由试卷分析思教学不足,从命题研究谈课堂改进

    刘胜雄

    

    

    

    摘? ?要:文章先对《透镜及其应用》一章的考点在近十年省考卷中的呈现进行统计分析,再逐步从“作图、实验、应用”三大板块的典型题再现、命题剖析谈教学中存在的不足,思教学改进策略。

    关键词:透镜及其应用;命题研究;教学策略;课堂改进

    中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ? 文章编号:1003-6148(2020)8-0038-4

    《透镜及其应用》一章是初中物理光学部分中的重点和难点,也是各地各类考试的高频考点。“凸透镜成像规律”属于初中物理的必考实验之一,考纲对这个知识点提出理解探究的要求,也是2019年佛山市学生实验操作考试四个必考实验之一,其重要性不言而喻。笔者研究了近十年的广东省物理考卷,结合教学实践中所积累的部分经验,对这个考点在广东省初中学业水平考试(以下简称中考)物理卷中的命题进行了研究分析。先将广东省近十年关于《透镜及其应用》一章的相关考点的呈现进行列表,见表1。

    由表1可以看出,中考对《透镜及其应用》一章主要从作图、实验和应用三大块入手进行考查。

    第一,关于作图,落实基础,由教师演示变为学生分组合作,注重学生自主体验,以形成正确的物理观。

    具体来讲,作图主要集中在考查凹透镜、凸透镜的三条特殊光线作图并延伸到眼睛成像的光路图,其意图应该是要求学生必须准确地理解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用,掌握透镜的基本概念,为后面抽象的凸透镜成像规律的光路理解打下坚实基础。

    例如:

    题目赏析1 [2013年15题(1)问(3分)] (1)如图1所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。

    (a)? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(b)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (c)

    命题研究:本题属中易题。一图1分,直接明了地考查凸透镜、凹透镜的三条特殊光路的掌握情况。(b)图错误率最高,关键在于把凹透镜当成凸透镜作图,入射光画成从焦点射出。学生不善于对比分析本题中(a)(b)图同时出现的意义。

    题目赏析2 [2016年15题(1)问] (1)如图2所示,可以利用不同的光学元件来改变入射光线OA的传播方向。请在图中分别画出两种合适的光学元件(只要求画出光学元件大致位置的示意图,但要与光学规律相符)。

    命题研究:本题属于開放题,答案较为多元化,明显比2013年的考题灵活,侧重考查学生分析问题的能力。要求学生熟练掌握光的反射、折射及透镜作图,且对凹透镜、凸透镜的三条特殊光路与主光轴的位置关系提出了更进一步的要求。学生的易错点和疏漏点主要表现在过于想当然,以为画一个凸透镜或凹透镜就行,根本没有去思考所画透镜的光心与给出光线折点的位置关系。究其原因,实际上还是对这两类透镜理解不够透彻,平时作业练习等对作图的规范性要求不高,不善于关注细节。

    题目赏析3 [2018年15题(2)问] (2)如图3所示,光线经过平面镜反射后射向凹透镜,请画出射向平面镜的入射光线和经过凹透镜后的折射光线,并在图中标出入射角的度数。

    命题研究:本题则更加突出知识之间的融合,一幅图包含光的反射、凹透镜对着对侧焦点射入的光线作图,且强调细节,要求标出入射角的度数。它对学生的综合能力提出了更高的要求,近几年的考题也越来越趋向于这种知识组合类的考查。但从透镜角度而言,究其本质还是在于落实基础,掌握透镜最基本的三条特殊光路。

    从以上典型例题可以看出,透镜作图的主要易错点在于学生容易混淆凹透镜和凸透镜,尤其是画凹透镜的三条特殊光路。比如,平行于主光轴的入射光,学生惯性使然就会画成会聚在对侧焦点上,实质就是把凹透镜当成了凸透镜。那怎样才能将这一知识点更加有效地落到实处呢?以下是笔者的思考。

    教学反思与策略:针对以上问题,反思笔者的课堂。每当讲授这个知识点时,笔者都习惯于用实物演示来展示。要求学生观察平行光分别通过凸透镜和凹透镜后的情况,用光线模型来形象描述;再逐步深化焦点、光心、焦距、主光轴等基本概念;再通过实物演示经过主光轴的光路情况,根据之前所学的光路可逆引导学生反思从焦点发出的光线经过透镜后会如何,再通过实物验证,强化印象。本着从实验入手,事实胜于雄辩的想法去教学,却忽略了初中生本身好动、专注力不集中的特点,高估了演示实验的教学效果。若能创造条件让学生自己分组合作,自主体验动手操作完成这一实验,学生的参与感可以更好地激发他们的求知欲,提高他们的专注力。过程中教师再通过问题引导学生强化概念认知,定能提升教学效果。在教学生解题方面,规范的步骤和清晰的思路也是必不可少的。关于画图,第一,一定要认清透镜类型;第二,看清所画光线箭头的方向辨别出是入射光线还是出射光线;第三,熟练掌握凹透镜和凸透镜的三条特殊光路;第四,检查细节,注意实际光线(可用激光笔模拟显现出来的光线)用实线,反向延长线用虚线。如凹透镜平行于主光轴射入的光线一定要先用虚线连接入射光线一侧的焦点和入射光线与透镜的交点(强调一般画在透镜的左边或右边,不会从中间开始折射),然后沿虚线方向向透镜另一侧画实线,最后一定要标上箭头且要注意方向。概括起来就是一辨二看三画四查。这些步骤从刚开始学习透镜时就要严格要求,按规范作图。及时从作业中反馈,养成良好的习惯,考试时自然会熟能生巧,拿下该拿的基础分。

    第二,关于实验,应重视经典探究性实验。注重培养学生的实验设计能力,善于在经典实验的拓展中,培养批判精神,提升创新能力。

    从前面的表格分析我们可以看出,这个实验出现的频率极高,究其根源还是在于该实验能很好地考查学生的物理学科核心素养,也能较好地检验教师在物理教学中是否真的把学生实验落到实处。近年来的考试越来越突出实验具体操作类的考查,更加突出对实验操作过程的细节考查,善于从实验装备的改良上出题。比如,2017年考查具体怎样操作才能找到最清晰的像,这需要学生平时从实验操作中细心观察和多实践体验,需要学生敢于动手实验,善于发现问题,然后求真悟理去解决问题。这样的考查方式让学生的学习不再是停留在对知识的记忆层面,而是鞭策学生要实践出真知,在实践中去领悟,从而掌握知识。这样可以较好地检验教学当中实验教学的扎实程度,对扎实推进实验教学有较好的导向作用,也体现了命题的创新性。

    具体说来,常见的考查形式可分为以下几点。

    考查1:关于透镜焦距f的考查。

    一般以图像形式呈现,具体如下:①如图4,给出一束平行光透过透镜会聚在光屏上,属于对焦距概念的考查,刻度尺的读数要估读的问题。②光具座上标出蜡烛、透镜光屏的位置,并指明刚好成清晰的像。从光具座上读出物距和像距相等,从而得出焦距等于物距或像距的一半。③将实验数据以表格形式呈现,要求学生根据成像规律u=2f成等大的像来间接获得焦距f。④给出物距、像距的u-v图像(如图5),考查学生的图表分析能力和对成像规律的掌握程度来找到等大的像的位置,进而确定焦距f。这些题型的共同特点都是考查学生对焦距概念及凸透镜成像规律的掌握情况,需要学生熟练掌握u>2f,u=2f,f<u<2f,u<f这四种情况的成像特点及物像关系。

    考查2:成像特点及其应用的填空考查。这类考查形式比较普遍且常规,一般根据图像或表格中的物距和焦距来判断所成的像的特点及属于照相机投影仪还是放大镜的应用。属常规考查,此文不展开赘述。

    考查3:关于实验器材的组装要求及实验环境要求。

    常见的题型有:①为了便于观察实验现象,实验环境应该? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(选填“较亮”或“较暗”)一些;②烛焰中心、透镜光心、光屏中心应调成? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(答案:同一水平直线),目的是

    (答案:成像在光屏中央);③实验过程中蜡烛燃烧后逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向? ? ? ? ? ? ? 移动(答案:上),若保持光屏和透镜不变,蜡烛往哪调?或保持蜡烛和光屏不动,透镜该怎么调节?总之,这类题的解题策略就是三者保持其二不动,将两者的中心连成一条直线,调剩余那个。在线的上方则往下调,在线的下方则往上调,目的都是要将三者中心调在一条直线上,使得成像在光屏中央。

    考查4:实操加应用延伸类考查。

    物理学习属于实践出真知。只有学生真正地参与实验并思考所观察的现象,才能不断地激发并激活学生的思维。

    例如,[(2015年广东17题(3)(4)问)](3)若已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下小半部分,则所成的烛焰的像为

    (选填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”);(4)晓红在早上9:00利用太阳光进行观察凸透镜焦点的活动,她将凸透镜与水平地面平行放置,调节凸透镜到地面的距离,直至地面上出现一个最小的亮点,她认为此点就是凸透镜的焦点。你认为她这种活动过程存在的问题是:? ? ? ? ? ? 。

    又如,[2017年广东17题(1)(3)问](1)要使光屏承接到清晰的像,具体的操作是:首先将光屏向右移动,? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ,直到找到最清晰的像;(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成实验存在的两点不足之处……

    这两道中考题侧重于结合实际问题,反思实验操作或装备的不足

    考查5:开放式自主探究。

    例如,2018年第16题第(3)问,利用太阳光测量两块凸透镜的焦距,请在题16-3图中的虚线框内设计测量焦距的实验记录表格(物理量和单位均可采用文字或符号说明)。本题相较于前面的4种呈现方式更为新颖,更具开放、创新的特点。考查学生实验设计和表格设计的能力。

    再如,2019年实验综合题21题第(2)问,要求完成“探究凸透镜成像的规律”实验后,还可以自主更换(或增加)实验器材进行拓展探究,仿照示例在表格中写出两种不同方案(见表2)。

    其实这4分归结起来还是属于实操考查,但是它更具开放性,可以挖掘学生的创造力,又能如实反馈学生对这个实验掌握的深度,且不会束缚学生思想。只要合理操作、调整和实验探究都能给分。得分率上去了,在一定程度上肯定能增强学生的自信心,能更好地激发学生学习物理的兴趣。

    对比2015年、2017年和2018年、2019年关于凸透镜成像实验的考查,发现它对学生的能力要求是螺旋式上升的。2018年的利用太阳光测焦距就是对2015年已涉及的实验反思:为何早上9点测出的焦距不准确?进而要求学生在设计实验时必须强调凸透镜正对太阳光,纸板平行于凸透镜承接最小最亮的光点。而2019年的综合题相当于在2017年提出疑问“用蜡烛实验有何不足”的前提下,直接改良装备,反问它的优点是什么?表格的举例则相当于把2015年的填空题换种方式重现。

    但笔者认为2018年、2019年这两道题的考查形式刷新了自己的教学理念。它们一个侧重学生的实验设计能力,一个有效地检测了我们平时课堂教学时是否侧重得出实验结论后的“交流与讨论”环节。倘若我们习惯于告诉学生怎么做,记住结论是什么。用曾经最朴实有效的先背熟成像规律的表格,记住实验步骤,再题海训练,从而实现熟能生巧,或许对于以夯实双基落实知识目标的教学时代是可行的。但对于日益侧重提升學生核心素养的当下教育而言,这种“以记忆替代思考,用背诵替代对现象本质的清晰理解和观察”的方法是行不通了。所以,教师在物理课堂中必须引导学生多思考为什么,胜过记住是什么。这些物理追问习惯的形成,久经打磨必然会内化为一个人的思维习惯,这或许就是我们物理的核心素养。

    因此,今后的教学,尤其是实验教学,要继续秉承实验探究精神,有效落实科学探究七要素,从观察生活现象入手,进而提出问题,猜想假设,设计实验,搜集数据,分析论证,得出结论,交流讨论。且不能厚此薄彼,主观臆断地跳过一些所谓的不重要环节,如得出结论引起学生共鸣后就草率结束,不展开后续的讨论交流;或者潜意识地泛泛而谈,导致讨论不深,不能提出有效问题的反思,让合作交流形同虚设,无法激荡出学生思维的火花。因此,今后的教学备课要更加重视有效设问,引导学生多去思考为什么?比如,为什么要选这样的环境,为什么选这些器材,为什么要这样操作,为什么会出现这样的结果?同时,重视实验的延伸,善于追问这个实验还可以怎样改进,加减器材或调整步骤会引发哪些现象,为什么这样?该怎么解释?等等。

    此外,回归到有效复习、备考这个话题,笔者觉得对于一些经典常考的难点知识,我们也可以鼓励学生与老师一起去纵观多年来考题在这个知识点上的呈现形式,让学生进行分析比较,题目之间有哪些相似点和不同点,角色调转,让学生命题,你还会怎么改编。让学生在角色转变的兴奋中去激发斗志,提升总结、归纳的能力。

    总之,教学相长,且教且变,且学且思。授人以鱼不如授人以渔。(栏目编辑? ? 陈? 洁)