《凸透鏡成像規(guī)律》教學(xué)方法探討

黃 靜

(廣東省廣州市白云區(qū)嘉禾中學(xué) 510010)

凸透鏡成像規(guī)律歷來(lái)是教學(xué)的難點(diǎn)，因?yàn)橐?guī)律比較多，比較抽象，很多學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候覺(jué)得很難理解，對(duì)凸透鏡成像的規(guī)律死記硬背.導(dǎo)致的后果是學(xué)不懂，考試題型靈活一點(diǎn)就不會(huì)解題，失分比較大，久而久之，甚至影響學(xué)習(xí)物理的興趣.

如何能更好的開(kāi)展凸透鏡成像的教學(xué)呢，既能提高教學(xué)的有效性，又能提高教學(xué)的趣味性，讓學(xué)生可以在愉快中掌握好凸透鏡成像的規(guī)律.在多年的教學(xué)中，我覺(jué)得可以從下面四個(gè)方面開(kāi)展教學(xué)：

一、直觀(guān)法

在教學(xué)中，往往發(fā)現(xiàn)學(xué)生為什么總是在凸透鏡成像規(guī)律中，會(huì)把幾個(gè)規(guī)律弄的很混亂？源于在學(xué)生的心目中，總是認(rèn)定凸透鏡就是放大鏡，放大鏡的規(guī)律就是正立放大的像.其他的規(guī)律就胡亂記，死記硬背，結(jié)果考試的時(shí)候張冠李戴，把幾個(gè)規(guī)律寫(xiě)的亂七八糟.那如何能改變學(xué)生心目中，凸透鏡就是放大鏡這一概念呢？我覺(jué)得可以讓學(xué)生利用直觀(guān)法，把凸透鏡就是放大鏡這一概念給轉(zhuǎn)變過(guò)來(lái).

直觀(guān)法就是在新授課時(shí)，每?jī)蓚€(gè)學(xué)生或四個(gè)學(xué)生組成一組，每組發(fā)一個(gè)凸透鏡給他們，讓學(xué)生拿著凸透鏡去進(jìn)行觀(guān)察物理課本.剛發(fā)凸透鏡的時(shí)候，如果老師問(wèn)學(xué)生那是什么工具的時(shí)候，大部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為那是一個(gè)放大鏡，因?yàn)樗麄冊(cè)谏钪锌吹降木褪欠糯箸R.然后逐步的引導(dǎo)學(xué)生在離書(shū)本較近的地方觀(guān)察某個(gè)詞語(yǔ)，譬如讓他們觀(guān)察“物理”的“物”字，提問(wèn)學(xué)生看到了什么.這個(gè)時(shí)候大部分的學(xué)生都能看到“物”字是放大的，接著讓他們體會(huì)一下什么叫“正立”.接著，讓學(xué)生把凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離書(shū)本，在這個(gè)過(guò)程中，有一段距離他們會(huì)感覺(jué)到什么也看不見(jiàn).而在下一刻，他們會(huì)觀(guān)察到看到的“物”字是放大的，而且是反過(guò)來(lái)的，這是引導(dǎo)他們思考什么叫做“倒立”的像.這個(gè)時(shí)候通常學(xué)生都會(huì)很興奮，覺(jué)得和平常放大鏡看到的效果原來(lái)可以不一樣的.緊接著，讓學(xué)生繼續(xù)把凸透鏡拉遠(yuǎn)一些，讓他們自己觀(guān)察，說(shuō)說(shuō)看到的效果，這時(shí)做得快的學(xué)生就可以看到了“縮小的倒立”的“物”字，做得慢的學(xué)生聽(tīng)到有這么新奇的效果，也會(huì)加把勁努力把這種效果找出來(lái).最后，讓學(xué)生舉著凸透鏡，觀(guān)察遠(yuǎn)處的房子，這時(shí)，往往全部學(xué)生都會(huì)沸騰起來(lái)，因?yàn)?，他們看到了房屋變成了“倒立的”，并且是“縮小”的.這時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，為什么用同一個(gè)放大鏡觀(guān)察同一個(gè)物體，可以看到多種不同的效果？經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生感受到應(yīng)該是放大鏡離觀(guān)察物體的距離遠(yuǎn)近不同而導(dǎo)致的.

通過(guò)直觀(guān)法，可以讓學(xué)生比較直觀(guān)的感受到用凸透鏡觀(guān)察到的物體，由于距離的原因會(huì)有不同的.這樣，大大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)了他們的求知欲，這樣有利于開(kāi)展后面系統(tǒng)的教學(xué)，得出凸透鏡成像的規(guī)律.

二、圖像法

在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律之前，我們已經(jīng)教會(huì)了學(xué)生凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用，教會(huì)了他們?nèi)绾萎?huà)幾條特殊光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡后的光路圖.在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律時(shí)，我們就可以使用圖像法，讓他們把兩條特殊光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡的光路圖給畫(huà)出來(lái).如圖1,圖2所示.

這樣就可以很清楚的從圖1,圖2中看出，像的正立倒立，放大、等大、縮小.甚至讓學(xué)生理解了什么是真實(shí)的光線(xiàn)，什么是光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)，實(shí)像是怎樣形成的，而虛像又是怎樣形成的.初步接觸物距、像距的概念，從而帶出凸透鏡成像的規(guī)律.

三、實(shí)驗(yàn)法

經(jīng)過(guò)直觀(guān)法和圖像法，學(xué)生心中已經(jīng)有一個(gè)關(guān)于凸透鏡成像的大致概念.那接著，我們就可以讓學(xué)生來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)做實(shí)驗(yàn)的方法，再次驗(yàn)證凸透鏡成像由于物距的不同，成的像特點(diǎn)就不同，明確得出凸透鏡成像的規(guī)律.

具體的實(shí)驗(yàn)步驟可以如下設(shè)計(jì)：

①把透鏡放在光具座標(biāo)尺中央，從透鏡的位置開(kāi)始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距f和2倍焦距2f的位置.

②點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.

③把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠(yuǎn)的位置上，調(diào)整光屏到透鏡的距離，使?fàn)T焰在屏上成一個(gè)清晰的像，觀(guān)察像的大小、正倒.測(cè)出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離，把數(shù)據(jù)記錄在表格中.

④繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，觀(guān)察像的變化是放大還是縮小，是正立還是倒立，蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離測(cè)出，將數(shù)據(jù)記錄在表格中.

⑤當(dāng)蠟燭到一定位置上時(shí)，光屏沒(méi)有像，用眼睛直接對(duì)著凸透鏡觀(guān)察蠟燭的像，把蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡的距離，像是放大還是縮小的，像的正倒，填入表格中.

實(shí)驗(yàn)中，特別要體驗(yàn)出光屏上接收到的是實(shí)像，不能用光屏接收，只能用眼睛觀(guān)察的是虛像.但要注意，眼睛既能觀(guān)察實(shí)像也能觀(guān)察虛像.

最后，結(jié)合圖像法和實(shí)驗(yàn)法，讓學(xué)生自己總結(jié)歸納出凸透鏡成像的規(guī)律如下表：

物距像的特點(diǎn)正/倒大/小虛/實(shí)像距u2fu=2f倒立等大實(shí)像v=2fu>2f倒立縮小實(shí)像f

四、口訣法

在經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)探究后，還要教學(xué)生牢固掌握、記憶知識(shí)，以便在做題時(shí)可以很快回憶起來(lái).除了靠機(jī)械記憶外，還可以采取一些技巧性的記憶方法.所以，參考很多教參和教學(xué)方法后，我把凸透鏡成像規(guī)律編成瑯瑯上口的口訣，對(duì)凸透鏡成像規(guī)律記憶時(shí)，可以使用口決，這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，便于記憶和運(yùn)用.口訣法如下： “一焦分虛實(shí)，二焦分大小；虛像同側(cè)正, 物遠(yuǎn)像變大；實(shí)像異側(cè)倒，物遠(yuǎn)像變小”.

“一焦分虛實(shí)”，在焦點(diǎn)以外，成實(shí)像，在焦點(diǎn)以?xún)?nèi)，成虛像，焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn).

“二焦分大小”，在二倍焦距以外，成縮小的實(shí)像，在二倍焦距以?xún)?nèi)，成放大的實(shí)像，二倍焦距點(diǎn)是放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn).

“虛像同側(cè)正”,像和物在凸透鏡同一側(cè)的話(huà)，成的是正立的虛像.

“物遠(yuǎn)像變大”，成虛像時(shí)，凸透鏡離物體越遠(yuǎn)，成的虛像就越大.

“實(shí)像異側(cè)倒”，像和物在凸透鏡兩側(cè)的話(huà)，成的是倒立的實(shí)像.

“物遠(yuǎn)像變小”，成實(shí)像時(shí)，凸透鏡離物體越遠(yuǎn)，成的實(shí)像就越小.

通過(guò)口訣法，加深學(xué)生理解凸透鏡成像規(guī)律的特點(diǎn)，能對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)效果起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用.

以上這些是針對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的一些教學(xué)方法，并不全面.還有待教學(xué)一線(xiàn)的教育工作者們?cè)趯?shí)際的教學(xué)工作中不斷探索，不斷改進(jìn).無(wú)論采用怎樣的方法，只要從學(xué)生出發(fā)，盡最大可能去激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，讓他們能主動(dòng)學(xué)習(xí)，相信會(huì)使學(xué)生更好的掌握凸透鏡成像規(guī)律，取得較好的成績(jī).