初中科学透镜部分教学研究
摘 要：初中科学课程是一门体现科学本质，以提高学生科学素养为宗旨的综合性课程。而光学部分是初中科学教学中的一个教学重点，是需要学生作为学习要点来掌握的。光学的抽象性较强，有一定的难度，学生非常容易在这部分的学习中面临困境，因此具有针对性的教学方式和策略尤为重要。本文主要针对光学中透镜部分的教学展开研究，查阅分析并整理汇总了这部分的教学实施状况及相关教学见解和建议。
关键词：初中科学；光学实验；透镜成像；课堂教学
初中科学课程透镜部分教学主要在浙教版七年级下册《科学》教材第二单元第七节中，透镜部分的知识点主要包括透镜的认识、透镜的特征以及对光线的作用、实验探究凸透镜成像规律以及透镜的应用和视觉的产生。
学生是教学的主体，因此在进行教学设计之前，了解学生原有的知识经验、认知习惯、学习特点也就至关重要。本节的教学对象是七年级学生，根据皮亚杰认知发展理论，此时他们在解决问题时是以抽象思维方式占主导地位的，但还未完全成熟，七年级学生关于知识的概括和推断能力还不够完善。除此之外，在之前学习和生活中，他们对光学已经有了基础性的了解，施容在《初中生光学前概念调查及教学策略研究——以平面镜成像和凸透镜成像为例》[1]一文中对初中生光学知识的前概念就作了具体的研究。他采用问卷的形式对大量学生进行了调查，发现在学习透镜部分知识之前，学生对透镜是存在一些“误解”的，这些有“误解”的前概念不利于学生对新的科学概念的学习。比如部分学生顾名思义，认为放大镜只有放大作用；大部分学生对成像的概念很模糊，没有系统的认识。分析其原因，主要是由于学生们在小学阶段学到的关于光学的知识比较浅显，同时学生习惯于将知识普遍化，且在相似的情况下混用知识，存在思维定势。因此，在教学时教师要善于了解学生知识经验、发现学生的前概念，采取适当的教学方法和策略引发学生的认知冲突，将学生顽固的错误前概念转化为科学概念。
本节的教学重难点在于探究凸透镜成像规律的实验过程和对实验数据的分析处理以及概括出实验结论。因此，实验部分的教学是重中之重。本实验属于探究性科学实验，在探究性实验中，学生对研究对象是不了解的，他们凭着实验研究来得到结果。而在这个过程中，需要教师在已经了解掌握实验过程和结果的前提下对学生加以引导，引导的方式有很多，怎样引导才能发挥出最好的教学效果，郜世雄在《探究凸透镜成像规律实验教学情境创设》[2]一文中就提出了多个情境创设来引导学生。他认为教学中情境创设应以教材内容和学生学情为前提，并且要遵循教学规律，循序渐进地引导，以激发学生的学习兴趣，培养学生思考问题的能力。他从学生生活中熟知的透镜的运用出发，通过一系列的问题情境来引起学生认知冲突从而引发学生思考并引出研究主题—透镜的成像与哪些因素有关。之后再进一步运用简单的放大镜活动：让学生前后移动放大镜来给予学生启发，引导学生作出猜想假设。实验结束后，再运用一系列问题情境引导学生思考的方向，让他们以此来进行总结并得出规律。最后为解决难点，再次创设实验情境，让学生着重理解凸透镜成虚像的情况。盛建国和杨勇诚在《抽丝剥茧,步步深入,把经典课上出新意——初中物理“探究凸透镜成像规律”教学案例分析与启示》[3]一文中表示教师作为学生学习的向导，可以使用一系列具有启发性的问题引发学生对学习内容不断深入的思考，在教师正确有力的指导下解决一个个问题，将重难点突破，也有效地推动了教学进程，让实验一步步展开。充分发挥教师的主导作用以保障学生的主体地位，让学生得到思维能力的锻炼和提升。在凸透镜成像的实验中，学生小组合作探究完成实验并分析数据总结规律是必不可少的。在王恩华和郑瑜的《“科学探究:凸透镜成像”教学设计》[4]和李芳、李新乡的《基于课程标准的“科学探究:凸透镜成像”的教学设计》[5]文章中就设计使用学生分组合作的方式进行实验。在实验之前，引导学生通过小组讨论来设计和完善实验方案，而在实验过程中小组成员间相互分工协调合作，在实验结束后成员之间就实验数据结果进行分析归纳并总结规律。这整个合作探究过程培养了他们的组织能力、动手能力、探究能力以及分析能力。
科学探究一般包括提出问题、提出猜想和假设、制定研究方案、获取事实和证据、解释检验与评价、表达与交流这六个要素，并且按照上述顺序进行探究活动，但是在张世成,孙建生的《“探究凸透镜成像规律”的课堂评析与启示》[6]中，他将提出猜想渗透在整个探究过程中，为了更好地激发学生思考、加深对透镜成像规律的理解，他在实验过程中总共插入了三次提出猜想的部分：第一次在课堂导入时，让学生猜想成像的性质与哪些因素有关，第二次和第三次出现在数据分析时，让学生的思考更加深入，对凸透镜成像规律的认知也更加深刻。
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