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以学定教理念下物理教学设计的思考与实践
——以“照相机与眼球 视力的矫正”为例

2022-12-28

物理之友 2022年5期
关键词:凸透镜照相机晶状体

沈 健 王 瑜

(1. 江苏省扬州市梅岭中学,江苏 扬州 225007; 2. 江苏省扬州市教育科学研究院,江苏 扬州 225007)

以学定教依据学情确定教学的起点、方法和策略,这里的学情包括学生的知识和能力基础、认知水平、课前的预习程度、接受新知的情绪状态等学习主体的基本情况。“定教”要求教学的起点不能过低或过高,在恰当的起点上选择最优的教学方法,让每一位学生均得到发展。

在苏科版物理八年级上册“照相机与眼球 视力的矫正” 的教学中,笔者基于学情,根据学生的学习水平来确定教什么和怎么教。在课堂教学中力求以生为本,引导他们不断探究,体现教学为学生主体发展服务的特征,提升学生的核心素养,下面谈谈基于以学定教的理念进行课堂教学设计的思考与实践。

1 确定教学目标

在初一生物课中,学生已学过眼球的结构与功能,储备了一定的知识,所以认识眼球的结构已不是教学的主要目标,认识眼球结构的教学中只需要突出重点——晶状体与视网膜。

在前面的学习中,学生已经认识了凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用,通过探究初步了解凸透镜成像的规律,认识到凸透镜成实像时,像距是随着物距的减小而增大的。学生虽然对眼睛和眼镜有一定的了解,但是基本上属于在生活中耳闻目睹所形成的感性认识,还缺少从物理角度对眼睛和眼镜进行分析的能力,在这种情况下他们的头脑中所留存的相关知识是较为模糊和容易泛化的,有待在教师的引导和帮助下学习和领会新的知识内容,将感性认识逐步上升为理性认识。

基于以上的分析,根据“以学定教”的理念,确定本节课的教学目标:

(1) 了解眼球的基本构造、眼睛和照相机成像的基本原理;

(2) 知道近视眼、远视眼的成因及其矫正方法;

(3) 知道近、远视的缺陷后,用已学规律探讨矫正方案,培养学生的分析、概括和实验操作能力;

(4) 通过比较照相机和眼球的异同,体会物理规律的应用价值,通过对矫正方法的探讨,增强知识的应用意识,使学生养成良好的用眼习惯。

2 确定教学设计的思路和主线

本节课的教学内容主要是分为三块:照相机、眼睛和视力的矫正,其中的核心内容是视力的缺陷与矫正,在本课的教学设计中紧紧抓住以下两个问题:

(1) 视力有缺陷的人为什么看不清近处或远处的物体?

(2) 怎么才能使他们看得清?

由于视力有缺陷的同学不戴眼镜看不清楚,戴上眼镜就能看清,看来眼镜是个提高视力的工具,那么视力正常的同学戴上眼镜后是不是看物体更清楚呢?结果是反而看不清了,从而激发了思维碰撞:为什么会看不清?这样从学生的角度出发,一步步创设情境,提出探究问题:怎么才能看得清呢?

所以本节课就是围绕 “看不清→看得清”的主线,按照“发现问题→研究问题→解决问题”的思路进行设计,把课堂分为以下几个环节:(1) 创设情境对比视力,引发思维冲突;(2) 利用模型了解眼球结构,探究看不清的原因;(3) 小组合作设计方案,寻找看得清的方法;(4) 对比照相机与眼球的共性,简化成像模型。

3 课堂教学的设计与实施

3.1 创设情境,对比视力,引发思维冲突

本节课从“比视力”的活动开始,让视力正常的同学与近视的同学比读屏幕上的视力表,谁看得更清楚?结果当然是视力正常的同学看得更清楚。真是这样吗?再换种方式来比,大家都戴上相同的眼镜再比,近视的同学戴上眼镜后看得更清楚了,那么是不是戴眼镜能提高视力呢?发现视力正常的同学戴上眼镜后反而看不清了。为什么会出现这样的反差呢?这是怎么回事呢?从而引发了学生的思考。

由这样一个对比情境的创设,原以为戴眼镜的结果可以更好,其实不然,从而引发了学生的思维冲突,激发了学习兴趣,产生了探究欲望。这样,就从学生的学习逻辑出发,提出需探究的问题:这是怎么回事呢?怎么解决呢?我们应先了解眼球的结构及其功能,这样就很顺利地进入新课学习。

3.2 利用模型了解眼球结构,探究看不清的原因

由于在生物课上学生已经学习过眼球,这时借助生物课中的眼球模型,让学生动手拆一拆,看一看各部分的立体结构。再通过黑板上眼球图片的分解,重点介绍晶状体与视网膜的结构特点,把眼球简化为凸透镜模型,物体通过晶状体在视网膜上成像。如果像落在了视网膜上,则代表人眼看清了物体,如果像没有落在视网膜上,那就代表看不清物体了。

由于人眼的晶状体会在睫状肌的调节下改变弯曲度,要么变厚,要么变薄,那么这两种情况下会不会成像呢?当然也会成像,既然都成像,那么像会到哪去了?引导学生再去猜想,并说明理由。如果学生在猜想环节出现了分歧,可以通过实验来证明。这时利用平行光源和三个凸透镜在黑板上演示实验现象,当先后用厚薄不一的凸透镜时,明显看到光线的会聚点发生了移动。

3.3 小组合作设计方案,寻找看得清的方法

像没有落在视网膜上,而是落在视网膜的前方或后方,人眼看不清物体了,给人们的生活、学习带来了麻烦,能不能想办法使像回到视网膜上呢?请学生讨论变厚了的晶状体,小组内进行讨论:有哪些方法可以帮助人看清物体?方法有多个,学生最先想到的是戴眼镜,此时进一步让学生利用光具座进行实验验证。分小组讨论,设计实验,并请一位学生展示方案,其余同学可以进行补充、质疑,直到方案得到完善,最后分小组进行验证。在得到实验证实的基础上,让学生对上课开始的看不清现象作些解释,这时学生的能力得到了进一步的提升。对于远视眼,让学生采用类比的方法探讨远视的成因及其矫正方法。

3.4 对比照相机和眼球的共性,简化成像模型

在学生了解了两种眼睛的缺陷后,强调突出任何一种矫正的方法都不及正常的眼睛,渗透保护眼睛的教育。正常的眼球既能看远又能看近,生活中也有相似的物品——照相机。先引导学生思考:如果要设计一个简易照相机,需要什么元件?再出示自制照相机,让学生用自制照相机来观察物品,总结成像的特点:倒立、缩小。引导学生将照相机与眼球作对比,找到相似的地方,这样就构建了一个共同的成像模型。

最后让学生在黑板上利用模型完成对近视眼与远视眼的成因及矫正的反馈,一是让学生进行练习,二也是利用它来进行本课的总结。

在以上的各个环节中,尽可能以真实的情境来引导学生发现问题,提出问题,并不断尝试解决问题,以获取知识、习得方法。课堂实施以学生为主体,让学生想、让学生说、让学生做,尽可能让每一个学生都体验到探究的乐趣与成就感。

4 教学反思

在这节课远视眼模块的教学中,当提及远视眼能否用手术矫正时,有学生认为不能,因为晶状体通过手术只能变薄,不能变厚。有学生在课后继续研究,并且向笔者指出:随着科学技术的发展,肯定会解决这个问题,也就是也能用手术的方法来矫正远视眼,笔者当即表示赞同,并且鼓励学生好好学习,将来能用自己所学知识去造福人民。

学生课后探究的热情不减,由课堂晶状体变厚、变薄改变了光的折射情况引发思考,对不同类型的凸透镜对光的会聚情况及成像情况继续探究,发现了一些平时不太注意的细节,特别是有学生对柱形凸透镜的成像进行了研究,颇有收获。

从课后学生的作业反馈来看,学生对于视力的缺陷、近视和远视的成因的掌握令人满意,学生对成像规律的应用较为熟练。

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