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复习课堂中深度学习活动的设计与反思

范文

袁敏敏

[摘? ?要]学生的发展是在主体实践活动中形成的，为了提高复习效率，复习课教学应综合课标及考试要求、学情与教学资源等进行教学设计，以适当的情境活动激发学生的学习动力，在实验操作、问题探究等活动中构建知识网络，实现知识与方法的迁移，提升学生的初中物理学科能力，培养学生的核心素养。

[关键词]复习课堂;深度学习;活动设计;反思

[中图分类号]? ? G633.7? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2021）05-0054-03

深度学习是指学生在学习活动中结合已有知识经验，通过观察感知、联想对比、分析归纳等多层次的思维活动，在主动活动中建构较为完善的知识网络;在运用知识探究问题及分析解释的过程中，培养学生实践反思、迁移应用等关键能力。

下面，笔者结合“凸透镜成像规律”的复习，谈谈复习课的教学设计与实践。

一、教学设计的依据

1. 课程目标与考试要求决定教学活动的方向

课程标准对凸透镜成像规律这部分知识的要求是：探究并知道凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像规律的应用[1]。分析本地中考试卷可以发现，考试不仅重视对实验结论的考查，也重视对学生探究操作、建模能力的考查。

考虑到课堂时长的限制，确定本课主要完成以下学习任务：（1）通过实验重温凸透镜成像规律;（2）通过对正立、放大像虚实的验证，实现知识、方法的迁移，纠正验证过程中的思维错误;（3）通过图形化分析实验数据，重温凸透镜成更大像的做法;（4）利用过透镜中心方向不变的光线模型，解析使像成在光屏中央的做法，并进一步建立相似模型，分析物距一定时，换用不同焦距的凸透镜成像问题;（5）通过成实像时物体和光屏位置互换后仍成清晰像的体验，发现光路可逆并尝试等效的不同做法。

2. 学情和教学资源决定教学活动的起点及形式

（1）学情分析

总复习时，学生对学习内容有所了解，因而少了新奇感，另一方面，遗忘又很严重，所以既不能把复习课搞得像新授课那样从头来过，也不能只通过阅读、讲解和练习等单调的学習活动完成复习任务。应根据课标及考试要求，同时结合学情，以问题链或任务完成的形式，设计课堂教学活动，调动学生的学习积极性，在主动参与的学习活动中实现知识学习和能力提升的目标。

（2）器材改良

用蜡烛作为成像物体存在较多不足，比如，不易辨别像是否左右相反，对于倒立、等大实像很难准确判断，所以，实验中常使用“F”形LED发光体作为成像物体，该发光体外壳和光屏上都标有刻度，方便比较像与物的大小关系，也便于判断像是否左右相反。但该发光体存在一个不足，由于“F”形LED发光体外部有一个不透明塑料壳，所以在验证物距小于一倍焦距成的正立、放大像是虚像时，用于验证像虚实的光屏无处安放。如果放在发光体前，必然挡住光传向凸透镜，如果放在发光体后，则由于塑料壳不透明，发光体发出的光必然不会传播到光屏上。因此，在没有找到合适替代发光体的情况下，笔者将二者结合起来使用，在验证虚像过程中使用蜡烛作为成像物体。

二、具体设计与实践反思

1. 重温成像规律

师：同学们，我们知道通过凸透镜可以成多种不同性质的像，拿起桌上的凸透镜，试一试你能看到哪些不同性质的像，并与同学分享你的做法。

生：观察近处的物体，我看到了正立、放大的虚像……

师：这位同学的描述让我们发现一个凸透镜成像的性质与什么有关？

生：物距。

师：是否准确呢？我们先通过实验重温凸透镜成像规律。按图1所示安装器材，凸透镜的焦距是10 cm，可将其固定在50.0 cm刻度处，发光体和光屏中心要处于凸透镜的主光轴上，将物体置于远处（保持不动），来回移动光屏，直到成像最清晰，记录物距和像距，然后改变发光体位置，完成五次测量实验，要求1、2两次成倒立、缩小的像，且第2次成的像略大些，第3次成倒立、等大的像，第4、5次成倒立、放大的像，且第5次成的像更大些。另外，还要看到发光体成正立、放大的像，并证明这是一个虚像。

……

师：根据同学们的实验数据，老师将这五次物体和像的位置标在了图2上，综合刚才的实验现象，请你们说说发现或者想起了哪些成像规律？

生1：当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实像……

生2：一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。

师：通过实验可以发现凸透镜成像性质与物距与焦距的大小有关。你又是如何判定正立、放大像是虚像的？

生：当物距小于一倍焦距时，无论如何移动光屏，都不能在屏上看到像。

师：根据你的观察，正立、放大像与物体在透镜的同侧，你将光屏放在另一侧，直接观察其上是否有像，这合适吗？

生：哦，应该将光屏也放到物体同侧。

设计意图与实践反思：通过对连续五次成实像的操作和测量，加上直观形象的图形展示，学生可以轻松回忆起成不同性质像的规律。通过动作感知成实像时物距、像距和像大小的变化规律，为后续找到成更大像的规律埋下伏笔。在课堂实践中，学生发现当物距比一倍焦距略大时，光屏上的像总不清晰，也能对此做出正确解答，充分说明学生在实验操作中获得了完整的感知，对物距、像距的变化规律有了具体的认识，体现了实验的价值。通过对正立、放大像虚实的判断，帮助学生实现知识迁移，像平面镜成像实验那样判断像的虚实，通过这一操作纠正了学生中普遍存在的光屏位置放置错误，对直接观察光屏的操作起到了正向强化作用。

2.解决问题，总结方法

（1）如何使像更大

师：在使用照相机、投影仪时，为了将像调大一些，物距应增大，还是减小？像距如何变化？请分析以上数据，從中你能发现或记起什么规律？

生1：都是物距减小，像距增大。

生2：成实像时，物近像远像增大。

师：将凸透镜当作放大镜使用时，怎样调节物距大小，才能看到更大的像？同学们可以试一下。

生：成虚像时，物距增大，像也增大。

师：根据同学们的回答，老师标出使像变大的物体移动方向（如图3所示），你有什么新的发现？

生：当物体靠近焦点时，像都会增大。

（2）利用特殊光线建立相似模型

师：成实像时，如果发光体向下移动，像的位置如何变化？凸透镜向下移动呢？同学们可以动手做一做，检查自己的想法是否正确。

生：……

师：利用特殊光线可以确定成像位置，抓住通过透镜光心的光线传播方向不变，可以判断上述问题，请注意观察动画演示。

师：观察动画呈现的光路图，你能否发现相似形？对比一下像与物、像距与物距的大小关系，你能总结出什么规律？

生：我发现了相似三角形，发现像距与物距之比等于像的高度与物体高度之比。

师：根据这个关系，只要从图中看出物距与像距的大小关系，就能判断所成像是放大还是缩小了。

（3）光路可逆及其变式

师：成缩小实像时，如果将发光体和光屏位置互换，光屏上还有清晰的像吗？像的性质有何变化？这是为什么呢？

生1：互换位置后，光屏上有清晰倒立、放大的实像。

生2：这是因为光路可逆。

师：如果发光体和光屏位置不变，只改变透镜的位置，能否在光屏上再成清晰的像？请你们先想一想，再试一试。

生：可以的，移动透镜，当物距和像距大小刚好互换的时候，屏上也成清晰像。

师：这位同学观察很仔细，这样的操作和物屏互换的操作是等效的。

（4）不同焦距凸透镜成像问题

师：成实像时，若保持物距不变，换用一个焦距更短的凸透镜，光屏应如何移动才能得到清晰的像呢？像的性质会有什么变化？请作图分析并实验验证。

……

生：通过作图分析，我们发现像距会变小，也就是将光屏靠近凸透镜，由于物距与像距之比更大，像会变小，实验也证明判断正确。

师：从这个活动可以发现，成像性质应该由物距和焦距的大小决定，而不仅仅是物距。

设计意图与实践反思：由于凸透镜成像应用的实际需要，中考也常考凸透镜成像的动态变化，为了帮助学生准确认识其中的规律，课堂安排了实验操作和动画演示的双重观察感知，实验给学生留下了深刻的印象，激发了学生的思维，动画连贯变化及可见的光路帮助学生建立分析模型，最终总结成像中的动态变化规律。动画中呈现的特殊光线模型还帮助学生建立了成像的相似模型，学生在此过程中建构新知、发展能力。动画呈现的成像光路图在这堂课中也是功不可没的，不仅帮助学生总结了成像规律和利用成等大像时物距、像距等于两倍焦距来估测焦距，还形象展示了另一种特殊测量焦距的方法——当物距远大于焦距（至少十倍焦距）时，像距约等于焦距。

复习课堂上，通过创设问题化的学习情境，让学生在多层次的学习活动中完善知识网络，培养学生实践反思、迁移应用等关键能力，达到了深度学习的目的。

[? ?参? ?考? ?文? ?献? ?]

[1]? 中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]? 任晔.指向深度学习的深度备课：以苏科版初中物理“凸透镜成像的规律”备课为例[J].物理教师，2017（3）：33-35.

（责任编辑易志毅）

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