淺談光學(xué)難學(xué)難教問題的突破

姚樂怡

光學(xué)在整個初中科學(xué)課程中難度不算大，不少學(xué)生因為接觸了光學(xué)中很多有趣的實驗現(xiàn)象，從而對光學(xué)產(chǎn)生了濃厚的學(xué)習興趣，但在實際教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生在光學(xué)學(xué)習中遇到了困難，主要還是對抽象的成像問題理解不到位，導(dǎo)致對一些常見生活現(xiàn)象的解釋似懂非懂，想當然，不求甚解.針對這個問題，筆者結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，就如何突破光學(xué)教學(xué)中難學(xué)難教的幾個問題進行分析.

1理解“實像”和“虛像”的含義

在光學(xué)教學(xué)中，遇到過這樣的題目：

問題1王芳同學(xué)站在平面鏡前3 m處，她的像到鏡面的距離為[CD#3]m，她在后退的過程中，像的大小[CD#3]（變大，變小，不變）.現(xiàn)將一塊和鏡面一樣大的木板放在鏡子后面1 m處，這時她還能否在鏡子中看到自己的像？[CD#3].

這道題前兩空學(xué)生都能答對，但最后一空錯誤率較高.這一空實際上考察的是對“實像”和“虛像”概念的理解.

學(xué)生普遍感到物理難學(xué)，分析原因在很大程度上是由于思維障礙造成的，在教學(xué)過程中，很多老師只注重對概念的記憶而不是理解，導(dǎo)致概念教學(xué)的有效性低下，學(xué)生對相關(guān)概念所涉及知識的進一步學(xué)習就有一種思路打不通的現(xiàn)象，遇到新題目往往會束手無策.在光學(xué)這一章，如何幫助學(xué)生建立“實像”和“虛像”的概念呢？華師大版初中科學(xué)教材在七年級下冊學(xué)習“小孔成像”一節(jié)時，學(xué)生對“像”已經(jīng)有了初步體會，知道“像”的形狀由“物”決定，與小孔的形狀無關(guān)，“像”是亮的，而“影”是暗的，兩者有明顯區(qū)別.對于“實像”是由實際光線會聚而成，能在光屏上呈現(xiàn)，且能用肉眼觀察，這一概念可以通過小孔成像的實驗得到理解，學(xué)生也易于接受.“虛像”的概念最早出現(xiàn)在八年級下冊“平面鏡成像”的教學(xué)過程中，教師可以通過與“實像”概念的對比，在平面鏡成像實驗中，首先讓學(xué)生用肉眼觀察能否看到蠟燭的像，然后用白紙在玻璃板背后前后移動，觀察蠟燭的像能否呈現(xiàn)在白紙上，通過這兩個現(xiàn)象引出“虛像”的概念：能被人看見，但不能在光屏上呈現(xiàn)的像.部分老師到這一步就算完成了“虛像”概念的教學(xué)，實際上，此時學(xué)生對這個抽象的概念還會有很多疑惑，比如，人能看到“實像”是因為光到達光屏成像后，是確確實實存在的，但“虛像”連光屏都不能呈現(xiàn)，肉眼又怎么能看到？肉眼接收的光又來自哪里？

顯然，這里通過實驗現(xiàn)象直接給出“虛像”的概念太過粗糙，教師需要進一步結(jié)合平面鏡成像的光路圖，給出反射光線的反向延長線交于一點，即像點，借助于像點進一步分析.眼睛與蠟燭位于同側(cè)，蠟燭發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射能進入人眼，肉眼能看到像是因為有真實的光進入人眼（反射光）.但人的感覺是光線沿直線傳播，好像光是從平面鏡背后的像點發(fā)出，所以就認為鏡子背后有了像.而我們知道平面鏡是不透明的，不可能有實際光線穿到背后，所以將光屏放在平面鏡背后去承接像是不可能做到的，也就是說“虛像”不能呈在光屏上.因此，在平面鏡后的“虛像”不是真實存在的，而是由人們想象出來的.以實驗現(xiàn)象為依據(jù)，結(jié)合光的性質(zhì)與光路圖一起分析，學(xué)生理解“實像”和“虛像”的思維障礙就可以消除了.那么，在平面鏡背后放一塊木板，還能成像嗎？能成像，因為光本來就不會穿[HJ1.15mm]到平面鏡背后去，木板的存在并不影響人對“虛像”的想象.另外，僅1米深的水池，可以成一個像距為384400千米的月亮的“虛像”也就很好理解了.