鞏曉雁

摘要：初中物理教學(xué)應(yīng)該充分考慮學(xué)生的知識儲備和學(xué)情，本文以實驗探究課型為例，研究如何結(jié)合物理實驗探究發(fā)展學(xué)生思維，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：實驗探究；科學(xué)推理；科學(xué)素養(yǎng)

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年版）中明確指出，義務(wù)教育物理課程作為科學(xué)教育的組成部分，是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程.此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識的傳授和技能的訓(xùn)練，而且應(yīng)注重對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神等方面培養(yǎng).義務(wù)教育物理課程的性質(zhì)之一：物理課程是一門注重實驗的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程，此階段的物理課程應(yīng)注意讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)探究方法，提高分析問題及解決問題的能力.

教材是教學(xué)內(nèi)容的載體，是教學(xué)最重要的材料之一，是實現(xiàn)課程目標(biāo)的工具.教學(xué)目標(biāo)是一切教學(xué)活動的出發(fā)點和歸宿，使用教材的最終目的是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，而不是教完教材.教材應(yīng)該是為教學(xué)服務(wù)的，作為一線教師應(yīng)當(dāng)從教學(xué)的實際出發(fā)，考慮學(xué)生的知識基礎(chǔ)和思維特點，還要視實驗的難度和可操作程度，靈活地處理教材.

例如滬科版初中物理八年級第四章的第五節(jié)《科學(xué)探究：凸透鏡成像》一節(jié)，是典型的科學(xué)探究課，本節(jié)課重點是進(jìn)行實驗與收集證據(jù)環(huán)節(jié)，難點是分析論證環(huán)節(jié)，分析實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)凸透鏡成像的特點.

我們先來看2012年修訂后的滬科版八年級教材中，在探究凸透鏡成像的規(guī)律時，教材中提到的進(jìn)行實驗與收集證據(jù)的環(huán)節(jié)：

（1）設(shè)法獲取凸透鏡的焦距.

（2）認(rèn)識光具座，將實驗器材按蠟燭、凸透鏡、光屏的順序放置在光具座上.

（3）蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成縮小的實像，將u、v值記錄下來.

（4）蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成放大的實像，將u、v值記錄下來.

（5）蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成等大的實像，將u、v值記錄下來.

（6）蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成放大的虛像，將u值記錄下來.

（7）蠟燭火焰放在凸透鏡的焦點處，觀察是否能成像.

（8）改變物距，重復(fù)幾次上面的實驗操作.

通常教師的處理方式是，學(xué)生通過分組探究收集實驗數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)結(jié)論.之后，分小組交流數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論.聽過大量的課包括研討課或者觀摩課，教師重視了大量實驗數(shù)據(jù)的分析與論證，最終總結(jié)出結(jié)論，完成教材73頁五種情況的結(jié)論.結(jié)論中還可以發(fā)現(xiàn)，焦點和2倍焦距處是兩個特殊的點，即焦點是凸透鏡成實像和虛像的分界點，而2倍焦距處是成放大和縮小實像的分界點.但是總感覺站在學(xué)生的角度，有些問題的處理不是很合適.而且大部分教師講過這一內(nèi)容之后，普遍存在學(xué)生掌握不好，理解不到，應(yīng)用起來又困難等諸多問題.焦點和2倍焦距處，是至關(guān)重要的兩個關(guān)鍵點，在收集實驗數(shù)據(jù)和分析論證的過程中容易忽略它們在提高教學(xué)效果、加深學(xué)生的印象和理解方面所起的關(guān)鍵作用.

因此，是否可以反思一下，站在學(xué)生的角度，從教學(xué)的內(nèi)容和實驗特點等方面是否突破了本節(jié)課的重點和難點，如何處理實驗數(shù)據(jù)和分析總結(jié)結(jié)論，下面談幾點自己的看法.

1探究凸透鏡成等大實像的改進(jìn)設(shè)想

凸透鏡焦距的測量不是本節(jié)的重點，從節(jié)約課堂時間和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性上，凸透鏡的焦距可以直接給出.教材里，進(jìn)行實驗與收集證據(jù)的3、4、6環(huán)節(jié)（蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成縮小的實像、放大的實像、放大的虛像）對學(xué)生而言相對容易操作，物距u和像距v也便于測量，能夠比較順利的分析總結(jié)出凸透鏡成縮小的實像、放大的實像和放大的虛像滿足的條件.進(jìn)行實驗與收集證據(jù)的第5環(huán)節(jié)（蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成等大的實像，將u、v值記錄下來），由于實驗器材的限制和實驗的特點，成在光屏上的像要與燭焰等大，不便于測量，只是用肉眼觀察，同時像（光屏）位置的確定不一定準(zhǔn)確，實驗數(shù)據(jù)中可能存在物距u和像距v的數(shù)值誤差較大.怎樣處理更有說服力呢？我認(rèn)為，增加交流討論的環(huán)節(jié)，可以提出問題讓學(xué)生討論：物距u和像距v有什么樣的關(guān)系時，蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡后成等大的實像？可以實驗驗證，也可以在前面實驗的基礎(chǔ)上，通過推理和科學(xué)分析得出.

實驗探究時，出現(xiàn)的真實情況是：蠟燭火焰經(jīng)凸透鏡成等大的實像時，物距u和像距v基本相等；而物距u和像距v相等，由于光學(xué)實驗特點和現(xiàn)有實驗條件的限制，不容易得到.如果引導(dǎo)學(xué)生運用推理進(jìn)一步分析，既可以發(fā)展學(xué)生的思維，又是物理學(xué)研究問題方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練.在物理研究過程中，有許多概念、規(guī)律、結(jié)論是建立在物理實驗的基礎(chǔ)上，但是也有不少實驗，由于教學(xué)內(nèi)容、實驗特點和實驗條件等因素的限制，難以實現(xiàn)或者不易操作，于是需要在大量可靠的實驗事實的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)推理，進(jìn)一步得出實驗的結(jié)論.

在進(jìn)行實驗和收集數(shù)據(jù)的3、4環(huán)節(jié)，分析大量的實驗數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距之外時，成縮小、倒立的實像；當(dāng)物體位于凸透鏡的1倍焦距和2倍焦距之間時，成放大、倒立的實像.在此實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析：當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距處，既不滿足成縮小實像的條件，也不滿足成放大實像的條件，介于兩者之間；那么所成的像既不是放大的，也不是縮小的.這時，可以讓學(xué)生充分交流討論，說明各自的想法與分析，發(fā)表自己的觀點，最終達(dá)成共識：當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距處，成等大、倒立的實像.之后，可以再進(jìn)行實驗進(jìn)行驗證，既彌補了實驗探究過程的不足，又使學(xué)生的思維能力得到提高.這樣處理，使學(xué)生的思維活躍起來，學(xué)生參與的是深入的思考和思維的碰撞，起到事半功倍的效果，真正實現(xiàn)學(xué)生聽懂學(xué)會，同時使學(xué)生學(xué)習(xí)到科學(xué)探究方法，分析問題及解決問題的能力得到提高.

2探究物體處于凸透鏡的焦點能否成像的改進(jìn)設(shè)想

蠟燭火焰放在凸透鏡的焦點處是否能成像也可以采用同樣的處理方式.

分析大量的實驗數(shù)據(jù)可知：當(dāng)物體位于凸透鏡的1倍焦距之外時，成倒立的實像；當(dāng)物體位于凸透鏡的1倍焦距以內(nèi)時，成放大的虛像.當(dāng)蠟燭火焰放在凸透鏡的焦點處，相當(dāng)一部分學(xué)生在光屏上找不到像，是成像而且成實像沒找到？還是成虛像不能呈現(xiàn)在光屏上？還是不成像？學(xué)生是有疑惑的.如何解決，而且要有說服力并得到學(xué)生的認(rèn)可和接受，可以在實驗探究和上述實驗結(jié)論的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生交流討論，進(jìn)一步分析：當(dāng)物體位于凸透鏡的1倍焦距處，既不滿足成實像的條件，也不滿足成虛像的條件，也是介于兩者之間；那么既不能成實像，也不能成虛像.這里的處理與上面的是相同的，學(xué)生充分討論，說明各自的想法與分析，發(fā)表自己的觀點，最終達(dá)成共識：當(dāng)物體位于凸透鏡的焦點時，不能成像.

以上處理，是在實驗探究的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)的推理與分析得出的，采用的方法是實驗→推理分析→再實驗的過程，是從感性認(rèn)識→理性分析→實驗驗證，是認(rèn)識過程和思維過程的上升，從而實現(xiàn)學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)效果的飛躍.

新的課程理念給與教師和學(xué)生很大的發(fā)展空間，要實現(xiàn)課程目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，需要教師充分了解學(xué)生，站在學(xué)生的角度進(jìn)行教學(xué)，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的難點和疑惑.教師適時地點撥與啟發(fā)，活躍學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生積極主動地參與到學(xué)習(xí)活動中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、積極主動地思考、分析問題和解決問題，真正意義地解決學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑惑.具有現(xiàn)代教育理念的教師，應(yīng)該促使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的過程中，逐步學(xué)習(xí)和掌握科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，從而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

[1]義務(wù)教育教科書《物理》八年級全一冊，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1993年9月第一版，72-73.

[2]義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011版），北京師范大學(xué)出版集團(tuán)，2012年1月第1版2頁.