“探究凸透镜成像规律”的教学实践与思考
姚霄伟
(常州市武进区郑陆初级中学 江苏，常州，邮编：213111)
科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入课程标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。[1]贯彻新课程理念，要求教师改革课堂教学模式，包括教师“教”的模式和学生“学”的模式，把教师主动灌输知识、学生被动接受知识，改为学生主动探究获取知识，教师及时指导的探究性学习模式。
在初中物理8年级的教学内容中，有“探究凸透镜成像规律”一节。由于该探究活动涉及的物理量很多，有焦距、两倍焦距、物距、像距，所成的像有实像、虚像、放大、缩小、正立、倒立等。要在45分钟内顺利完成该探究过程，得出正确的凸透镜成像规律，难度较大。
因此，许多教师在教学实践中，常把该探究活动改为让学生探究当物距u分别满足：u>2f、u=2f、2f>u>f、u=f、u<f时，凸透镜成怎样的像，像的位置在哪里？这样，学生循着教师的思路，按部就班，很快就得出规律。但为什么要把f、2f作为物距的分界点来研究，学生一无所知。
所谓科学探究就是让学生去模拟科学家的工作过程，按照一定的科学思维程序去探索学习的过程，从中学习科学方法，发展科学探究所需要的能力，增进对科学探究的理解，体验探究过程的心理感受。[2]上述的探究，束缚了学生的创造性思维，与科学家的探究工作相差太多，失去了探究的真正意义，不利于激发学生的学习兴趣，不利于学生科学研究方法的培养，不利于学生探究能力特别是分析归纳能力的培养。
苏科版8年级物理（上）06年版，把该活动设计得非常好。先通过“意外的发现”，发现凸透镜成像的几种情况：正立放大的像、倒立放大的像、倒立缩小的像等等。然后“提出问题”，成这些像时，物距、像距与焦距间有何关系？接着，让学生自己“设计实验”，可以物由近到远，也可以物由远到近，让学生先在光屏上分别呈现各种情况清晰的像，记录每次物距、像距和成像的性质等，再分析数据，总结规律。这样放手让学生设计实验，自己探究，分析归纳，总结规律，真正模拟科学家的工作，开放性程度大，实现了以学生为主体，有利于发挥学生的主观能动性。
但也有几点值得探讨。
一是课本中让学生探究“何时成倒立等大的像”不可取。首先，在“意外的发现”中没有出现这种成像情况，突然提出，不合情理。其次，在探究过程中，烛焰经常晃动，火焰大小也在不断变化，况且成的又是倒立的像，所以要准确看出成的像与烛焰等大很困难，这样就不便于得出“u=2f时，成倒立等大的像”这个结论，甚至可能导致错误结论的产生，教师要花时间，用并不理直气壮的语言来引导学生得出正确结论。
二是课本限于篇幅，没有提出用什么具体的方法，来通过实验数据分析，得出结论。如果完全放开，让学生自己归纳，恐怕很难得出教师所期望的规律。
针对以上情况，笔者根据自己教学实践，建议在课堂教学中，教师可指导学生利用数轴来进行数据分析。
如图，把凸透镜的光心作为原点，主光轴作为数轴，根据学生实验数据确定单位长度，把每次成实像时的物距、像距在数轴上用相应的点表示，并根据像的
放大、缩小情况画出像和物，分别标上相应的编号表示对应关系，然后请学生分析归纳。但由于图中没有F、2F这样的参考点，学生还是很难用准确的语言来表述出规律。这时，教师可建议学生在图中标出以f为单位长度的一些参考点，达到不悱不发的效果，帮助学生得出凸透镜成缩小实像、放大实像和虚像的条件。
教师在探究活动中要努力促进多方发现，及时鼓励那些“与众不同”、“标新立异”的行为，并向全体学生展示。[3]上述活动结束后，教师通过提问“你还有什么新的发现？”或“凸透镜是否会成等大的像呢？”，启发学生再思考，通过推理，得出凸透镜成缩小实像和放大实像的分界点可能是u=2f处，那么物体放在该处可能成既不放大又不缩小的实像（即与物等大的像），再请学生用实验来验证这一新的猜想。这样从猜想→实验→发现新问题→再猜想→再试验的探究过程更符合真正的科学探究的实际。
利用上图，还可以方便地总结出凸透镜成像的其他规律，如成实像时，物近像远像越大，物与像总是沿主光轴同方向移动等。
新课程理念下的物理创新教学，要求“学生成为学习的主体，自主参与、主动探索学习过程，教师要确立学生在教学中的主体地位，尊重学生的自主权，尊重他们独特的思维方式和活动方式，尊重和保证活动的独立性与差异性，让学生自主地、独立地活动和发展。”[4]因此，教师在探究性教学活动中，要注意探究活动的开放性、主体性原则，不能强迫和压抑学生的活动，或简单地将获得方式教给他们，以至于使他们对新生事物缺乏兴趣，对未知事物缺乏探究和创造。应该构建一个让学生感到平等、轻松的探究环境，教师必须改变自己长期在传统教育中所扮演的中心角色，从教育活动的统治者转变为探究活动的帮助者和指导者，让学生在教师的点拨下，始终保持主动状态，主动参与，积极探究。只有让学生亲身经历了以自己为主体的探究过程，切实感觉自己也能像科学家“搞科研”一样“发现”科学规律，才能使学生获得巨大的成功感，才能激发出学生更高的探究热情，以达到理想的教学目标。
参考文献：
[1] 国家教育部·《全日制义务教育物理课程标准》2001年7月第一版
[2] 张大昌·《新课程理念与初中物理课程改革》·东北师大出版社2002年7月第一版
[3]、[4] 雷洪、王伟庆·《新课程理念下的创新教学设计》·东北师大出版社2002年7月第一版
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