利用信息技术完成凸透镜成像教学

吴长伦

云南省昭通市镇雄县大湾初级中学 ,云南 昭通 657207

摘要：随着教学信息化2.0时代的来临，信息技术已经深入了课堂教学，并和教学进行了深度融合。物理是一门实验性很强的学科，借助信息技术开展实验教学，本文以凸透镜成像为例，提高学生的实验兴趣。

关键词：信息技术；初中物理；凸透镜成像

一、初中物理实验教学的重要性

初中物理课程是一门注重实验的自然科学基础课程，并且实验教学是物理教学的重要组成部分。首先，物理实验是初中物理教学的坚实基础。在物理概念、物理规律的教学中由于部分学习内容抽象，加上课程本身具有较强的思维性、逻辑性、复杂性，导致初中物理教学必须以实验为基础。在教学过程中需要将理论知识与实践相结合，避免“纸上谈兵”式的教学，通过物理实验帮助学生锻炼观察能力、发展实验能力，提高科学素养。

二、教育信息化2.0时代提高初中物理实验教学有效性的策略

由于初中物理实验教学在物理教学中具有重要地位，加之随着时代的进步，传统实验教学存在一定的困境，故在教育信息化2.0时代如何提高初中物理实验教学的有效性是关键。首先，在教学观念上需以培养核心素养和关键能力为目标定位。在“凸透镜成像的规律”教学中，为了保证科学探究的真实性和有效性，预防学生的盲目探究和教师的越位引导，将“探究凸透镜成像的规律”学生实验分解为３个探究环节，分别为初探凸透镜成像的规律（准确找到一个倒立、缩小的实像并能准确记录物距和像距），再探凸透镜成像的规律（在光屏上寻找不同性质的实像并记录实验数据）以及终探凸透镜成像的规律（能够找到正立、放大的虚像），通过螺旋式上升的认知过程指导学生自主学习。如在初探凸透镜成像规律的环节中，根据所进行的猜想与假设，即“物距影响凸透镜成像的性质”，让学生尝试选择所需要的实验器材。由于在此前已学习过小孔成像、平面镜成像，学生易得出需要物体（或光源）、凸透镜、光屏３种实验器材，再通过引导结合所需探究的影响因素为物距，易知需要刻度尺，教师此时顺势引出光具座并进行简单介绍。在此基础上，帮助学生进一步明确物距和像距，以及实验操作时需注意的要点。

（一）教学片段：

师：既然要探究的是凸透镜成像规律，那么肯定要让物体反射的光线或光源发出的光线经过凸透镜后成像。如果老师将凸透镜固定在光具座50ｃｍ刻度处，移动物体的位置到18ｃｍ刻度处，此时在凸透镜的右侧左右移动光屏的位置，直到光屏上呈现出最清晰的像，记录光屏的位置为68ｃｍ刻度处，并记录物距和像距，之前有同学在实验纸上记录物距为18ｃｍ，像距为68ｃｍ，请问是否正确？若不正确如何改正？

生：不正确，物距和像距记录错了。物距是物体到透镜的距离，应为32ｃｍ，像距是像到透镜的距离，应为18ｃｍ。

师：很好，看来同学们已经知道如何准确记录物距和像距了。如果给定焦距为10ｃｍ的凸透镜，请同学们两人一小组在光屏上找到倒立、缩小的实像。先将实验器材依次安装在光具座上，然后开始实验。并将相关实验数据记录在实验记录纸上。

生：学生动手依次安装实验器材，并尝试在光屏上寻找清晰的倒立、缩小实像。但在实验过程中存在遇到无论怎样移动光屏都无法在光屏上找到像、所成的像较为模糊时就记录物距和像距、当物和像大小相近时难以准确判断成像性质等问题。

（二）设计意图：通过展示学生记录错误的实验数据，再让学生对其进行评价，在这样评价他人的过程中有助于学生进行自我反思。由于在凸透镜成像中倒立缩小实像最易找到，故让学生寻找倒立缩小实像，随后教师运用信息化手段，将拍摄到的错误操作或问题实时发送到学生的平板上或投屏到公屏，进行一一地呈现，再让其他学生指出其错误所在并进行改正，通过即时评价从而总结出如何寻找实像。

其次，在教学组织上需强化学生的动机与兴趣、注重差异化及个性化教学。如学生在进行再探凸透镜成像规律实验时，由于学生间存在差异性，导致部分学生完成较快，能够快速准确地收集到凸透镜成不同性质实像时的物距及像距，为避免这部分学生荒度课堂时间，当这部分学生完成再探实验后，利用平板或公屏推送选做实验：“实验中，若将凸透镜用不透明物体遮去一半，光屏上所成的像还完整吗？像的亮度有无变化？”“实验中，降低（或升高）物体（Ｆ光源）的高度，则光屏上像的位置如何变化？”通过正视学生间的差异，加强教师与不同学生间的互动，让学生的自主学习高效化。

最后，在教学技术上需将技术有机地运用到初中物理实验教学的全过程，强化信息技术与初中物理实验教学的深度融合。如再探凸透镜成像规律中，为使实验结论根据普遍性，将各小组的实验数据均输入到Excel表格中，以期通过大数据的方式找寻凸透镜成像的规律。但发现实验数据较为杂乱无章，不便于总结凸透镜成像的规律，故利用信息化的便捷性，将所有小组的实验数据以物距为主线进行降序排列，可以清晰地发现成像性质。为提高教学的有效性，进而对倒立缩小实像、倒立等大实像以及倒立放大实像分别筛选，通过对不同性质像的物距逐一分析，最终得到物距大于一倍焦距部分的凸透镜成像规律。

在再探凸透镜成像规律实验中，通过分析与总结发现物距小于一倍焦距时，不能在光屏上找到清晰的像，但是此时光源是否能够通过凸透镜成像？若可以此时的像在何处？像的性质又是什么？以此引发学生的进一步思考，进行终探凸透镜成像规律。学生通过动手实际操作后，能够找到与物同侧的正立、放大虚像，进而将凸透镜成像的规律补充完整。在此基础上，为进一步强化学生对于物距小于一倍焦距时成正立放大虚像的理解，借助信息化技术，为学生展示随着物距减小，像的正倒、大小、虚实的变化情况。

总而言之，利用信息技术，通过这样连续、动态的过程，帮助学生进一步理解、记忆并从整体上把握凸透镜成像的规律，以提高实验教学的有效性。

参考文献:

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