教学生活化的初中物理教学：以“照相机与眼球视力的矫正”为例

教学生活化的初中物理教学：以“照相机与眼球视力的矫正”为例“由生活到物理学，由物理学到社会”是中学物理教学的主要理念。在中学物理课程中，要立足学生所处的现实环境，建构一套将物理与生活相联系的课程体系。在教学时，教师应该充分利用学生的现有经验，利用提问的方式来学习知识，最后应用到现实生活中，对这些知识进行测试和运用。教师要将重点放在对学生的指导上，通过自主体验、合作探究等学习方法，让学生获取具有生命力的学科知识、技能、方法，并将其学以致用，并对现实生活中的问题进行创新性的解决，进而让物理学科的核心素养得到提高。一、实验引入——在活动中激发学习兴趣本节课程的导入，大部分教师都是以对“凹透镜成像定律”的回顾为依据来进行教学的。然而，要想将学生从原来的分心状态中拉回来，迅速地将他们带入物理学习的情境中，就需要另辟蹊径。在此基础上，笔者对生活、物理、社会中的人眼的视觉暂时性知识进行了相应的调整，使其在生活、物理、社会等方面得到了很好的应用。▲教学片段1：感受视觉暂留师：有没有一个平常打字速度很快的学生，愿意到讲台上帮助老师做一个项目？学生活动：提前在前面和后面两个PPT上分别贴好了一个鸟笼和一只麻雀的照片，其中一位学生迅速在键盘上的pgup和pgdn之间进行了转换，而其余的人则是在屏幕上进行了观察。因为受到开关速率的制约，所以最终效果并不是很好。教师把事先贴好的中等尺寸的鸟和雀儿图案的硬纸板拿出来，再把一根竹筷插入其中。教师：要达到“快”的目的，就必须使我们的筷子转动得很快。学生活动：将该设备装配好后，用一双筷子迅速转动，可以看到一只小麻雀在鸟笼中飞来飞去。师：这是怎么回事？因为我们的双眼具有视觉短暂停留的能力，可以让自己的视野停留在0.1秒到0.4秒之间。所以，在0.1秒至0.4秒之间，当在一个鸟笼中发现一只麻雀时，会有一种鸟儿飞入鸟笼的错觉。（设计意图：常言道，好的开始是成功的一半。如果在新课引入时，能够设计出具有悬念的、新颖的、能够激发学生的学习兴趣的活动，那么就可以为整个课程的教学打下坚实的基础。在现实世界中，影视作品就是利用了人类的视觉暂时停留的特性，在教学过程中，通过各种设备来模仿，既能调动学生的学习热情，又能为接下来的“眼睛”的学习打下良好的基础。通过对该课程的实施取得了良好的效果，并获得了学生的好评。）二、自主探究——在合作中培养学生的实践能力如图1，在上课之前，教师要提前准备好一根内径4cm、长约7cm的PVC塑料管（内置直径4cm、焦距10cm的凸透镜）作为镜头，另外还要准备硬纸片、橡皮筋、胶带纸、半透明纸、剪刀等。▲教学片段2：体验照相机的工作原理教师让学生按照自己的认识，使用桌子上的工具制作一个模型。（布置任务之后，学生开始窃窃私语……）师：对于我布置的这个任务，你们还存在什么问题？生：我们必须先了解照相机的基础构造。教师与学生一起剖析该照相机的结构：请参阅图2，照相机的透镜为一凸透镜，其感光膜等同于一张光幕，并以一张不透光的塑胶膜取代。在此基础上，让学生动手做一个照相机的模型。学生活动：将一张纸条卷曲到足够放入镜框内，然后用一张纸条粘在镜框上，做成一个暗盒子，再用一根橡皮筋将一张半透明的纸条遮盖起来，来模仿电影。在制作完毕之后，让学生使用自己做的照相机对书桌上燃烧的蜡烛进行观测，调整暗箱的长短，就可以在半透明纸上获得清楚的烛焰的图像，进而体会到照相机的工作原理。教师对有问题的学生进行巡回辅导。学生活动：拿出自己制作的照相机，再次看一遍台上的烛火。调整暗盒的长短，学生再一次在半透光纸上看到了蜡烛火焰的影像，并体验影像的尺寸、距离的改变，亲身体验照相机的调整原理。教师总结：随着照相机距离被摄对象距离的增大，图像尺寸也随之减小。（设计意图：心理学的研究结果显示：人的运动记忆效率要高于语言文字的记忆效率，人的思维活动是建立在情感资料的基础之上的，而情感资料是思维活动的根据。这就需要在课堂上，让学生自主完成自己的知识建构，让他们对所学的东西有自己的理解和发现，而非简单照搬。无论照相机如何发展，它的原理以及它的主要组件都是大同小异的，因此，通过亲手制造一台模拟照相机，可以让学生对照相机的结构和构成有更深的了解，提高学生实际操作的能力。）三、化解认知冲突——培养学生的创新精神▲教学片段3：眼睛的调焦原理师：既然每个人都制作好了一台照相机，并且进行了仿真，那么你们有没有一种成就感？事实上，我们每个人都拥有一台魔法相机，这台相机就是我们的双眼，它们可以让我们看到这个五光十色的世界。活动：教师与学生一起合作，通过观察照片来了解眼球的结构。师：“眼睛”就像一台魔术照相机，把“眼睛”与“照相机”进行比较，你会有哪些新的认识或问题？学生小组讨论。生：要使照相机的屏幕上显示出一个清楚的图像，我们在安装好透镜后，可以调整屏幕。但是，眼球的晶体与视网膜的间距是恒定的，也就是说，眼球的像距是恒定的，那怎样才能在眼球中获得清楚的图像？师：这是一个非常奇妙的现象，它的镜片的平面和凸度是可以调整的，从我们之前所学习到的，镜片的平面和凸度变化时，其焦点也会随之变化。意思是，我们的眼睛可以维持其像距不变，但是可以调整镜片的平凸程度，从而调整镜片的焦距，使其在视网膜上形成一个清楚的像。换言之，人的眼球是一种很有规律的聚焦系统。师：远望时，眼睛的眼睑松弛，晶体变细，焦点变得更长，来自远方的光线正好集中到眼底，人们就可以清晰地看到远方的景物了；近距离观看时，眼睫状体缩小，由近而远的事物发出的光线，再聚集到视网膜上，就可以清晰地看到近而远的事物。这是一种视觉效果，可以让你看到远处和近处的东西。（设计意图：在“冲突”的生成、消解和发展中，学生的学习是一个不断发生、发展和消解的过程。在此基础上，对视觉与照相机之间的“聚焦”进行了细致的区分，从而引发了对视觉的认识上的碰撞，从而给了他们很好的提示或启发。这样不仅可以营造一种紧张的气氛，还可以刺激内在的需求，使思想更加活跃；也可以使学生在质疑和解疑的同时，更好地进行研究性学习，从而为教师的教学工作奠定坚实的基础。在教学实践中，教师要擅长为学生创造认识上的矛盾，使他们能够更好地利用现有的学习体验，积极地构建新的认识，使他们的思想在“冲突”中得到发展，从而使他们的认识结构得到进一步的改善与优化。）四、知识运用——利用物理知识解决实际问题▲教学片段4：视力缺陷的矫正师：学生患有“近视”或“远视”，都是由于晶体过于扁平或突出所致。假如我们的眼睛有瑕疵，又该怎样去纠正？老师给同学们看一份度量表，请眼睛近视或远视同学戴上眼镜看一看，然后再取下眼镜看一看，说说感觉如何。生：模糊。师：你们觉得不清楚（模糊不清）是因为“像”没在视网模式中，不戴眼镜怎么能看到视力表呢？生：可以靠近视力表。师：想象当近视的同学不戴眼镜的时候，他的视觉图像会出现在他的视网膜上的什么地方？生：也许是在视网膜之前。师：好，我们能不能按照大家的猜想，进行一项试验来证实一下？请同学们一起来讨论和分析。师：我们要如何模仿人的眼球构造呢？生：用凸透镜取代水晶体，用光学屏幕取代视网膜。师：好吧，那怎么示范给大家看呢？生：我们首先让凸透镜戴上近视的人的眼镜镜片，让烛火在屏幕上形成一个清楚的图像，再把眼镜拿开，看屏幕上图像的变化，直至屏幕上再次显示清楚的图像。教师总结：近视的人应该佩戴凹面镜片，它的功能是散射光，将清楚的影像从晶体中向后移动，以形成视网片、膜片。师：非常好，依此想法，我们也能为远视者设计出一套矫治方案。教师指导，学生做试验。师：远视眼睛应该佩戴凸透镜，凸透镜主要起到聚光的效果，使清楚的像相对于晶体向前移动，这样就能形成在视网膜上。生：眼睛是心灵之窗，每个人都想拥有一对明亮的眼睛。所以我们如何才能保护好自己的双眼？大家可以参考相关文献，谈谈近视的原因以及如何防治。（设计意图：在中学物理教学中，教师应以提高学生的科学素质和创造能力为主要目的。在教学的时候，教师要突破常规的教学方式，挣脱传统教学方式的束缚，坚持以人为本的现代化教育思想，最大限度地调动学生的发展潜力，勤于实践，要敢于提出疑问，提升学生获得新知识，分析、解决问题和交流与合作的能力。）五、物理教学生活化反思（一）以具体实物启发抽象思维，突破教学难点在学习制作简易相机的时候，有许多知识点和操作步骤即使没有教师的讲解，学生也能够很好地消化。比如，用凸透镜当镜头、保鲜膜当胶片，并且不易遗忘，与真正的相机相比，这种简单的相机更能突出这两种元素，让学生更好地理解相关知识点。抽象的知识与学生的经验和现实的情境都是很遥远的，因此，在课堂上，教师要给抽象的知识提供一定感性内容支持，让难以触及的、抽象的事物在学生的脑海中变得更加真实，更有意义，从而帮助学生开展自我构建。（二）以亲历制作优化学习过程，培养探究兴趣在物理教学中，教师要充分地使用生活物品、器具、材料等开展物理实验。这种方式既可以提高学生的学习热情，又可以拉近物理学习和生活的距离，使他们对科学的真实性有深刻的认识，了解到科学与社会、科学与生活的紧密联系，从而反映出“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。（三）以实践体验丰富学习内涵，回归学科本真科学探究的本质是思维螺旋发展的过程。通过科学的探索，我们可以将隐藏在物理现象中的物理本质挖掘出来，让学生亲身经历这个探索的过程，从而让学生从感性走向理智，这就是将概念规则的逻辑层面显性化的一个过程。通过对相机构成的了解，到对其成像规律的