正確引導(dǎo)學(xué)生探究凸透鏡成像的規(guī)律

張福田

【摘 要】《探究凸透鏡成像的規(guī)律》是初中物理非常重要的一節(jié)，得出的成像規(guī)律為后面光學(xué)的學(xué)習(xí)提供了理論支持，所以正確引導(dǎo)學(xué)生探究凸透鏡成像的規(guī)律，獲得豐富、具體的感性認(rèn)識(shí)是非常關(guān)鍵的。學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究的過程中，可培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、分析、概括能力以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

【關(guān)鍵詞】凸透鏡；規(guī)律；培養(yǎng)能力

八年級(jí)物理（山科版）第四章第二節(jié)《探究凸透鏡成像的規(guī)律》是學(xué)生實(shí)驗(yàn)中最重要的實(shí)驗(yàn)之一，在教學(xué)過程中，探究流程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生小組合作交流自主完成，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生思維、回答問題；鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)筆、動(dòng)口，鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力和科學(xué)表達(dá)能力，使學(xué)生學(xué)得主動(dòng)積極、生動(dòng)活潑。讓每一個(gè)學(xué)生感受探究實(shí)驗(yàn)的全部過程，把觀察到的成像規(guī)律用準(zhǔn)確的語言表達(dá)出來，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察以及思維能力，教師巡視指導(dǎo)，精講點(diǎn)撥，切記包辦全過程。

1.對(duì)學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)

觀察能力，主要是指人們通過對(duì)客觀事物和現(xiàn)象的觀察，從而區(qū)別它們的特征的一種能力。在物理學(xué)中，主要是觀察物理現(xiàn)象和過程，觀察使用的儀器和裝置以及物理圖表的能力。實(shí)踐證明，學(xué)生的觀察能力是在觀察活動(dòng)中逐漸培養(yǎng)和發(fā)展起來的。在實(shí)驗(yàn)中，給學(xué)生創(chuàng)造觀察的條件，指導(dǎo)觀察的方法，培養(yǎng)勤于觀察的能力，不斷提高他們的敏銳性、深刻性、精確性，逐步形成較強(qiáng)的觀察力。初中學(xué)生觀察能力比較薄弱，實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們的注意力往往會(huì)被許多儀器、設(shè)備所吸引，盲目亂看，不知道需要觀察什么。因此，我在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生一邊觀察一邊思考一下幾個(gè)問題：

（1）首先觀察點(diǎn)燃的蠟燭由遠(yuǎn)而近向凸透鏡移動(dòng)，成倒立縮小、等大、放大實(shí)像和正立放大虛像時(shí)，蠟燭和光屏分別到凸透鏡的距離。

（2）找出凸透鏡成縮小和放大的像的分界點(diǎn)。

（3）找出凸透鏡成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。

（4）觀察凸透鏡成實(shí)像和虛像時(shí)，當(dāng)物距增大或減小，像和像距怎么變化，以及像的變化。

（5）觀察凸透鏡成實(shí)像時(shí)，像與物是同側(cè)還是異側(cè)。成虛像時(shí)，像與物是同側(cè)還是異側(cè)。

（6）當(dāng)光屏上成倒立放大或縮小實(shí)像時(shí)，保持凸透鏡位置不變，講蠟燭和光屏的位置互換，觀察其成像情況。這說明了什么？

特別是在觀察凸透鏡成虛像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生不易完成，因?yàn)樘撓癫荒茉诠馄辽铣尸F(xiàn)，所以無論怎么移動(dòng)光屏也找不到像。這時(shí)可引導(dǎo)學(xué)生想一想手拿放大鏡能看清楚報(bào)紙上的很小字的方法，提醒學(xué)生報(bào)紙上的字（物）和看到的字（像）是在凸透鏡的同一側(cè)，這樣的話，學(xué)生就會(huì)想到取下光屏，透過凸透鏡而能觀察到蠟燭的像。

2.對(duì)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)

在教學(xué)中，切不可代替學(xué)生思考，而是通過學(xué)生思考進(jìn)行分析、比較，并引導(dǎo)他們概括和總結(jié)。在這一方面，一、需要平時(shí)的訓(xùn)練。二、需要教師正確的引導(dǎo)。在這一節(jié)，我首先讓學(xué)生敘述自己所觀察到的現(xiàn)象，在敘述過程中，有目的的進(jìn)行引導(dǎo)，并且對(duì)他們所敘述的內(nèi)容進(jìn)行矯正。在我的有意引導(dǎo)下，學(xué)生通過感性認(rèn)識(shí)回答出了以下幾個(gè)問題：蠟燭從較遠(yuǎn)處逐漸向凸透鏡移動(dòng)的過程中，蠟燭經(jīng)過凸透鏡先后成倒立縮小的實(shí)像、倒立等大的實(shí)像、倒立放大的實(shí)像、正立放大的虛像；二倍焦距是縮小和放大像的分界點(diǎn)；一倍焦距是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)；成實(shí)像時(shí)物距增大像距減小，像也變??；物距減小像距增大，像也變大；成實(shí)像時(shí)，物與像異側(cè)。成虛像時(shí)，物與像同側(cè)；成實(shí)像時(shí)，擋住凸透鏡的一部分，像仍然是完整的，但亮度變暗；蠟燭火焰擺動(dòng)時(shí)，光屏上的像與此擺動(dòng)方向相反；當(dāng)蠟燭燃燒剩余較短時(shí)，光屏上的像在上方；當(dāng)光屏上成倒立放大或縮小實(shí)像時(shí)，保持凸透鏡位置不變，講蠟燭和光屏的位置互換，觀察到的是縮小或放大的像。在做成實(shí)像實(shí)驗(yàn)時(shí)，不小心擋住凸透鏡的一部分，觀察到光屏上的像仍然是完整的，但亮度較暗；還觀察到蠟燭的火焰左右擺動(dòng)時(shí)，光屏上的像擺動(dòng)的方向與此相反；蠟燭燃燒剩余的長(zhǎng)度較短時(shí)，還發(fā)現(xiàn)像成在光屏的上方。

3.對(duì)學(xué)生分析、概括能力的培養(yǎng)

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)做探究實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的物理現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析凸透鏡成不同的像時(shí)，物距與焦距的關(guān)系、像距與焦距的關(guān)系，這一教學(xué)環(huán)節(jié)在整堂課中是最關(guān)鍵也是最難的。切記不要代替學(xué)生的思考，而要通過學(xué)生進(jìn)行分析、比較，引導(dǎo)他們概括和總結(jié)，這樣才能進(jìn)行由特殊到一般的思維方法的訓(xùn)練，使其抽象思維能力得到發(fā)展與提高。例如本節(jié)實(shí)驗(yàn)：逐一分析記錄的物距和像距，得出：只有物距大于二倍焦距，才能在光屏上得到一個(gè)倒立的、縮小的實(shí)像，且像距大于一倍焦距小于二倍焦距；只有物距等于二倍焦距時(shí)，才能在光屏上得到一個(gè)倒立的、等大的實(shí)像；只有物距大于一倍焦距小于二倍焦距，才能在光屏上得到一個(gè)倒立的、放大的實(shí)像；物距等于一倍焦距時(shí)，不成像；只有物距小于一倍焦距，取下光屏透過凸透鏡才能觀察到正立的放大的虛像。列表表示物距與焦距的關(guān)系、像的性質(zhì)、像距與焦距的關(guān)系學(xué)生有些困難，這樣師生共同努力完成下表：

4.對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)物理以來第一個(gè)較大較難的實(shí)驗(yàn)，所以這次實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰宛B(yǎng)成良好的習(xí)慣尤為重要。這次實(shí)驗(yàn)，在使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、以及步驟的基礎(chǔ)上，還要嚴(yán)格按照操作規(guī)程有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以養(yǎng)成他們良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)過程中教師巡回指導(dǎo)，提醒他們火柴的使用、儀器的使用以及實(shí)驗(yàn)桌上物品的擺放、表格的設(shè)計(jì)以及物距、像距的記錄等。并逐步引導(dǎo)他們自己根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析歸納得出結(jié)論。

此實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象非常直觀，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中自主研究，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，可以培養(yǎng)他們的觀察能力、實(shí)踐能力、思維能力以及解決問題的能力。整個(gè)過程學(xué)生學(xué)習(xí)積極性非常高，真正體現(xiàn)了在“玩”中學(xué)。