科學教學中學生自主探索的嘗試論文

凸透鏡成像規律實驗可以使學生很真實地體驗物距、像距、實像及它們和像大小變化之間的規律，但是根據實驗步驟按部就班進行操作，現象明顯，實驗也能很快完成。如就這樣結束這節實驗課，效果實際上並不理想，只能停留在機械完成實驗目標操作，沒有拓展、沒有思考。事實是，此時學生已在實驗中發現了一些新問題，興趣正濃，這時“留白“能一石激起千層浪。基於這樣的情況，這節學生實驗時間定為二課時。

顧名思義，留白就是在作品中留下相應的空白。畫畫需要留白，藝術大師往往都是留白的大師，方寸之地亦顯天地之寬。南宋馬遠的《寒江獨釣圖》，只見一幅畫中，一葉扁舟，一個漁翁在垂釣，整幅畫中沒有一絲水，而讓人感到煙波浩渺，滿幅皆水。在這次實驗中也創設了一次給學生“留白”機會。

備課時估計同學們能在半節課內按要求完成實驗目標，其餘時間分以下幾步：

一、每一實驗小組整理提交實驗中發現的各種問題和現象；

二、對各小組的問題和現象進行歸納整理、分類；

三、各小組再次對發現的問題進行實驗驗證總結；

四、再次集體進行彙總，梳理規律。

（預先估計學生在實驗時可能會出現的各種問題、現象，到時候補充）

實驗課內學生先自學完成實驗目標、實驗步驟的整理，提出預習中發現的問題，解決問題後學生自主進行實驗。實驗中學生們興趣濃郁，在目標實驗的基礎上，擺弄着器材嘗試着尋找各種可能發生的現象。

提交發現和問題時，學生一共提出許多現象和問題，討論後總結成六條：

1．物體放在焦點處時找不到像；

2．物體移動時像的大小和距離也發生變化，但不知怎樣變化？

3．成實像時在物體這一側也能看到一像，這是怎樣形成的？

4．物體在二倍焦距內像是縮小的，二倍焦距外是放大的；

5．物體上下移動時，像也是上下變化。

6．用不透明物體遮住透鏡的一半，成像又會如何變化？

這些都是學生平時難以理解和解題時犯錯誤的問題所在。組織第二輪實驗，再次驗證同學們的發現，收集歸納分成這種幾種問題，相互補充，對透鏡成像中難點進行了清理。

兩節課很快在有序中就過去，學生交上來的實驗報告出乎意料的好，記錄的現象新穎，分析到位，完全不是平時我們按部就班時的呆板、機械。 學生的一些實驗報告片段摘錄如下：

一、燭焰經過凸透鏡在光屏上成實像時，蠟燭會越燒越短，我們發現燭焰在光屏上像的位置卻不斷上移，我們就想是不是燭焰成像位置和燭焰移動的方向有關呢?相互之間又是怎樣的聯繫呢?針對這個問題設計了以下實驗方案：

1．在U＞f的基礎上，漸漸往遠離透鏡的方向移動蠟燭，移動光屏，像清晰地呈現在光屏上，記錄像距。

2．在U＞f且在光屏上成清晰的像時，上下移動蠟燭，觀察像在光屏中的位置的變動，左右移動，像的位置又如何變化？

經過現象比較和數據分析，我們得出以下結論：像位置變動和燭焰位置變動有關，且剛好相反：即燭焰遠離透鏡，像靠近透鏡；燭焰向下移動，像向上移動：燭焰向左移動，像向右移動。

二、開始的時侯認為如果用一件不透明的物體遮住透鏡的一半，就只有一半的像了。在燭焰經過凸透鏡在光屏上成實像時，用實驗冊擋住透鏡的一部分，我們驚奇地發現，還是能成完整的像，只不過是像的明亮程度減弱，繼續增加被擋部分，像基本上還是完整的，只是明亮程度越來越暗，燭焰中光線較弱部分先變得不清楚。

三、在成實像的同時，沿着燭焰光入射的方向去觀察透鏡，他們當時就很驚訝，邀請了旁邊許多同學去觀察覺他們的發現，因他們無法用凸透鏡成像的規律來解釋，還進行了好一番爭論，讓我給他們評一評誰的理由是正確的。我當時想法是，馬上解説，達不到預期效果，就沒有正面回答，只是點撥了一下，只有光的`折射才能成像嗎?留給他們分析的空間和時間。有的同學當即恍然大悟，結果他們的實驗報告中自己分析更精彩，更具有科學性：在燭焰經過凸透鏡在光屏上成實像時，如果沿着燭焰光入射方向去觀察透鏡，可以看到透鏡中有一個燭焰所成的正立、縮小的虛像，這現象根本無法用凸透鏡實像時的知識來解析，我們小組經過分析、討論一致認為這不是光通過透鏡折射形成的，是由於光在透鏡表面反射引起，凸透鏡的表面相當於是一面凸面鏡，光在凸面鏡的表面發生反射，所形成的像是正立、縮小的虛像，正如汽車的觀後鏡裏都是正立、縮小的虛像。

一次嘗試，卻獲得如此意想不到的結果。學生髮現的這些問題是凸透鏡成像中的難點，以前曾用過很多方法來突破，效果都不理想，學生總感雲山霧罩,在解題時還是照樣出錯。這次“留白”終於衝破了我教學思維的禁錮，留一些時間，一些空間給學生，讓他們在好奇且無壓力的情況下摸索，給了他們另闢途徑的機會，觀察到一些新現象，產生了新問題，帶着問題進行實驗，又帶着新的問題展開討論。

藝術作品中的“留白”，在科學中也同樣意味深長——正是培養學生自主的精神濃縮。