光学的知识贯穿小学、初中科学教材，尤其在初中，七八年级的教学内容涉及“物质的运动与相互作用”这一科学核心概念，所涉及的实验也比较多。

宁海县桃源中学的科学老师设计制作了一个神奇的“暗箱”，这一综合性实验器材实现了“一器多用”，学生可以通过趣味化、情境化的实验设计，了解光的直线传播、平面镜成像、凸透镜成像等科学原理。

□现代金报 | 甬派 记者 钟婷婷

为什么要设计一个这样的综合性器材？宁海县桃源中学科学老师屠幸杰解释，在有关光学的新课中，教材对小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像等实验有较为系统性的介绍，学生能够通过教材中的实验，理解光学知识的相关原理。然而在上复习课时，继续使用教材实验，缺少对学生利用科学原理解决生活实际问题的能力考查。此外，要逐个展示，器材多而零散，耗费较多时间。

为了提高课堂教学质量，该校科学教研团队设计了将多个光学实验整合在一套仪器中的综合性实验器材，既能对学生进行进阶式考查，将抽象知识再情境化，迁移到解决实际问题中，又能引导学生从平实可亲的现象入手，探索复杂深奥的科学世界。

在制作过程中，老师们先用纸盒做出了1.0版本，实现了像与物的对比呈现。经过研讨后，他们又新增了改变像距和物距的功能、观察物体的功能等，继而设计了2.0版本。

“由于功能的增加，我们在选材上也使用了更为牢固的木板。利用3D建模技术，对每一块板材的尺寸、开孔进行细致计算和标注，最后切割、组装，呈现最终效果。”屠幸杰说。

在做平面镜成像实验时，屠老师取出带有茶色玻璃的插板，沿着45°轨道插入箱体。打开箱子上方盖板，放入正在播放小鱼游动画面的手机，即可完成装置的组建。学生从箱子正前方观察箱内的画面，即可发现小鱼在“空中游动”。老师通过创设这样的情境，让学生直观感受光学现象，为后面的学习做铺垫。

在做小孔成像实验时，屠老师取出带有小孔的插板，沿着90°轨道插入箱体。在箱子前方插入光屏，打开后侧光源开关，即可完成该实验装置的组建。通过推拉后侧木箱，实现改变光源与小孔间的距离，从而改变光屏上像的大小。教师还可以打开侧边盖板，让学生观察并对比光源和像的性质。

在做凸透镜成像时，步骤类似。老师通过推拉后侧木箱，实现改变光源与凸透镜间的距离和光屏与凸透镜间的距离，从而得到清晰的像。

在实验教学过程中，学生参与度高，有一定的成就感，通过师生互动、生生互动，从互动中碰撞出火花，大大激发了学生的学习兴趣。值得一提的是，这个实验器材在演示过程中将光屏内置，减少了由于白天教学过程中的阳光、室内灯光对成像效果的影响。

“老师还可以利用‘一器多用’的功能，激发学生对单元整体教学的思考，帮助学生构建初中光学知识的单元整体学习框架，形成整体式的知识网络和概念模型，并能解决实际问题。”屠老师补充说。

屠老师表示，设计这样的实验器材，希望能充分发挥学生的自主性学习，让学生从情境中学，到情境中用，从而提高科学素养。

●新课标要求

1、知道光的直线传播，了解相关现象（如针孔成像等）；

2、通过实验了解光的反射定律、折射现象及其特点，知道平面镜成像的特点；

3、通过实验了解凸透镜成像特点，能解释相关问题，如近视眼、远视眼的成因，形成保护视力和用眼卫生的意识。

●教学重难点

1、通过观察、分析、比较，综合运用光学知识，理解小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像的原理，构建光学知识体系。

2、通过归纳、建模，形成解决问题的科学思维，利用成像规律解释生产生活中的光现象。