物理學原理；又能樂意參加觀察、實驗等科學實踐。在教學這一節內容時，教師們都會注重這一個完整的探究教學，引導學生把握科學探究的幾個要素得出結論。但是在教學中，學生卻出現了新動向：對教材上的結論不很認同，并提出實驗時發現的一個新問題：凸透鏡可以同時成三個像產生問題的情景：在探究凸透鏡成像規律的實驗課上，同學們都做得很認真，分別得出了當蠟燭放在兩倍焦距以外、焦距和兩倍焦距之間以及焦點以內三種情況下的成像特點。在全班同學交流時，有兩個小組的同學提出了，這一課程的學習過程中，學生分別得出了當蠟燭放在焦距 、兩倍焦距以外和焦點以內以及兩倍焦距之間這三種情況下的成像特點全班學生在相互交流的過程中，有兩個小組提出了以下問題 ：當蠟燭放在焦點以外的位置時，在光屏上可以同時觀察到三個像。該問題提出之后 ，其他小組開始進行實驗觀察。最終論證了這一問題，但是另外一個小組又接著提出了問題：當蠟燭放在焦點以外的位置時，在光屏上同樣可以同時觀察到三個像，因此，全班學生都認為凸透鏡可以成三個像要想弄清楚其中的原因.則必須進行讓學生進行科學探究，于是教師要求學生利于課余時間對另外兩個像的成像原理進行認真討論，并提出自己的猜想，在下一堂課的教學中再進行實驗探究。

3.實驗器材每個實驗小組的實驗器材均為光具座1個，蠟4根，凸透鏡、平面鏡、凹面鏡和凸面鏡各1個。

產生問題的情景：在探究凸透鏡成像規律的實驗課上，同學們都做得很認真，分別得出了當蠟燭放在兩倍焦距以外、焦距和兩倍焦距之間以及焦點以內三種情況下的成像特點。在全班同學交流時，有兩組的同學提出了問題：當蠟燭放在焦點以外時，可以同時觀察到三個像，即在光屏上有一個倒立的像，在蠟燭的這一側觀察，還可以看到一個倒立的像和一個正立的像。真是這樣的嗎？于是其他小組也開始做實驗觀察，結論真的是這樣的。不過另外幾個小組馬上又提出問題：當把蠟燭放在焦點以內時，也可以看到三個像，在蠟燭的另一側可以通過凸透鏡看到一個正立、放大的虛像，這肯定是凸透鏡成的像，另外兩個和前面一樣。于是，同學們都覺得凸透鏡可以成三個像。 恰好這時下課了，要想弄清是什么原因，就必須進行科學探究，于是老師布置學生課后討論并猜想另外兩個像的成像原理，下一節課進行實驗探究。

二、科學探究過程

1.學生猜想學生甲的猜想：這三個像可能與凸透鏡的結構有關，與之前所學的凹面鏡成像和凸面鏡成像相似，但是卻能夠找到凹面鏡和凸面鏡的位置，學生乙的猜想：可能是由于光的反射形成了正立的像，依據是平面鏡的規律，但是卻未能夠指出平面鏡的位置學生，所提出的這些猜想并沒有超出我的意料以外，這主要是由于學生還無法將一個凸透鏡分解成為一個凹面鏡和一個凸面鏡，而且還不能夠清晰的認識到凹面鏡成像和凸面鏡成像的倒正規律針對這樣的情況筆，者首先向學生介紹了所有的實驗器材之后，學生仔細觀察凸面鏡的外表面和內表面告知學生，可以將其看作是一個凸面鏡和一個凹面鏡。

2.設計實驗方案：先讓學生對如何進行實驗方案的設計開展積極討論，然后全班進行交流。小組甲：先將1支蠟燭分別放在凸透鏡 、凸面鏡、凹面鏡以及平面鏡的前面，仔細觀察它們的成像情況，是倒立的還是正立的是縮小的還是放大的，然后再將它與凸透鏡所成的兩個像進行對比分析，努力找到凸透鏡成像的原理。小組乙：應該同時將4支蠟燭點燃。并分別放在凸透鏡 、凸面 鏡、凹面鏡以及平面鏡的前面，仔細觀察它們的成像情況是倒立的還是立的，是縮小的還是放大的，然后再將它與凸透鏡所成的兩個像進行對比分析。經大家討論之后 ，一致認為乙組的方案更加可取 。

3.學生進行實驗探究 每組學生均嚴格按照設計的實驗方案開展實驗探究，并且將所觀察到的成像特點詳細地記錄下來，學生在整個科學探究過程中，教師進行巡回指導。

4.分析論證：學生通過對所觀察到的實驗現象進行認真分析得出了以下結論：在蠟燭的這一側通過凸透鏡所觀察到的正立的像是由于凸透鏡在蠟燭的這一側向外突出的面在光的反射作用下形成的與凸面鏡成的像一樣 ：而通過凸透鏡所觀察到的倒立的像，是由于凸面鏡凸透鏡在蠟燭的這一側內表面在光的反射作用下形成的，與凹凸鏡成的像一樣 ：而關屏上所呈現的倒立的像則是凸透鏡的成像結果。

5.交流評估學生向大家分享自己得出的實驗結論，最終達成了共識，取得了滿意的學習效果。因此，教師在實際教學過程中。應該注重培養學生的觀察能力，使他們逐漸形成發現問題的能力，不管是在探究實驗或演示事實當中還是在日常的生活當中教師都應該有意識的培養學生各個方面的能力，使學生得到更加全面的發展。與此同時，當學生在科學探究過程中提出某個疑問或觀察到某種現象時，教師必須在第一時間給予學生鼓勵，并及時作出科學合理的回答和解釋如果學生不能夠完全信服所給出的解釋，教師則應該鼓勵并積極引導學生進行實驗方案的設計，讓學生親身經歷整個科學探究的過程，找到令自己滿意的答案。

三、結語綜上所述

對科學探究進行延伸，不僅可以引導同學們親身經歷科學探究的整個過程，掌握科學探究的方法，同時，有助于培養學生的科學技能和科學探究精神，在教學實踐當中收獲到了良好的教學效果。