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通过物理课堂探究性学习，培养学生自学能力 九月案例之“对凸透镜成像的探究” 物理组 王玉洁物理学是一门以观察、实验为基础的科学。传统的实验教学，特别是演示实验都是老师做，做完后就把结论告诉学生。学生的分组实验，实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤书上都写得很清楚，教师照着讲，讲完以后，学生按照老师怎样说，学生就怎样做实验，实验完后，由教师总结结论。这样，无论是演示实验，还是学生实验，老师是处于主体地位，学生只能被动地接受，学生没有自主探索的空间，根本就不能培养学生的自学能力。物理学家爱因斯坦说过：“我没有什么特别的才能，不过喜欢寻根到底地追问问题罢了”，又说到：“发现问题比解决问题更重要。” 因此，创设积极思维的问题情境，引发学生的创新思维至关重要。紧密联系教学实际，结合社会生活实际，深入钻研物理教材内容，设计问题情境，让学生产生各种疑问和猜想，以触发学生思维的兴奋点，引发探究的欲望和动机，才能培养学生终身学习的兴趣。在探究“凸透镜成像规律”的过程中，初中学生首次在物理学习上遇到多层难题的密集碰撞，如操作技能与技巧的运用，实验现象的发现与分析，数据的处理等。尤其是理论研究作为重要方法融入本课题中，由具体转为抽象，增加了学生思维的难度。传统教学在讲授本课题时，往往不着探究，生硬地罗列出凸透镜成像的所有区域，对分区内因的思考经历和分界点的选择的理由避而不提,让学生按照固有的流程机械操作，按照教师指定的方式观察成像特点，教者替代学生形成规律性认识。前卫的设计思路则采用教师给课题，学生自由探索的教学方式,从问题的提出，到实验的组织和数据的分析，以及虚实像的研判，整个过程完全放开。基于以上思考,在操作技能层面作示范并予以指导,在探究实验的过程中让学生自主思考,对实验数据通过信息技术和多媒体手段呈现,让学生在直观台阶上通过交流合作得出结论。在“探究凸透镜成像的规律”时，我先针对这个实验提出几个疑问，引发学生思考，激发学生探究的兴趣：1、让学生回忆照相机、投影仪、放大镜的成像情况并引导大家找出它们的主要部件都是凸透镜并提出疑问：通过凸透镜我们看到的景物有时放大、有时缩小，有时被拉近、有时被拉远，有时正立、有时倒转 那么凸透镜成像有什么规律呢？（引入课题）2、给出器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、打火机。问：与照相机的使用过程进行比较，如何放置这些器材，才能使蜡烛火焰的像成在光屏上？演示凸透镜成像的实验过程，通过器材排列方式的展示和语言动作的节奏变化等方面的暗示和强化，凸显在光屏上获取清晰像的技巧。接着放手让学生合作实验，自己在光屏上寻找一个清晰的像，并通过学生实验中出现问题的剖析再次强化实验中操作要点。这样的设计既利用了初中生善于模仿的特点使其初步掌握凸透镜成像操作的实验技能，还可以让学生亲身感受捕获清晰的像的过程,体验成功的快乐。3、这个实验一般学生很难马上提出凸透镜成像情况与物体到凸透镜的距离的关系，教师先演示凸透镜在各种条件下的成像情况，让学生观察到物体到凸透镜的距离改变了，所成像的特点也跟着改变的现象。这时可引导学生提出问题：像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系呢？通过积极引导，有些学生还提出了这样一个问题：凸透镜的成像情况与物距和像距的关系是否也有关呢？如何使像比现在大（小）一些？怎样更大（小）一些？在实验的过程中，什么物理量不变？改变了哪些物理量？控制变量法允许几个变量对结果产生影响?如何通过一次操作只改变一个物理量?通过目标的达成，引导学生对影响像的大小的因素的关注，探究猜想的思路顺理成章地聚焦到对像距、物距、焦距的关系上，排除其它因素的干扰，确立探究的主线。4、利用以上探究成果，进一步探究在光屏上获取放大（或缩小）的像所需满足的距离关系。在此基础上，通过Excel表格对大量的实验数据进行同步跟踪分析，获取比较精确的数学关系。5、数形结合，把数学关系结论通过形象的多媒体图形展示物距在两倍焦距之外及物距在一倍焦距到两倍焦距之间时成像情况。由此引发思考：两个临界点（焦点和两倍焦距所对应的点），两个不同性质的成像区，分别在多媒体图像中呈现，焦点以内的区域可不可以成像？是否一定要遵循视线与物必须在凸透镜同侧、透过凸透镜观察成像情况的方式？能否尝试通过另一种方式观察凸透镜成像？根据这样的思考，再由具体实验表明：当物距小于焦距时，成正立放大的像。通过逐一地解决教师或同学提出的问题，完善实验方案，自己动手实验，观察现象、分析问题、得出结论。这样，通过创设问题情境，引导学生提出问题，有助于激发学生解决问题的动机，让学生主动探究物理中的实验规律，从而解决生活中的实际问题，达到学以致用的目的。这样将探究过程分成若干阶段进行探究，教学效果十分显著。这样处理之后，不但没有弱化学生的自主性、同时教师的主导作用得以充分的展现，教学效果非常明显。成功、高效的科学探究活动离不开教师精心的指导，科学探究的程序也不是一成不变的，在教学中可以根据需要、根据学情适当的调整、取舍，力求实现探究过程中不断地观察、不断地思考、猜想和验证，而猜想可以在教学开始之时，也可以在实验中甚至是在实验之后进行。探究学习在新一轮的基础教育改革之中有着独特的不可替代的价值，对于物理教学而言，是一个非常理想的载体，如何高效地进行探究学习的指导和运用，让学生在探究学习中不但掌握知识，而且能质疑、推理、批判性地思考问题、增强科学想象能力和综合分析问题能力、学会合作、学会学习等是我们