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| 光学仪器与生活
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作者： 青浦区实验中学 任海斌
发表时间： 2005-9-6 文章出处： HLW
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一、问题的源起
1、中学物理知识的结构认识与日常生活
物理是初二年级开始学的，所牵涉的内容主要有：力学、电学、磁学、光学、运动学，热学等几部分知识。而且其中以力学、运动学和电学为主。
光学部分的内容虽然在初中物理里不是很重要，涉及的内容也非常的浅（主要是反射、折射和凸透镜的三种成像），但是其物理现象在日常生活中是非常常见的，可以说没有光人们是生活就无法进行。而且这些现象有的还非常的美丽绝伦，如彩虹、极光、日食和月食等等。
2、尝试改变物理教学方法的设想
在以往的物理教学中，总是以老师单纯的向学生传授课本知识为主，对于课本外的知识及课本知识与生活的联系说的很少。有的老师想多说点，可又因为要应付考试，也只好作罢，为此学生失去了很多感性认识的机会，这是对学习极其不利的。同时由于学生是接受式的学习，这对学生思维的发展也具有一定的负面影响。
在这个前提下，我想配合二期教材课程改革，改变学生的学习方式，让学生围绕主题自主学习，提高学生的综合能力。尝试一下新的物理复习课方式。
3、一点担心
我是一个刚走出大学校门的新教师，对于物理教学特别是物理复习课的上课方式想法很多，但是不敢轻举妄动。这里主要有三个担心：一是担心过分放手怕影响复习质量，到时影响学生的学习成绩，心中没有把握；二是担心怕在教研组老师面前引起非议，影响周围老师甚至家长对自己的不合理评价；三是担心学生对于我所要布置的任务能否认真完成，他们是否积极配合我这个新教师。后来在教研组活动中我吧自己的想法说了出来，结果想不到这些老师纷纷鼓励我、支持我、帮助我，我深受感动，因此就大胆地开始了实践。
二、教学实践
学生收集资料、对资料的阅览及整理
这是一节复习课，对于书本上的知识学生门了解的比较多了，日常生活中的光学现象知道的还并不是很多，而且课本上也没有太多的内容可供学生学习，而且知识和生活的联系说的非常的简单，基本上是一笔带过。为了让学生获取更多的课外知识，我想到了网络，第一步就是让学生在课外利用网络和生活中现有的条件，根据自己的爱好去收集和光学相关的资料，并要求他们进行整理，最后交给我阅览一下。
阅览后发现学生收集的资料非常多，有些学生收集的资料里还有图片和影像，既生动又易懂。但是他们在整理方面还缺乏一定的经验，很多同学就直接把搜索到的原文、原话交了上来。这就说明了学生不会运用自己已经学到的知识，这也是先前的教学模式所造成的结果。
后来在老师的指导下，经过自己几次的努力，整理成了非常好的“课外阅读资料”。下面就是一位学生整理的有关内容：
[片段1]
（一）、照相机的发展
自从1839年法国画家达盖尔发明了银版摄影术，世界上出现了第一台可携式伸缩木箱照相机以来。经历了150多年，照相机已发展成光学、机械、电子、电气和塑化相结合的现代科学技术产品。当今，许多机种已发展成完全电子化、自动化、智能化的产品。
据资料显示：如今全世界每年需求照相机约为7000万架。我国照相机工业从50年代起步，现已发展成较为完整的工业体系。1990年在北京举办的“迎亚运中国照相影视办公设备博览会”期间，人们看到了各种国产的高性能的单反机，并已经形成了一定规模的生产能力。
（二）、机的种类
1、胶卷相机: 120双镜头反光相机 一步成像相机 一次性相机
还有：中幅相机 立体相机 圆盘相机 单镜头反光相机 混合相机 镜头快门平视取景相机 高级成像系统APS相机等许多
2、传统相机的缺点： a、得用感光药剂重显画面 b、冲印操作有废水污染问题 c、大量使用则耗材昂贵（如底片、相纸） d、不易分类保存 e、拍摄后不能立即看到结果
3、传统相机的优点： a、技术成熟，选择种类多 b、外形看来比较优雅 c、操作简单 d、故障率比较低也比较容易修理 e、分辨率比较高 f、价格相对便宜
4、电子相机： 数码相机 摄像机(Camcorder、摄录一体机) 模拟式 数字式 静画面磁录相机(Still Video Camera、静像视频相机) DV相机(Digital Video Camera)等
5、数码相机的缺点： a、价格相对昂贵 b、操作复杂 c、分辨率较低 d、已成熟机型的选择还不多 e、个人用的打印机仍不成熟
6、数码相机的优点： a、能立即看到结果 b、保存容易 c、对比度较真实 d、某些机型小到能像手机一样挂在腰上 e、剪辑很方便 f、能很容易输出A4 幅面的照片（用打印机） g、对那些失败的作品随时可删除
（三）、结构
（三）、照相机的结构
（四）、照相机的成像原理
（五）、照相机各部件的功能
1、镜头：是凸透镜，在照相机中特别重要，起到成像的作用
2、光圈：起到控制进入照相机的光线的多少
3、快门：快门的作用是控制暴光的时间
4、调焦圈：是调节像距的装置
5、胶卷：胶卷就相当于光屏
6、闪光灯：起到增强进入照相机的光线的光强度。
还有一些图片和影视文件，这就大大加强了课堂的生动性，虽然课本上也有相关照相机的内容，但与之相比，就逊色不少，同时由于加上了影音效果，使一些内容变得更加直观易懂，容易记住。当然学生在收集资料过程中必须要清楚几个问题：要寻找什么东西？为什么要寻找这些东西？这些东西和课本上的知识有什么关系？
探讨交流
这一过程我是安排在课堂之上，这堂课的大概的流程是这样的：
演示实验
问题讨论
演示学生收集的资料
复习
小结
由于这堂课是在复习的基础上进行拓展和探究的，所以首先安排了知识的复习。
[片段2]
（一）、凸透镜：凸透镜和凹透镜
凸透镜：中间比边缘厚的透镜 凹透镜：中间比边缘薄的透镜
（二）、透镜对光线的作用
平行于主光轴的光线经过凸透镜以后会聚于焦点。
平行于主光轴的光线经过凹透镜后发散，但发散光线的反向延长线交于虚焦点。
（三）、凸透镜成像
物距
像距
成像情况
u<f
v>u
放大的、正立的、虚像
u=f
不能成像
f<u<2f
v>2f
放大的、倒立的、实像
u=2f
v=2f
等大的、倒立的、实像
2f<u
2f>v>f
缩小的、倒立的、实像
这里没有师生对话就是和以往的复习课有所不同的地方，以往的复习课都是有老师对所学的内容进行总结和讲解的，学生只要被动听讲就是了。而这一次，复习的内容全部有学生来整理和讲解。我之所以这样做，是因为这样比随机提问更能知道一个学生对知识的理解程度和掌握程度。我觉得知识只有通过自己的思考和理解才能更好的掌握，才能有所启迪、有所知新，才能更好的运用知识。
在学生演示过程中，发现其他学生和平时相比上课听讲认真程度明显提高。而且在学生展示的内容中，有些甚至连我也不知道的。其实，知识面已经超出了书本的内容，有些还超越了物理的范围。其中有一位学生收集的是眼睛的资料，显然会涉及到生物学方面的内容。而且有些学生已经会用自己的语言对现象作一些简单解释了。由此可见，只要让学生对所学的内容感兴趣，他们自然而然会去钻研。
中国的教育和国外的相比，中国注重的是理论知识，而国外注重的是能力，我认为真真正的教育应该是两方面都比较坚固的一个中间点。因此在课上除了学生的表演以外我还为他们准备了一些锻炼能力、解决实际情况的问题与他们一起探讨。
[片段3]
师：刚才同学们的介绍非常的精彩，但是无论是对课本知识的复习还是刚才讲解的有关照相机、眼睛、眼镜的内容都是属于知识性的，但是同学们的能力到底如何我还不是很清楚，为此我给大家准备了一些问题供大家讨论。第一个问题：
师：根据我们已学的知识，如何利用现实生活中常见的工具来制作一块凸透镜？
（学生分组讨论）
生1：用一块玻璃，把边缘磨薄。因为凸透镜的中间比边缘厚。
师：很好，看来这位学生对凸透镜的概念已经掌握了。不过，你觉得把玻璃的边缘磨薄做起来方便么？磨好的玻璃表面会毛，这样就会影响的可使用性。那其他同学有什么更好的办法么？
生2：可以用水，我们知道透明的玻璃杯放了水以后就相当于一块凸透镜。
生3：那样看出来的像是变形的。
师：对，如果想看到的像是正常的就必须把外面的容器完全做成凸透镜的形状。这样就比较麻烦了。
生4：可以用冰块代替，制作时就方便了许多。而且可以避免表面毛糙。
生2：但是天热了很快就会融化掉的。
师：大家说的都很对。如果单单是理论上的大家的方法都可以的，但是我们要考虑实际情况。所以要制作一块凸透镜也不是很容易的事。
师：那么第二个问题是：你做好了凸透镜以后，要使用的话就必须还要知道它的焦距，那么大家有什么好的办法来测量它的焦距呢？
生1：放在太阳底下，在透镜的下面找出极其明亮的一个光点，这个光点到透镜的距离就是透镜的焦距。
师：为什么呢？
生1：因为平行光通过透镜以后会会聚与焦点，而太阳光虽然不是真正的平行光，但在地球表面附近的太阳光我们是把它看作平行光的。
师：很好。除了这个办法以外还有什么好的办法么？
生2：让透镜的光心放在主光轴上，让一束平行于主光轴的光线通过透镜后会和主光轴相交，这个交点就是焦点，焦点到透镜的距离就是焦距。
师：很好。这个方法也可以。还有没有其他方法呢？
（提示：与第一种方法相反，利用光路的可逆）
（没有反应，给学生看了图片以后，有许多学生就明白了。）
生3：用一点光源放在透镜的后面，只要在光屏上得到和透镜一样大小的光斑时点光源到透镜的距离就是焦距。这时通过透镜的光线是平行光线。
在这个问题探讨和交流中，学生发言时，我觉得一个好的教师应该保持中立的态度，要拥有丰富的知识来应付学生。对学生的观点要有自己的认识，但不要发表，最好是引导他们自己达成。
三、课后反思
通过这节课的实践使我体会到基于这种教学模式对教师的专业素养提出了更高的要求。同时，由于先前的教学模式是完全传授式的，只要让学生学会知识就可以了。而现在的教学模式需要教师面对学生的个性思维，但教师又不可能了解所有学生的思维方式。但是教师要具有能够识别有价值的猜想和推测的敏感性。
然而对于学生而言，同样也面临着角色的转变。以前学生只要接收就是了，而现在他们需要自己思考吸取养分从被动转换为主动。当然在这转化过程中还存在一些问题，主要有这么几个方面：1、学生对日常生活中存在的现象的观察能力还远远不够；2、学生对书本知识与实际的联系缺乏；3、思维方式比较僵硬。
课后学生座谈
[片段4]
师：你们觉得总体上这堂课怎么样？
生1：我觉得和以前的课相比要好一点，不过有些呆板。
生2：我觉得参与的面不是很广。
师：那你们觉得在课的内容上和以前有什么区别？
生3：内容和以前相比，课外的内容多了，不多有些内容听的不是很明白。要是没有学过这一章内容，肯定听不懂。
师：因为课本上的内容少了，那你们觉得这样的课会不会影响你们的功课？
生2：我觉得在知识的掌握上每体不是很大，但是进度上会跟不上。我觉得每一章结束时可以上一节这样的课。
师：这种上课方式你们可以接受么？
（许多学生一起说：可以）
生3：我觉得最好把形式再稍微改一点，把部分学生演示改成学生讨论，这样有些内容应该可以弄得更清楚一点。
通过多次课堂实践和反思，我发现这节课还有很多不足的地方，但是有一点可以肯定，大方向是正确的，就是还有许多细节方面需要改进，最主要的是要设身处地，站在学生的位置上考虑。每个学生所研究的内容确实具有一定的深度，而要其他学生瞬间了解好几位的研究内容确实难度太大了。还有交流的时候，只有那么几位学生在讲解，也确实呆板了一点，对于其他学生而言，很多时候都是处于听众的位置，对于他们而言，这和以前的教学模式没有太大的区别了。
四、结束语
一学年来，我的物理教学在教研组老师的热情帮助指点下，在不断的“磨课”研究中，无论是在教学水平、业务能力还是在师德方面我都得到迅速提高，也越来越得到学生的欢迎和老师们的肯定。我所任教班级中的学生不仅对物理学科的学习兴趣得到培养和激发，而且学习成绩和能力也得到提高。我深深地感到，是学校物理教研组给了我扎根的土壤，是老师们的热情帮助和鼓励给了我不断成长和进步的营养和动力，是在“学习—实践—反思” 的不间断 “磨课”中将使我加速成为一个合格的物理教师。
青浦区实验中学 任海斌
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