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“透镜”的创新教学设计
江苏省苏州市第十四中学　邓丽
这是一堂创新教育展示课的教学设计，笔者于2001年向来自全国的同行上了“透镜”的展示课。
1 设计思想
新的物理课程标准提出了新的理念：
①“从生活走向物理，从物理走向社会”。即力求贴近学生生活，激发学生的学习兴趣，通过探索物理现象，揭示隐藏在其中的物理规律。
②“注重科学探究，提倡教学方式多样化”。即以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学习科学探究的方法，培养学生的探究精神，实践能力包括技术设计能力以及创新意识。改革以书本为主、实验为辅的传统教学模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将现代信息技术、多媒体技术，应用于物理教学中。
为了体现这些新的理念，“透镜”教学总的设计思想是：从“冰透镜向日取火”的实况录像直接切入课题“透镜”；就地取材，用学生熟悉的眼镜组织学生实验探究如何用多种方法判别凸透镜与凹透镜以及如何测量凸透镜焦距等问题；并从中提炼出通过科学探究解决问题的方法；最后，鼓励学生运用方法，解决新问题。本课的教学流程为：引入课题→判别透镜→测定焦距→总结方法→课题研究。
2 过程设计
2．1 引入课题
通过“冰透镜向日取火”的实况录像，结合配音资料，开门见山地引出课题“透镜”，并介绍透镜的概念。这样一开始就把学生的注意力都集中到课上，激发学生的学习兴趣。当学生得知，冰透镜是教师自己动手制成，这一段录像是本校摄制时，更激起学生对物理课学习的重视
【学生实验1】感受凸透镜与凹透镜中间及边缘的厚与薄，使学生悟出凸透镜与凹透镜的定义。
2．2 判别透镜
问题：近视眼镜和老花眼镜的镜片分别是用什么类型透镜做的？学生通过观察、体验，认识到近视镜的镜片是凹透镜，而老花镜的镜片是凸透镜。接下来的问题是怎样判别凸透镜与凹透镜？也即如何区分近视镜与老花镜？
【学生实验2】组织学生讨论、猜想，设计实验探索多种方法判别眼镜。
学生介绍判别眼镜镜片的方法：
方法①摸：用手直接去摸眼镜的镜片，发现镜片中间薄、边缘厚的则为近视镜；镜片中间厚、边缘薄的则为老花镜。教师表扬学生能活学活用，利用刚学的凸、凹透镜的定义区分眼镜，并及时指出光学仪器一般不允许用手摸。
方法②看：使眼镜靠近书本，透过镜片观察字的变化，发现字变小的是近视镜，字变大的是老花镜。
【学生实验3】制作水膜透镜：将铅丝紧绕在透镜的金属柄上，绕成一个封闭的小圈。把小圈浸入水中，取出后小圈上形成一个水膜透镜。用此透镜观察字的变化。有发现字变大的，有发现字变小的，而发现字变大的甩一甩后又发现字变小了。学生通过实验，认识到成放大像的水膜形成的是凸透镜，成缩小像的形成的是凹透镜。
【学生实验4】移动透镜，观察现象。使两种透镜从靠近书本慢慢远离书本，透过镜片观察字的变化。学生经过仔细观察，发现凹透镜在移动的过程中，总是成正立缩小的像；而凸透镜在移动过程中，既能成正立的像，又能成倒立的像，即可以成放大的像，也可以成缩小的像。其中有什么规律，鼓励学生课后去研究。
方法③照：用光源对着镜片照，发现近视镜把光散出去，而老花镜把光聚起来
教师结合凸透镜与凹透镜对光不同作用的动画讲解凸透镜对光有会聚作用，而凹透镜对光有发散作用，并介绍焦点、焦距的概念。
教师补充判别眼镜的方法：
方法④晃：把两种眼镜放在字前慢慢摇晃，透过镜片观察现象
【学生实验5】学生晃动两种眼镜，发现像的移动方向与近视镜的移动方向相同，而老花镜则相反。
以上判别近视镜与老花镜的方法，其实也是区分凸透镜与凹透镜的方法。点评：教师通过一个问题，引发学生的思考，接着学生自主设计各种实验，找出了多个方法。学生在解决问题的过程中，不仅获取了知识，而且还经历了作科学研究的过程，体验到了成功的喜悦。2．3 测定焦距
问题：眼镜有不同的度数，度数表示什么意思？
显示资料：眼镜的度数一般不用焦距f表示，而用屈光度Φ表示，其关系如下：Φ＝（1／f）×100。
学生通过阅读，体会到眼镜的度数与镜片的焦距有关，怎样来测焦距呢？
【学生实验6】组织学生设计实验测凸透镜的焦距。（学生一般都能用平行光聚焦法测出凸透镜的焦距）
2．4 总结解决问题的方法
通过对怎样区分近视镜与老花镜和怎样测凸透镜的焦距的探究，从中可以总结出解决问题的一种方法。以区分眼镜为例，怎样判别近视镜与老花镜，这是问题的提出（显示“提出问题”）。提出问题后，组织学生讨论、猜想有哪些方法，例如有学生想到“摸”、“看”等方法（显示“设计方案”）。接着用实验去探究这些方法的可行性，及寻找更多的方法（显示“实验探究”）。方法找到后，还要对方法进行交流、评估，如“摸”虽为一种方法，但光学仪器不允许用手摸（显示“交流评估”）这就是人们常用来解决问题的一种方法：
提出问题→设计方案→实验探究→交流评估。
2．5 课题研究
针对上述方法，提出4个课题，鼓励学生学用方法作课后研究。
课题①：为什么凹透镜晃动时像的移动方向与镜片的移动方向相同，而凸透镜则相反？
课题②：平行光聚焦法能测出凸透镜的焦距，怎样测凹透镜的焦距？
课题③：怎样用透镜组合成望远镜？
【学生实验7】用透镜组合望远镜。
课题④：透镜与现代文明有什么关系？
演讲：的确，人类自从发明了望远镜，从而认识了广阔无垠的宇宙，也推动了航海业的发展，人类也许正是因为发明了望远镜才加快走进了现代文明。透镜可以组合成望远镜，那么透镜与现代文明有什么关系呢？
3 对“透镜”展示课教学设计的点评
在判别凸透镜与凹透镜的环节中，用学生熟悉的老花镜与近视镜等生活常见的物品来判别，用最普通的铅丝、水来做水膜透镜，使学生有亲切感，感到物理课程不是想象中那样枯燥、难以下手。体现了“从生活走向物理”的课程理念。最后设计课题组合望远镜及研究透镜与现代文明的关系，体现了“从物理走向社会”的课程理念。
整节课设计了大量的学生实验，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的能力。真正做到让学生“做中学”。
对学生来说学习知识技能固然重要，但更重要的是在学习知识和技能的过程中通过科学探究提高自己的科学探究能力和实践能力。而学生在探究过程中的所思、所想往往是不成熟的、分散和粗糙的。教师应及时组织学生进行讨论、交流自己的探究过程和实验方法，帮助他们总结提高，从而使学生找到一条进行科学探究的正确途径和方法，提高学生的探究能力。
在课的最后提出4个课题，鼓励学生用学到的方法作课后研究，让学生带着科学探究的余兴和问题离开课堂，从而最大限度地发挥本堂课课堂教学的效果。
2005-08-24  
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