劉勝雄

摘? ?要：文章先對(duì)《透鏡及其應(yīng)用》一章的考點(diǎn)在近十年省考卷中的呈現(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再逐步從“作圖、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用”三大板塊的典型題再現(xiàn)、命題剖析談教學(xué)中存在的不足，思教學(xué)改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：透鏡及其應(yīng)用;命題研究;教學(xué)策略;課堂改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2020）8-0038-4

《透鏡及其應(yīng)用》一章是初中物理光學(xué)部分中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是各地各類考試的高頻考點(diǎn)?！巴雇哥R成像規(guī)律”屬于初中物理的必考實(shí)驗(yàn)之一，考綱對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)提出理解探究的要求，也是2019年佛山市學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作考試四個(gè)必考實(shí)驗(yàn)之一，其重要性不言而喻。筆者研究了近十年的廣東省物理考卷，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐中所積累的部分經(jīng)驗(yàn)，對(duì)這個(gè)考點(diǎn)在廣東省初中學(xué)業(yè)水平考試（以下簡(jiǎn)稱中考）物理卷中的命題進(jìn)行了研究分析。先將廣東省近十年關(guān)于《透鏡及其應(yīng)用》一章的相關(guān)考點(diǎn)的呈現(xiàn)進(jìn)行列表，見(jiàn)表1。

由表1可以看出，中考對(duì)《透鏡及其應(yīng)用》一章主要從作圖、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用三大塊入手進(jìn)行考查。

第一，關(guān)于作圖，落實(shí)基礎(chǔ)，由教師演示變?yōu)閷W(xué)生分組合作，注重學(xué)生自主體驗(yàn)，以形成正確的物理觀。

具體來(lái)講，作圖主要集中在考查凹透鏡、凸透鏡的三條特殊光線作圖并延伸到眼睛成像的光路圖，其意圖應(yīng)該是要求學(xué)生必須準(zhǔn)確地理解凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用，掌握透鏡的基本概念，為后面抽象的凸透鏡成像規(guī)律的光路理解打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

例如：

題目賞析1 [2013年15題（1）問(wèn)（3分）] （1）如圖1所示，請(qǐng)畫出入射或折射光線，使光路完整。

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

命題研究：本題屬中易題。一圖1分，直接明了地考查凸透鏡、凹透鏡的三條特殊光路的掌握情況。（b）圖錯(cuò)誤率最高，關(guān)鍵在于把凹透鏡當(dāng)成凸透鏡作圖，入射光畫成從焦點(diǎn)射出。學(xué)生不善于對(duì)比分析本題中（a）（b）圖同時(shí)出現(xiàn)的意義。

題目賞析2 [2016年15題（1）問(wèn)] （1）如圖2所示，可以利用不同的光學(xué)元件來(lái)改變?nèi)肷涔饩€OA的傳播方向。請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫出兩種合適的光學(xué)元件（只要求畫出光學(xué)元件大致位置的示意圖，但要與光學(xué)規(guī)律相符）。

命題研究：本題屬于開(kāi)放題，答案較為多元化，明顯比2013年的考題靈活，側(cè)重考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力。要求學(xué)生熟練掌握光的反射、折射及透鏡作圖，且對(duì)凹透鏡、凸透鏡的三條特殊光路與主光軸的位置關(guān)系提出了更進(jìn)一步的要求。學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)和疏漏點(diǎn)主要表現(xiàn)在過(guò)于想當(dāng)然，以為畫一個(gè)凸透鏡或凹透鏡就行，根本沒(méi)有去思考所畫透鏡的光心與給出光線折點(diǎn)的位置關(guān)系。究其原因，實(shí)際上還是對(duì)這兩類透鏡理解不夠透徹，平時(shí)作業(yè)練習(xí)等對(duì)作圖的規(guī)范性要求不高，不善于關(guān)注細(xì)節(jié)。

題目賞析3 [2018年15題（2）問(wèn)] （2）如圖3所示，光線經(jīng)過(guò)平面鏡反射后射向凹透鏡，請(qǐng)畫出射向平面鏡的入射光線和經(jīng)過(guò)凹透鏡后的折射光線，并在圖中標(biāo)出入射角的度數(shù)。

命題研究：本題則更加突出知識(shí)之間的融合，一幅圖包含光的反射、凹透鏡對(duì)著對(duì)側(cè)焦點(diǎn)射入的光線作圖，且強(qiáng)調(diào)細(xì)節(jié)，要求標(biāo)出入射角的度數(shù)。它對(duì)學(xué)生的綜合能力提出了更高的要求，近幾年的考題也越來(lái)越趨向于這種知識(shí)組合類的考查。但從透鏡角度而言，究其本質(zhì)還是在于落實(shí)基礎(chǔ)，掌握透鏡最基本的三條特殊光路。

從以上典型例題可以看出，透鏡作圖的主要易錯(cuò)點(diǎn)在于學(xué)生容易混淆凹透鏡和凸透鏡，尤其是畫凹透鏡的三條特殊光路。比如，平行于主光軸的入射光，學(xué)生慣性使然就會(huì)畫成會(huì)聚在對(duì)側(cè)焦點(diǎn)上，實(shí)質(zhì)就是把凹透鏡當(dāng)成了凸透鏡。那怎樣才能將這一知識(shí)點(diǎn)更加有效地落到實(shí)處呢？以下是筆者的思考。

教學(xué)反思與策略：針對(duì)以上問(wèn)題，反思筆者的課堂。每當(dāng)講授這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，筆者都習(xí)慣于用實(shí)物演示來(lái)展示。要求學(xué)生觀察平行光分別通過(guò)凸透鏡和凹透鏡后的情況，用光線模型來(lái)形象描述;再逐步深化焦點(diǎn)、光心、焦距、主光軸等基本概念;再通過(guò)實(shí)物演示經(jīng)過(guò)主光軸的光路情況，根據(jù)之前所學(xué)的光路可逆引導(dǎo)學(xué)生反思從焦點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)透鏡后會(huì)如何，再通過(guò)實(shí)物驗(yàn)證，強(qiáng)化印象。本著從實(shí)驗(yàn)入手，事實(shí)勝于雄辯的想法去教學(xué)，卻忽略了初中生本身好動(dòng)、專注力不集中的特點(diǎn)，高估了演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。若能創(chuàng)造條件讓學(xué)生自己分組合作，自主體驗(yàn)動(dòng)手操作完成這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的參與感可以更好地激發(fā)他們的求知欲，提高他們的專注力。過(guò)程中教師再通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化概念認(rèn)知，定能提升教學(xué)效果。在教學(xué)生解題方面，規(guī)范的步驟和清晰的思路也是必不可少的。關(guān)于畫圖，第一，一定要認(rèn)清透鏡類型;第二，看清所畫光線箭頭的方向辨別出是入射光線還是出射光線;第三，熟練掌握凹透鏡和凸透鏡的三條特殊光路;第四，檢查細(xì)節(jié)，注意實(shí)際光線（可用激光筆模擬顯現(xiàn)出來(lái)的光線）用實(shí)線，反向延長(zhǎng)線用虛線。如凹透鏡平行于主光軸射入的光線一定要先用虛線連接入射光線一側(cè)的焦點(diǎn)和入射光線與透鏡的交點(diǎn)（強(qiáng)調(diào)一般畫在透鏡的左邊或右邊，不會(huì)從中間開(kāi)始折射），然后沿虛線方向向透鏡另一側(cè)畫實(shí)線，最后一定要標(biāo)上箭頭且要注意方向。概括起來(lái)就是一辨二看三畫四查。這些步驟從剛開(kāi)始學(xué)習(xí)透鏡時(shí)就要嚴(yán)格要求，按規(guī)范作圖。及時(shí)從作業(yè)中反饋，養(yǎng)成良好的習(xí)慣，考試時(shí)自然會(huì)熟能生巧，拿下該拿的基礎(chǔ)分。

第二，關(guān)于實(shí)驗(yàn)，應(yīng)重視經(jīng)典探究性實(shí)驗(yàn)。注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，善于在經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的拓展中，培養(yǎng)批判精神，提升創(chuàng)新能力。

從前面的表格分析我們可以看出，這個(gè)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的頻率極高，究其根源還是在于該實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芎玫乜疾閷W(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，也能較好地檢驗(yàn)教師在物理教學(xué)中是否真的把學(xué)生實(shí)驗(yàn)落到實(shí)處。近年來(lái)的考試越來(lái)越突出實(shí)驗(yàn)具體操作類的考查，更加突出對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的細(xì)節(jié)考查，善于從實(shí)驗(yàn)裝備的改良上出題。比如，2017年考查具體怎樣操作才能找到最清晰的像，這需要學(xué)生平時(shí)從實(shí)驗(yàn)操作中細(xì)心觀察和多實(shí)踐體驗(yàn)，需要學(xué)生敢于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后求真悟理去解決問(wèn)題。這樣的考查方式讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不再是停留在對(duì)知識(shí)的記憶層面，而是鞭策學(xué)生要實(shí)踐出真知，在實(shí)踐中去領(lǐng)悟，從而掌握知識(shí)。這樣可以較好地檢驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的扎實(shí)程度，對(duì)扎實(shí)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有較好的導(dǎo)向作用，也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新性。

具體說(shuō)來(lái)，常見(jiàn)的考查形式可分為以下幾點(diǎn)。

考查1：關(guān)于透鏡焦距f的考查。

一般以圖像形式呈現(xiàn)，具體如下：①如圖4，給出一束平行光透過(guò)透鏡會(huì)聚在光屏上，屬于對(duì)焦距概念的考查，刻度尺的讀數(shù)要估讀的問(wèn)題。②光具座上標(biāo)出蠟燭、透鏡光屏的位置，并指明剛好成清晰的像。從光具座上讀出物距和像距相等，從而得出焦距等于物距或像距的一半。③將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以表格形式呈現(xiàn)，要求學(xué)生根據(jù)成像規(guī)律u=2f成等大的像來(lái)間接獲得焦距f。④給出物距、像距的u-v圖像（如圖5），考查學(xué)生的圖表分析能力和對(duì)成像規(guī)律的掌握程度來(lái)找到等大的像的位置，進(jìn)而確定焦距f。這些題型的共同特點(diǎn)都是考查學(xué)生對(duì)焦距概念及凸透鏡成像規(guī)律的掌握情況，需要學(xué)生熟練掌握u>2f，u=2f，f

考查2：成像特點(diǎn)及其應(yīng)用的填空考查。這類考查形式比較普遍且常規(guī)，一般根據(jù)圖像或表格中的物距和焦距來(lái)判斷所成的像的特點(diǎn)及屬于照相機(jī)投影儀還是放大鏡的應(yīng)用。屬常規(guī)考查，此文不展開(kāi)贅述。

考查3：關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材的組裝要求及實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求。

常見(jiàn)的題型有：①為了便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)環(huán)境應(yīng)該? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（選填“較亮”或“較暗”）一些;②燭焰中心、透鏡光心、光屏中心應(yīng)調(diào)成? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（答案：同一水平直線），目的是

（答案：成像在光屏中央）;③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中蠟燭燃燒后逐漸變短，則光屏上燭焰的像也將逐漸向? ? ? ? ? ? ? 移動(dòng)（答案：上），若保持光屏和透鏡不變，蠟燭往哪調(diào)？或保持蠟燭和光屏不動(dòng)，透鏡該怎么調(diào)節(jié)？總之，這類題的解題策略就是三者保持其二不動(dòng)，將兩者的中心連成一條直線，調(diào)剩余那個(gè)。在線的上方則往下調(diào)，在線的下方則往上調(diào)，目的都是要將三者中心調(diào)在一條直線上，使得成像在光屏中央。

考查4：實(shí)操加應(yīng)用延伸類考查。

物理學(xué)習(xí)屬于實(shí)踐出真知。只有學(xué)生真正地參與實(shí)驗(yàn)并思考所觀察的現(xiàn)象，才能不斷地激發(fā)并激活學(xué)生的思維。

例如，[（2015年廣東17題（3）（4）問(wèn)）]（3）若已在光屏上成清晰的像，此時(shí)用遮光布遮住凸透鏡的下小半部分，則所成的燭焰的像為

（選填“不完整的像”“亮度相同的完整像”或“亮度稍暗的完整的像”）;（4）曉紅在早上9：00利用太陽(yáng)光進(jìn)行觀察凸透鏡焦點(diǎn)的活動(dòng)，她將凸透鏡與水平地面平行放置，調(diào)節(jié)凸透鏡到地面的距離，直至地面上出現(xiàn)一個(gè)最小的亮點(diǎn)，她認(rèn)為此點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)。你認(rèn)為她這種活動(dòng)過(guò)程存在的問(wèn)題是：? ? ? ? ? ? 。

又如，[2017年廣東17題（1）（3）問(wèn)]（1）要使光屏承接到清晰的像，具體的操作是：首先將光屏向右移動(dòng)，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ，直到找到最清晰的像;（3）請(qǐng)你指出用燭焰作為發(fā)光物體完成實(shí)驗(yàn)存在的兩點(diǎn)不足之處……

這兩道中考題側(cè)重于結(jié)合實(shí)際問(wèn)題，反思實(shí)驗(yàn)操作或裝備的不足

考查5：開(kāi)放式自主探究。

例如，2018年第16題第（3）問(wèn)，利用太陽(yáng)光測(cè)量?jī)蓧K凸透鏡的焦距，請(qǐng)?jiān)陬}16-3圖中的虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)測(cè)量焦距的實(shí)驗(yàn)記錄表格（物理量和單位均可采用文字或符號(hào)說(shuō)明）。本題相較于前面的4種呈現(xiàn)方式更為新穎，更具開(kāi)放、創(chuàng)新的特點(diǎn)?？疾閷W(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和表格設(shè)計(jì)的能力。

再如，2019年實(shí)驗(yàn)綜合題21題第（2）問(wèn)，要求完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)后，還可以自主更換（或增加）實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行拓展探究，仿照示例在表格中寫出兩種不同方案（見(jiàn)表2）。

其實(shí)這4分歸結(jié)起來(lái)還是屬于實(shí)操考查，但是它更具開(kāi)放性，可以挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，又能如實(shí)反饋學(xué)生對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)掌握的深度，且不會(huì)束縛學(xué)生思想。只要合理操作、調(diào)整和實(shí)驗(yàn)探究都能給分。得分率上去了，在一定程度上肯定能增強(qiáng)學(xué)生的自信心，能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

對(duì)比2015年、2017年和2018年、2019年關(guān)于凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)的考查，發(fā)現(xiàn)它對(duì)學(xué)生的能力要求是螺旋式上升的。2018年的利用太陽(yáng)光測(cè)焦距就是對(duì)2015年已涉及的實(shí)驗(yàn)反思：為何早上9點(diǎn)測(cè)出的焦距不準(zhǔn)確？進(jìn)而要求學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須強(qiáng)調(diào)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，紙板平行于凸透鏡承接最小最亮的光點(diǎn)。而2019年的綜合題相當(dāng)于在2017年提出疑問(wèn)“用蠟燭實(shí)驗(yàn)有何不足”的前提下，直接改良裝備，反問(wèn)它的優(yōu)點(diǎn)是什么？表格的舉例則相當(dāng)于把2015年的填空題換種方式重現(xiàn)。

但筆者認(rèn)為2018年、2019年這兩道題的考查形式刷新了自己的教學(xué)理念。它們一個(gè)側(cè)重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，一個(gè)有效地檢測(cè)了我們平時(shí)課堂教學(xué)時(shí)是否側(cè)重得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論后的“交流與討論”環(huán)節(jié)。倘若我們習(xí)慣于告訴學(xué)生怎么做，記住結(jié)論是什么。用曾經(jīng)最樸實(shí)有效的先背熟成像規(guī)律的表格，記住實(shí)驗(yàn)步驟，再題海訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)熟能生巧，或許對(duì)于以夯實(shí)雙基落實(shí)知識(shí)目標(biāo)的教學(xué)時(shí)代是可行的。但對(duì)于日益?zhèn)戎靥嵘龑W(xué)生核心素養(yǎng)的當(dāng)下教育而言，這種“以記憶替代思考，用背誦替代對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)的清晰理解和觀察”的方法是行不通了。所以，教師在物理課堂中必須引導(dǎo)學(xué)生多思考為什么，勝過(guò)記住是什么。這些物理追問(wèn)習(xí)慣的形成，久經(jīng)打磨必然會(huì)內(nèi)化為一個(gè)人的思維習(xí)慣，這或許就是我們物理的核心素養(yǎng)。

因此，今后的教學(xué)，尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，要繼續(xù)秉承實(shí)驗(yàn)探究精神，有效落實(shí)科學(xué)探究七要素，從觀察生活現(xiàn)象入手，進(jìn)而提出問(wèn)題，猜想假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，搜集數(shù)據(jù)，分析論證，得出結(jié)論，交流討論。且不能厚此薄彼，主觀臆斷地跳過(guò)一些所謂的不重要環(huán)節(jié)，如得出結(jié)論引起學(xué)生共鳴后就草率結(jié)束，不展開(kāi)后續(xù)的討論交流;或者潛意識(shí)地泛泛而談，導(dǎo)致討論不深，不能提出有效問(wèn)題的反思，讓合作交流形同虛設(shè)，無(wú)法激蕩出學(xué)生思維的火花。因此，今后的教學(xué)備課要更加重視有效設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生多去思考為什么？比如，為什么要選這樣的環(huán)境，為什么選這些器材，為什么要這樣操作，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果？同時(shí)，重視實(shí)驗(yàn)的延伸，善于追問(wèn)這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以怎樣改進(jìn)，加減器材或調(diào)整步驟會(huì)引發(fā)哪些現(xiàn)象，為什么這樣？該怎么解釋？等等。

此外，回歸到有效復(fù)習(xí)、備考這個(gè)話題，筆者覺(jué)得對(duì)于一些經(jīng)典常考的難點(diǎn)知識(shí)，我們也可以鼓勵(lì)學(xué)生與老師一起去縱觀多年來(lái)考題在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上的呈現(xiàn)形式，讓學(xué)生進(jìn)行分析比較，題目之間有哪些相似點(diǎn)和不同點(diǎn)，角色調(diào)轉(zhuǎn)，讓學(xué)生命題，你還會(huì)怎么改編。讓學(xué)生在角色轉(zhuǎn)變的興奮中去激發(fā)斗志，提升總結(jié)、歸納的能力。

總之，教學(xué)相長(zhǎng)，且教且變，且學(xué)且思。授人以魚(yú)不如授人以漁。（欄目編輯? ? 陳? 潔）