摘要：教師應該根據(jù)課標要求、教材內容以及學生實際對物理規(guī)律應用課進行設計，強化學生的學習體驗，培養(yǎng)學生的科學思維?！墩障鄼C與眼球 視力的矯正》一課，可以讓學生自制簡易照相機，體驗凸透鏡成像規(guī)律的直接應用；利用水透鏡進行模擬實驗，體驗凸透鏡成像規(guī)律的變式應用；改進“模擬探究近視眼的缺陷”的方案，培養(yǎng)學生的科學思維。

關鍵詞：規(guī)律應用教學設計學習體驗科學思維

物理規(guī)律應用課是提升學生科學應用能力的一種課型。如何上好這類課值得我們研究。下面以蘇科版初中物理八年級上冊《照相機與眼球 視力的矯正》一課為例，談談如何進行教學設計，強化學生的學習體驗，培養(yǎng)學生的科學思維。

一、研究課標和教材，理清邏輯關系

（一）課程標準的要求和樣例

《義務教育物理課程標準（2011年版）》對本課內容的要求是了解凸透鏡成像規(guī)律的應用。具體的樣例有兩個：一是了解凸透鏡成像規(guī)律在放大鏡、照相機、投影儀中的應用。二是了解人眼成像的原理，了解近視眼和遠視眼的成因與矯正方法。

（二）教材內容的邏輯關系

教材這一節(jié)的內容包括“照相機”“眼球”“視力的缺陷與矯正”三部分。這三部分內容實質上是凸透鏡成像規(guī)律在三種情境下的應用，具有逐層遞進的邏輯關系?！罢障鄼C”是與凸透鏡成像規(guī)律相同情境下的直接應用，屬于規(guī)律的直接遷移?！把矍颉笔歉淖兺雇哥R焦距時成像規(guī)律的應用，屬于規(guī)律的變式遷移。“視力的缺陷與矯正”是改變凸透鏡焦距受限時成像規(guī)律的應用，屬于規(guī)律的拓展遷移。

二、強化學習體驗，培養(yǎng)科學思維

（一）自制學具，體驗直接應用

“照相機”是“當u>2f時，物體通過凸透鏡成倒立、縮小的實像”的具體應用，是一個從模型到實物的直接遷移。為使學生能夠掌握其中的原理，體現(xiàn)從生活到物理的教學理念，教學中可以讓學生自制簡易照相機，體驗照相機的使用過程，使學生加深對照相機原理的理解，培養(yǎng)學生的動手意識和應用意識。具體設計如下：

1.讓學生用焦距為10 cm的凸透鏡制成三個簡易照相機，照相機的暗箱長度可調節(jié)，范圍分別為5～10 cm、10～20 cm、20～30 cm。

2.讓學生在座位上動手調節(jié)照相機暗箱的長度，觀察講臺前的發(fā)光物體“F”。

3.讓使用不同照相機的學生交流觀察到的情況：只有使用暗箱長度范圍為10～20 cm的照相機的學生能夠觀察到發(fā)光物體“F”的倒立、縮小的實像，而其他學生無法通過調節(jié)暗箱的長度觀察到清晰的像。

這段過程也為后面的“近視眼和遠視眼的成因”學習作出了鋪墊，埋下了伏筆。

（二）模擬實驗，體驗變式應用

教學“眼球成像原理”時，在學生了解了眼球的結構后，可以設計如下層層遞進的問題引導學生思考：

1.當u>2f時，物體通過凸透鏡成清晰的倒立、縮小的實像后，若增大物距，像距將如何變化？

2.人眼看清近處物體的像后，再看遠處的物體過程中，情況又是怎樣的？

3.人眼能移動視網(wǎng)膜使像清晰地呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上嗎？

4.人眼又是如何成清晰像的呢？

學生通過教師層層遞進的啟發(fā)引導，會得出“人眼是通過調節(jié)晶狀體的曲度使清晰的像呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜上”的猜想。

這時，可以利用水透鏡進行模擬實驗，來驗證猜想，讓學生體驗規(guī)律的變式應用。具體設計如下：

1.在光具座上固定好蠟燭、水透鏡，要求兩者之間的距離大于2倍焦距；前后移動光屏，使光屏上呈現(xiàn)清晰的像。

2.將蠟燭適當遠離水透鏡，而光屏位置不變，通過從水透鏡中向外抽水（改變曲率），重新在光屏上呈現(xiàn)清晰的像。

讓學生通過直觀體驗來理解規(guī)律的變式應用是規(guī)律應用課的常用方法，也是最有效的方法。這樣的設計不僅讓學生理解了眼球成像的原理，而且對學生進行了科學方法的教育。

（三）改進方案，培養(yǎng)科學思維

教材中對“模擬探究近視眼的缺陷”是這樣設計的：

1.如圖1所示，給眼睛（凸透鏡）戴上近視眼鏡，使視網(wǎng)膜（光屏）上成的像清晰。

2.移去近視眼鏡，使視網(wǎng)膜（光屏）上成的像模糊。

3.向前移動視網(wǎng)膜（光屏），再使視網(wǎng)膜（光屏）上成的像清晰。

這樣的探究順序弱化了實驗主題，邏輯不夠清晰，推理不夠順暢，需要學生進行逆向思維，增加了學生學習的難度。

在教學時，可以根據(jù)學生的認知特點改進探究方案。具體設計如下：

1.如圖2所示，使蠟燭的像清晰地呈現(xiàn)在視網(wǎng)膜（光屏）上。

2.將蠟燭適當遠離眼睛（凸透鏡），發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜（光屏）上成的像變得模糊了。這就是近視眼看遠處物體的景象。

3.取一張白紙放在光屏的前面，向前移動白紙，發(fā)現(xiàn)白紙上呈現(xiàn)了蠟燭清晰的像。這說明近視眼看遠處物體時像成在視網(wǎng)膜的前面，也就是近視眼成像的特點。（注意是加一張白紙并移動尋找近視眼的成像，而不是移動光屏，這是因為移動光屏就意味著移動視網(wǎng)膜，這樣容易干擾學生思路，造成思維上的混亂。）

4.給眼睛（凸透鏡）戴上近視眼鏡，發(fā)現(xiàn)燭焰又在視網(wǎng)膜（光屏）上呈現(xiàn)清晰的像。這就是近視眼的矯正方法。

這樣的探究過程直接指向實驗的最終目的，符合學生的認知特點，使推理的過程更加順暢，邏輯的層次更加清晰，因而便于學生掌握探究方法，更易于培養(yǎng)學生的科學思維。

（四）釋疑解惑，強化科學應用

學完“視力的缺陷與矯正”這部分內容后，可以呼應學習“照相機”這部分內容時使用暗箱長度范圍為5～10 cm、20～30 cm的照相機無法找到“F”的像的問題，請學生分析像的位置在

什么地方，分別相當于照相機有什么視力缺陷；并請學生討論如何通過實驗的方法來矯正，使像成在膠片上；再請學生動手分別給照相機戴上不同的眼鏡，使像清晰地成在膠片上。

這樣的教學設計既鞏固了知識的理解，又突出了知識的應用，從而提高了學生運用所學的科學知識解決生活中的實際問題的能力。

概而言之，教師應該根據(jù)課標要求、教材內容和學生實際對物理規(guī)律應用課進行設計，使學生在經歷科學知識形成過程的同時，掌握研究物理問題的基本思想和方法，提升應用所學知識、方法解決實際問題的意識和能力，并且保持科學研究的熱情，養(yǎng)成實事求是的態(tài)度。

本文系江蘇省教育科學“十三五”規(guī)劃立項課題“體驗式教學促進初中生物理科學素養(yǎng)提升的實踐研究”（編號：D/2016/02/99）的階段性研究成果。