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科學(xué)教學(xué)中學(xué)生自主探索的嘗試論文
凸透鏡成像規(guī)律實驗可以使學(xué)生很真實地體驗物距、像距、實像及它們和像大小變化之間的規(guī)律，但是根據(jù)實驗步驟按部就班進行操作，現(xiàn)象明顯，實驗也能很快完成。如就這樣結(jié)束這節(jié)實驗課，效果實際上并不理想，只能停留在機械完成實驗?zāi)繕瞬僮�，沒有拓展、沒有思考。事實是，此時學(xué)生已在實驗中發(fā)現(xiàn)了一些新問題，興趣正濃，這時“留白“能一石激起千層浪�；谶@樣的情況，這節(jié)學(xué)生實驗時間定為二課時。
顧名思義，留白就是在作品中留下相應(yīng)的空白。畫畫需要留白，藝術(shù)大師往往都是留白的大師，方寸之地亦顯天地之寬。南宋馬遠的《寒江獨釣圖》，只見一幅畫中，一葉扁舟，一個漁翁在垂釣，整幅畫中沒有一絲水，而讓人感到煙波浩渺，滿幅皆水。在這次實驗中也創(chuàng)設(shè)了一次給學(xué)生“留白”機會。
備課時估計同學(xué)們能在半節(jié)課內(nèi)按要求完成實驗?zāi)繕耍溆鄷r間分以下幾步：
一、每一實驗小組整理提交實驗中發(fā)現(xiàn)的各種問題和現(xiàn)象；
二、對各小組的問題和現(xiàn)象進行歸納整理、分類；
三、各小組再次對發(fā)現(xiàn)的問題進行實驗驗證總結(jié)；
四、再次集體進行匯總，梳理規(guī)律。
�。A(yù)先估計學(xué)生在實驗時可能會出現(xiàn)的各種問題、現(xiàn)象，到時候補充）
實驗課內(nèi)學(xué)生先自學(xué)完成實驗?zāi)繕�、實驗步驟的整理，提出預(yù)習(xí)中發(fā)現(xiàn)的問題，解決問題后學(xué)生自主進行實驗。實驗中學(xué)生們興趣濃郁，在目標實驗的基礎(chǔ)上，擺弄著器材嘗試著尋找各種可能發(fā)生的現(xiàn)象。
提交發(fā)現(xiàn)和問題時，學(xué)生一共提出許多現(xiàn)象和問題，討論后總結(jié)成六條：
1．物體放在焦點處時找不到像；
2．物體移動時像的大小和距離也發(fā)生變化，但不知怎樣變化？
3．成實像時在物體這一側(cè)也能看到一像，這是怎樣形成的？
4．物體在二倍焦距內(nèi)像是縮小的，二倍焦距外是放大的；
5．物體上下移動時，像也是上下變化。
6．用不透明物體遮住透鏡的一半，成像又會如何變化？
這些都是學(xué)生平時難以理解和解題時犯錯誤的問題所在。組織第二輪實驗，再次驗證同學(xué)們的發(fā)現(xiàn)，收集歸納分成這種幾種問題，相互補充，對透鏡成像中難點進行了清理。
兩節(jié)課很快在有序中就過去，學(xué)生交上來的實驗報告出乎意料的好，記錄的現(xiàn)象新穎，分析到位，完全不是平時我們按部就班時的呆板、機械。 學(xué)生的一些實驗報告片段摘錄如下：
一、燭焰經(jīng)過凸透鏡在光屏上成實像時，蠟燭會越燒越短，我們發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上像的位置卻不斷上移，我們就想是不是燭焰成像位置和燭焰移動的方向有關(guān)呢?相互之間又是怎樣的聯(lián)系呢?針對這個問題設(shè)計了以下實驗方案：
1．在U＞f的基礎(chǔ)上，漸漸往遠離透鏡的方向移動蠟燭，移動光屏，像清晰地呈現(xiàn)在光屏上，記錄像距。
2．在U＞f且在光屏上成清晰的像時，上下移動蠟燭，觀察像在光屏中的位置的變動，左右移動，像的位置又如何變化？
經(jīng)過現(xiàn)象比較和數(shù)據(jù)分析，我們得出以下結(jié)論：像位置變動和燭焰位置變動有關(guān)，且剛好相反：即燭焰遠離透鏡，像靠近透鏡；燭焰向下移動，像向上移動：燭焰向左移動，像向右移動。
二、開始的時侯認為如果用一件不透明的物體遮住透鏡的一半，就只有一半的像了。在燭焰經(jīng)過凸透鏡在光屏上成實像時，用實驗冊擋住透鏡的一部分，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，還是能成完整的像，只不過是像的明亮程度減弱，繼續(xù)增加被擋部分，像基本上還是完整的，只是明亮程度越來越暗，燭焰中光線較弱部分先變得不清楚。
三、在成實像的同時，沿著燭焰光入射的方向去觀察透鏡，他們當時就很驚訝，邀請了旁邊許多同學(xué)去觀察覺他們的發(fā)現(xiàn)，因他們無法用凸透鏡成像的規(guī)律來解釋，還進行了好一番爭論，讓我給他們評一評誰的理由是正確的。我當時想法是，馬上解說，達不到預(yù)期效果，就沒有正面回答，只是點撥了一下，只有光的折射才能成像嗎?留給他們分析的空間和時間。有的同學(xué)當即恍然大悟，結(jié)果他們的實驗報告中自己分析更精彩，更具有科學(xué)性：在燭焰經(jīng)過凸透鏡在光屏上成實像時，如果沿著燭焰光入射方向去觀察透鏡，可以看到透鏡中有一個燭焰所成的正立、縮小的虛像，這現(xiàn)象根本無法用凸透鏡實像時的知識來解析，我們小組經(jīng)過分析、討論一致認為這不是光通過透鏡折射形成的，是由于光在透鏡表面反射引起，凸透鏡的表面相當于是一面凸面鏡，光在凸面鏡的表面發(fā)生反射，所形成的像是正立、縮小的虛像，正如汽車的觀后鏡里都是正立、縮小的虛像。
一次嘗試，卻獲得如此意想不到的結(jié)果。學(xué)生發(fā)現(xiàn)的這些問題是凸透鏡成像中的難點，以前曾用過很多方法來突破，效果都不理想，學(xué)生總感云山霧罩,在解題時還是照樣出錯。這次“留白”終于沖破了我教學(xué)思維的禁錮，留一些時間，一些空間給學(xué)生，讓他們在好奇且無壓力的情況下摸索，給了他們另辟途徑的機會，觀察到一些新現(xiàn)象，產(chǎn)生了新問題，帶著問題進行實驗，又帶著新的問題展開討論。
藝術(shù)作品中的“留白”，在科學(xué)中也同樣意味深長——正是培養(yǎng)學(xué)生自主的精神濃縮。
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