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小孔成像是初中物理光的直线传播中的一个知识点,其在光学知识体系中虽然看起来并不重要(只是用来证明光是直线传播的一个实例),但窥一斑往往能知全豹,对这一问题的解答结果进行分析,往往可以让我们对学生在光学知识学习中的状态有一个更为全面和完整的把握.
1小孔成像类问题回答的结果归纳
小孔成像在初中阶段是用光的直线传播来解释的,因而此类习题出现的场合就是在光学知识的测试中.我们最为感兴趣的是学生在初学了光的直线传播知识后对此类问题的回答,因为此时的回答往往最能反应学生的学习心理.而多次重复后的所谓正确回答,往往意味着学生是熟悉了检测的情境,彼时有可能不用思考就能回答,因而对那类答案的判断往往无法准确把握学生的学习心理.
小孔成像在物理中的呈现形式,往往是教师帮学生做一个小孔成像仪:在易拉罐的底部开一个圆形小孔,通过另一端蒙着的白纸或薄膜,观察蜡烛的火焰或者教室外的大树、高楼等.学生可以在屏上看到倒立着的像.
小孔成像中比较典型的是这样两类问题:一是树荫下的光斑是什么形状?二是蜡烛的火焰透过不透明纸上的三角形小孔,在光屏上形成的像是什么形状?
对于第一个问题,学生学习中的表现往往是这样的:首先,无法判断,处于一种迷茫的状态.因为这个问题首次呈现给学生时,学生还不能将其与课堂上学过的小孔成像的知识联系起来;其次,在教师进行了引导之后,学生会认识到原来树叶之间的缝隙可以看作是小孔,太阳是物,地面是屏,于是在地面上可以看到太阳通过树叶的缝隙成的像,因而观察到的像是圆形的.
对于第二个问题,学生的答案一般都是“三角形”.而且非常有意思的是,即使前面已经解释过树荫下的光斑问题,学生此时的回答仍然还是“三角形”.而且根据我们查阅到的资料,就算有教师提前用了三角形的小孔做了实验,学生在这类问题中还会回答“三角形”.这就说明,较少次数或者不到位的讲授,或者是简单的实验,并不能完全让学生否定原有的经验.另外,即使有少数学生能够选择正确的选项,但在随后的口头调查中,其中有相当一部分学生其实仍然只是机械判断的结果,并非对这一过程中的光路有一个清晰的理解.有经验的老师会发现,如果只是在这种水平上重复,那么学生会持续不断地犯同样的错误,有的学生甚至到了初三还不能纠正.
2小孔成像类问题回答的结果分析
为什么学生会形成这样的认识呢?我们进行了如下分析:
对于思考树荫下的光斑形状,为什么学生无法直接将之与小孔成像联系起来呢?笔者认为,这是因为这一情境与学生在课堂上经历的小孔成像的情境存在空间上的较大差异.在课堂上观察小孔成像时,物是具体的物体(蜡烛的火焰或窗外的风景),且其基本上就在学生的眼前;而当学生思考树荫下的光班时,一般难以想到那么远的太阳竟然只是成像系统中的一个“物”.物距的较大差异,使得学生难以将太阳纳入分析对象.相应地学生此时分析对象只是光线经过树叶的空隙,而用光的直线传播来解释,结果往往多是“不规则形状”.
对于思考三角形小孔成像的问题,笔者认为这是题目中的“三角形”对学生产生了强烈的干扰,学生的注意力集中到了三角形上,从而忽略了对小孔的注意.我们曾经做过尝试,如果将本题中的“三角形”换成“圆形”,正确率会大幅上升.这就说明学生对“小孔”的印象是深刻的,对“三角形”的印象是陌生的,而学生的注意力在解题过程中又容易为陌生的信息所吸引,因而导致了原有的知识在这一情境中不能发挥作用.
综合上面的分析,我们认为在小孔成像的教学中要树立以下几点认识:
一是要辨别点光源与物的关系.比如说太阳,在很多情况下都将其当成点光源,当学生头脑中形成了太阳就是一个“点”时,那到了小孔成像的分析中,学生往往就难以实现思维上的转变.
二是向学生解释何为“小孔”.事实证明,小孔成像中的“孔”字也有意无意地给了学生许多暗示.因为“孔”在学生的思维中往往是“小且圆”的情形,当遇到其它形状的小孔时,学生往往会用“小且圆”的先验印象去否定非圆形的形状,因而“三角形所成的像”在学生的思维中就不是“小孔成像”,因而结果也就严重偏离正确轨道.要让学生认识到,“孔”不一定是“圆形的”,一旦学生形成这样的观察,那学生在解题中的注意力就不会被孔的形状所吸引,从而可以让学生顺利地调用已有的知识进行解题.
三是对于小孔成像类问题的回答,我们认为关键是让学生学会用光路去分析结果,而不只是机械地让学生记忆“小孔成像成的是倒立的像”.在我们的日常分析中,就要经常给学生画光路,让学生思维中形成比较深刻的“光线从物的不同位置(主要是上下和左右)出发,经过小孔后交叉射出,于是在光屏上出现了倒立(上下左右均相反)的像”的印象.
3归纳与分析对物理教学的启发
经过了以上的归纳与分析,我们发现其对初中物理教学还是有较大的启发的.具体包括以下几个方面:
其一,许多看似简单的物理知识并不是靠简单的重复就能真正解决问题的.小孔成像本身不是一个很难的知识点,而且出现的题目变化形式也不是很多,因而我们常常试图通过重复的方式,让学生去获得一个正确答案.而这样的教学策略只能让学生机械地学习物理,而难以形成通过物理原理去解释一类现象的习惯.
其二,在物理教学中要多注意分析学生的心理.尤其是当学生发生错误时,我们要本着学生出错了就一定有出错的原因的思路,去与学生一起分析他的解题心理,从而找出真正的原因.事实上,在学生答问的过程中,学生的心理过程是十分复杂的,他们既会调用物理课上学到的知识,同时又会受生活中形成的经验的影响,两者交错影响.当错误的生活经验战胜物理知识时,学生就容易出错,而事实又证明,学生在多年的生活中形成的经验往往比物理知识的生命力更强.
其三,不要完全用考题来代替例题练习.在教学中我们发现,很多时候为了提高学生的应试能力,都会选择近年来的中考题作为日常的例题与训练题,这一倾向我们认为利于培养学生的分析能力.因为日常的教学中我们需要的更多的是问题而不是习题,我们要通过问题的分析与回答,去培养学生的解题能力.那种头疼医头、脚疼医脚的思路,不利于学生形成真正的物理能力.
1小孔成像类问题回答的结果归纳
小孔成像在初中阶段是用光的直线传播来解释的,因而此类习题出现的场合就是在光学知识的测试中.我们最为感兴趣的是学生在初学了光的直线传播知识后对此类问题的回答,因为此时的回答往往最能反应学生的学习心理.而多次重复后的所谓正确回答,往往意味着学生是熟悉了检测的情境,彼时有可能不用思考就能回答,因而对那类答案的判断往往无法准确把握学生的学习心理.
小孔成像在物理中的呈现形式,往往是教师帮学生做一个小孔成像仪:在易拉罐的底部开一个圆形小孔,通过另一端蒙着的白纸或薄膜,观察蜡烛的火焰或者教室外的大树、高楼等.学生可以在屏上看到倒立着的像.
小孔成像中比较典型的是这样两类问题:一是树荫下的光斑是什么形状?二是蜡烛的火焰透过不透明纸上的三角形小孔,在光屏上形成的像是什么形状?
对于第一个问题,学生学习中的表现往往是这样的:首先,无法判断,处于一种迷茫的状态.因为这个问题首次呈现给学生时,学生还不能将其与课堂上学过的小孔成像的知识联系起来;其次,在教师进行了引导之后,学生会认识到原来树叶之间的缝隙可以看作是小孔,太阳是物,地面是屏,于是在地面上可以看到太阳通过树叶的缝隙成的像,因而观察到的像是圆形的.
对于第二个问题,学生的答案一般都是“三角形”.而且非常有意思的是,即使前面已经解释过树荫下的光斑问题,学生此时的回答仍然还是“三角形”.而且根据我们查阅到的资料,就算有教师提前用了三角形的小孔做了实验,学生在这类问题中还会回答“三角形”.这就说明,较少次数或者不到位的讲授,或者是简单的实验,并不能完全让学生否定原有的经验.另外,即使有少数学生能够选择正确的选项,但在随后的口头调查中,其中有相当一部分学生其实仍然只是机械判断的结果,并非对这一过程中的光路有一个清晰的理解.有经验的老师会发现,如果只是在这种水平上重复,那么学生会持续不断地犯同样的错误,有的学生甚至到了初三还不能纠正.
2小孔成像类问题回答的结果分析
为什么学生会形成这样的认识呢?我们进行了如下分析:
对于思考树荫下的光斑形状,为什么学生无法直接将之与小孔成像联系起来呢?笔者认为,这是因为这一情境与学生在课堂上经历的小孔成像的情境存在空间上的较大差异.在课堂上观察小孔成像时,物是具体的物体(蜡烛的火焰或窗外的风景),且其基本上就在学生的眼前;而当学生思考树荫下的光班时,一般难以想到那么远的太阳竟然只是成像系统中的一个“物”.物距的较大差异,使得学生难以将太阳纳入分析对象.相应地学生此时分析对象只是光线经过树叶的空隙,而用光的直线传播来解释,结果往往多是“不规则形状”.
对于思考三角形小孔成像的问题,笔者认为这是题目中的“三角形”对学生产生了强烈的干扰,学生的注意力集中到了三角形上,从而忽略了对小孔的注意.我们曾经做过尝试,如果将本题中的“三角形”换成“圆形”,正确率会大幅上升.这就说明学生对“小孔”的印象是深刻的,对“三角形”的印象是陌生的,而学生的注意力在解题过程中又容易为陌生的信息所吸引,因而导致了原有的知识在这一情境中不能发挥作用.
综合上面的分析,我们认为在小孔成像的教学中要树立以下几点认识:
一是要辨别点光源与物的关系.比如说太阳,在很多情况下都将其当成点光源,当学生头脑中形成了太阳就是一个“点”时,那到了小孔成像的分析中,学生往往就难以实现思维上的转变.
二是向学生解释何为“小孔”.事实证明,小孔成像中的“孔”字也有意无意地给了学生许多暗示.因为“孔”在学生的思维中往往是“小且圆”的情形,当遇到其它形状的小孔时,学生往往会用“小且圆”的先验印象去否定非圆形的形状,因而“三角形所成的像”在学生的思维中就不是“小孔成像”,因而结果也就严重偏离正确轨道.要让学生认识到,“孔”不一定是“圆形的”,一旦学生形成这样的观察,那学生在解题中的注意力就不会被孔的形状所吸引,从而可以让学生顺利地调用已有的知识进行解题.
三是对于小孔成像类问题的回答,我们认为关键是让学生学会用光路去分析结果,而不只是机械地让学生记忆“小孔成像成的是倒立的像”.在我们的日常分析中,就要经常给学生画光路,让学生思维中形成比较深刻的“光线从物的不同位置(主要是上下和左右)出发,经过小孔后交叉射出,于是在光屏上出现了倒立(上下左右均相反)的像”的印象.
3归纳与分析对物理教学的启发
经过了以上的归纳与分析,我们发现其对初中物理教学还是有较大的启发的.具体包括以下几个方面:
其一,许多看似简单的物理知识并不是靠简单的重复就能真正解决问题的.小孔成像本身不是一个很难的知识点,而且出现的题目变化形式也不是很多,因而我们常常试图通过重复的方式,让学生去获得一个正确答案.而这样的教学策略只能让学生机械地学习物理,而难以形成通过物理原理去解释一类现象的习惯.
其二,在物理教学中要多注意分析学生的心理.尤其是当学生发生错误时,我们要本着学生出错了就一定有出错的原因的思路,去与学生一起分析他的解题心理,从而找出真正的原因.事实上,在学生答问的过程中,学生的心理过程是十分复杂的,他们既会调用物理课上学到的知识,同时又会受生活中形成的经验的影响,两者交错影响.当错误的生活经验战胜物理知识时,学生就容易出错,而事实又证明,学生在多年的生活中形成的经验往往比物理知识的生命力更强.
其三,不要完全用考题来代替例题练习.在教学中我们发现,很多时候为了提高学生的应试能力,都会选择近年来的中考题作为日常的例题与训练题,这一倾向我们认为利于培养学生的分析能力.因为日常的教学中我们需要的更多的是问题而不是习题,我们要通过问题的分析与回答,去培养学生的解题能力.那种头疼医头、脚疼医脚的思路,不利于学生形成真正的物理能力.