摘要：本文以“探索凸透镜成像规律”为例，介绍通过实验寻找规律的课堂教学设计思路和技巧。
关键词：凸透镜成像规律； 探索规则； 教学设计
2013年，《教学新时空》播出了张爱梅的《探索凸透镜成像规律》课堂教学视频。 笔者听取了她的介绍并对课程进行了点评。 本文根据当时的讲话编写。
1 主题分析
探索凸透镜成像规律是光折射中的一个重要课题，但对于初学者来说也是一个较难的课题。 原因是：①规律本身比较复杂，成像的性质可能包括放大、缩小等大的、倒立的、正立的、实像、虚像的各种组合； 图像的属性随着物距的变化而划分为多个区间，并且存在突变点。 ②学生在学习本课题之前没有太多的经验，也缺乏相关的理论知识，课程标准没有要求引入几何光学的光路图（仅介绍平行光的会聚及其可逆光路） ，并且真实图像不能飘忽不定。 因此，这道题目对于中学生来说是比较困难的。 如果让中学生完全独立探索，往往会徒劳无功。
面对这种困难，一般有以下一些处理模式：
（1）变探索性实验为验证性实验，即直接引入化学家得到的凸透镜成像规律，然后用实验来验证。 这样，中学生的实验思路就非常清晰了，预期的结果也非常明确。 一步步操作并不难。 除了体验知识的事实基础和训练一些实验技能外凸透镜成像的规律板书设计，中学生的探索动机不强，探究能力无法进一步培养。 在某些情况下，中学生的认知水平远未达到要求时，可以采用这些模式。
(2)采用中学生在班主任指导下自主探究的模式，张爱梅老师进行的课堂教学可以归功于这种模式。 老师首先搭建了一个非常有趣的锅里乌龟的观察实验，并介绍了成像这一主题，然后以投影仪为例进行演示，介绍了成像的本质以及与激励相关的问题，并在同时对中学生即将进行的实验进行技术指导。 通过开始阶段的教学可以看出，中学生探索的问题和初步推测已经形成，探索的思路也初步清晰。 在探索过程中，教师引导中学生首先探索形成倒像和放大的条件，通过在数轴上记录数据，给出采集数据的区域，然后逐渐发现u >2f,u
可见，由于老师的设计，中学生实验探索的难点被分散，手脑并用，使中学生逐渐有序地了解凸透镜成像规律，并得到训练。在科学方法和思维上。
在班主任指导下的中学生自主探究模式中，尤其是归纳式探究中，如何设计探究过程，使探究过程不仅能紧贴中学生的认知水平，激发中学生的探究动机，又突出科学探究的本质特征？ 这里说一点个人的看法，包括这堂课的成功经验。
2 教学策略
本班采用中学生在班主任指导下自主探究的模式。 班主任的指导作用体现在以下几个方面：
(1)创设一个能让中学生发现问题的情境，然后让中学生围绕问题进行探索。
（2）在规划中学生探究过程中，向中学生提出具有挑战性、逐步深入的任务，抓住几个关键点，引发思维冲突，引导中学生操作、获取信息、思考同时。
(3)及时对中学生实验技能进行指导，使其顺利进行实验探索。
（4）组织中学生交流讨论，分析所获得的事实和数据，总结并表达形象的规律，让中学生从静态、动态、空间的角度理解规律的内涵，并给出充分发挥中学生的思维和想象力。
3 工艺设计
在这类话题的教学过程设计中，班主任最重要的就是跳出“有学问的人”的身份，站在“没学问的人”的立场上思考问题。 由于班主任对自己所学的知识过于熟悉，他常常自觉不自觉地要求中学生按照自己的思维来学习知识，所以给予中学生的探究并不能成为中学真正的探究。学生。
探索凸透镜成像规律是一个涉及探究各个要素的全过程探究。 让中学生体验全过程，并不是体验全过程的方法。 相反，中学生应该在这个过程中体验和理解个体元素的本质。 内涵。
（1）从中学生当前认知状况出发，爆发思维冲突，让中学生提出需要解决的问题。
课后，老师常常要引入话题，介绍各种想法。 应该选择哪些？ 本节课，张老师选择了“观察球罐里的乌龟”来进行介绍。 还可以激发中学生的兴趣。 也可用于将放大的正立实像与凸透镜形成的图像进行比较，起到指导作用。 但中学生看到的缸中乌龟的图像并不是凸透镜的图像，它是光通过两种介质一次折射形成的现象，用它来指导探索存在一定的局限性凸透镜成像定律。 我认为像这样的话题，最好选择一个能够引发中学生特定认知冲突的情境。 应该和实验的目的很接近。 例如：
如何区分凸透镜和凹透镜？
用透镜看文字时，被放大的是凸透镜。 生活经验中的放大镜是凸透镜。
那么凸透镜成像的规律板书设计，凸透镜形成的图像是放大的正立的吗？
你可以插入“小明小花的意外发现”，让中学生尝试一下，或者进行下面的演示。
演示：将书写投影仪倒置，将幻影kt板直接投影到墙上，图像是什么样的？ 让中学生观察。
看来凸透镜所形成的像的性质不仅仅是“正立放大”那么简单。 你猜还有什么？
可能有“正立、放大”、“倒立、缩小”、“倒立、放大”、“正立、缩小”等。
如何获得不同性质的图像？ 改变物距，找到图像的位置并观察图像的属性。
这就是我们明天要研究的课题——探索凸透镜成像规律。
此前，中学生对放大镜比较熟悉，对其放大倍数印象深刻。 事实上，在入门课的活动和初次接触镜头的活动中，少数中学生会意外地发现它。 因此，建议创造可能爆发认知冲突、提出问题和猜测的情境。 这样的设计不仅有利于迸发出探究的动机，也有利于明确探究的目的和思路。
(2)给予中学生必要的技能指导，为探究提供实验技能支持。
科学探究需要技术支持，这个研究课题也需要技术支持。 例如：
介绍一下实验设备：……。
这个实验的关键技巧是找到发光物体的图像。 请将发光体、凸透镜和屏幕安装在光具座上。 光屏，尽量在光屏上显示清晰的图像。
来说说寻找清晰图像的感受。 ①调整“光学同轴度”：不仅是“中心高”，镜面与主轴的垂直度也很重要； ②移动光幕，由模糊到清晰，再由清晰到模糊，反向联通，逐渐缩小范围。
这一步看似耽误了一点时间，但“磨刀不误砍柴工”，会让后续的操作更加顺利。
（3）逐步向中学生提出一系列具有挑战性的任务，使获取事实（数据）的操作过程成为动手动脑的主动过程，让中学生体验如何运用归纳法寻找事实（数据）。法律。
一般，人们将实验过程分为四个阶段，形式物距调整为u>2f，u=2f，f
①调整物距，使蜡烛火焰在光幕上形成上下颠倒的缩小图像。 如此操作数次，检测并记录物距和像距。
②再次调整物距，在光幕上形成倒置放大图像，反复多次，检测并记录物距和像距。
③分析上述两步观察到的实验现象和测试数据，你认为在什么情况下有可能得到倒立且等大小的图像？ 试一下，倒立时的物距和像距是多少，相当于一个大像？ 与焦距有什么关系？ （此时只找到了反转、放大、缩小的分界点。）
④到目前为止，你已经发现了倒立缩小像、倒立等大像、倒立放大像，你认为凸透镜能形成什么样的像？ 尝试一下，你能在屏幕上找到它吗？ （将发光物体推向凸透镜的方向，当其在焦点内时，将找不到图像，并形成新的问题）。
想一想，当你用放大镜观察正立放大的像时，你是如何观察的呢？ 再试一次并记录你观察到的情况。
因为实验设计为中学生提供了探究的机会，使中学生积极思考，获得深层次的探究能力训练。
（4）通过积极的沟通和讨论，把看似和平的规律生成过程变成理解规律、发展思维和想象力的过程。 例如：
交流讨论：
①试一下，如果将发光物体从光具座上端逐渐向凸透镜方向连接，所形成的图像的性质会发生怎样的变化？
②用自己的语言讨论凸透镜成像的规律。 要区分成像的性质，有两个关键位置。 你认为哪两个立场？ 它们的属性的分界点是什么？
③比较不同焦距镜头的实验数据和实验现象，看看有什么异同。
④在整个实验过程中，你有什么意想不到的发现？ 您对调查规则有何看法？
规律的概括不仅仅是记忆演绎，更应该引导中学生联系探究过程，从不同角度、不同方法加深对规律的理解。 另外，通过中学生的切身体会、交流阴道会，有利于提高中学生的科学素质。
可见，中学生在本项目的探索过程中，可能会无意中发现以下几点：
① 跳出放大镜的思维定势，发现凸透镜并不总是能形成正立的放大图像。 这次事故让探索的动力更加强烈，目标更加明确。
② 根据倒置缩小图像和倒置放大图像的数据，也可以提出倒置等尺寸图像的猜测。 推理即可得到原来的双焦距点。 有了这个发现，接下来的操作就更有方向性了。 科学探究的过程不仅仅是从头到尾的归纳，而往往涉及到多种思维的参与，这对于不完全归纳探究很重要。
③当图像具有以上三个属性时
找到后，中学生改变物距，移动光幕，却再也找不到图像了。 凸透镜虽然只能形成倒立的像，但为什么用放大镜看却能看到正立的放大像呢？ 这一发现将探索提升到了另一个层次。
教学设计充满创意，在发现问题的基础上围绕问题进行探究； 操作是眼、手、脑共同运用的过程，积极思考是核心； 总结和实验的思路可以完全不同，比如在这个实验中，实验操作是“寻找不同属性的图像”，而总结过程是“讨论图像属性随物距》，不仅产生了系统的理解，而且回顾了这些理解是如何而来的，从而获得了一些无法用言语表达的收获。
上述具体步骤并不是绝对的，教师可以根据实际情况进行更改，仅供参考。
参考：
[1]刘冰生，李蓉． 义务教育课程标准教材化学八年级第二卷[M]． 北京：山东科学技术出版社，2013。
[2] 刘冰生. 继承与创新——初中数学新课程建设的理论与实践研究[M]． 北京：山东科学技术出版社，2006。
[3]刘冰生. 注重探究式教学过程设计[J]． 数学教学，2008，（2）。
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制作人|苏克化学之友
Suco 化学之友