1、“探究凸透镜成像规律”的教学建议 “探究凸透镜成像规律”是教师和学生认为初中阶段比较难的一节实验课，原因是：实验过程中概念多、变量多、操作难度大、数据处理难.笔者根据多年的教学探索对本节课提一些教学建议，与同仁们交流. 1 做好上位知识准备 “探究凸透镜成像规律”中涉及几个物理概念和物理名词：实像、虚像、物距、像距、放大和缩小.如果没有任何的上位知识准备，本节实验课既要探索成像规律又要明确概念和名词，无疑加大了授课和学习难度.笔者认为“小孔成像”、“平面镜成像”和“探究凸透镜成像规律”是一脉相传的关系，在前面两个知识的学习中就应该向学生渗透这几个概念和名词，如“探究凸透镜成像规律”实验时学生就
2、应该具备两个上位知识准备：一是说到像，就应该把像和物进行比较，比虚实，比大小，比倒正，比像距和物距；二是知道利用光线法和光屏法区分虚像和实像.这样的上下位迁移既降低了本节课的难度（只专注于“探究凸透镜成像规律” ），又让学生认识到光学知识的各知识点不是割离的，而是相互联系的. 2 实验透镜问题 2.1 不宜在课上测量凸透镜的焦距 笔者认为不宜在本节实验课上测量凸透镜的焦距，其原因一是实验室很难提供那么多平行光源供学生测凸透镜的焦距，如果采用太阳光又受天气和场所的影响，而且测量的误差较大，对接下来的实验探究很不利；二是如果测量凸透镜的焦距，从时间上将减少凸透镜成像规律探究的时间，探究的深度和广度
3、就不能得到保证；从认知上可能会误导或削弱学生对本节课重点知识的判断. 测量凸透镜焦距的方法是需要学生掌握的，笔者建议在学习透镜一节练习. 2.2 选用两种不同焦距的凸透镜进行实验 本实验如果只采用一种焦距的凸透镜进行实验，结论不具备普遍性，所以笔者认为凸透镜宜选用两种，焦距分别为10 cm和15 cm.全班根据所用透镜的不同共分为两个实验大组，实验总结的时候两个大组的数据都采集，这样得出的结论可以避免特殊性，使其更有说服力. 3 怎样从生活中引出探究问题 “兴趣是最好的老师”，教师只有激发学生对某个问题的兴趣，才能使学生产生探究的欲望.所以对于要探究的问题，教师不要简单地直接给出，应该让学生在
4、学习实践活动中自己去发现、去提出. 对于鲁科版的教材而言，引出探究问题并不难，可以利用前一节“生活中的透镜”，方法就是传统的复习旧知引出新知.教师可以分别提问照相机的镜头、投影仪的镜头和放大镜的镜头利用了什么光学元件，然后分别复习三种仪器的成像特点，最后询问学生通过复习引发了他们什么思考，学生对于凸透镜什么情况下成什么特征的像很感兴趣.这时如果教师引导学生仔细看教材上的两句话“照相时，物体离照相机比较远，像是缩小、倒立的.”和“物体离投影仪镜头比较近，像是放大、倒立的.”然后询问学生：这两句话又让你有怎样的思考，问题“凸透镜成像情况与物距有什么样的关系吗”的提出就水到渠成了. 4 教师演示应与
5、学生分组实验相结合 “探究凸透镜成像规律”学生实验本身并不难，难的是得出成像规律.为帮助学生得出成像规律，教师的演示应起到如下的作用： 4.1 明确何为清晰的像 关系透镜成像实验成败的一个关键因素就是：何为清晰的像.如果教师不通过演示，只是单纯地讲解，学生容易把模糊的像，甚至一个光斑当成像.如果教师在演示实验中一边在清晰像的前后移动光屏，一边讲解何为清晰的像，学生在实验中把握的就准，实验误差就小. 4.2 怎样启发学生建立物距与二倍焦距之间的关系 本实验物距与焦距之间的关系学生容易建立，但是如果没有演示实验的帮助学生很难建立物距与二倍焦距之间的关系.教师怎样通过演示实验帮助学生建立物距与二倍焦
6、距之间的关系呢？ 教师演示蜡烛从物距较大（u2f）到物距较小（2fuf）的位置变化时，像的改变情况.让学生感受到当蜡烛在某一个范围变化时，像是缩小的，当蜡烛在另一个范围变化时，像是放大的，但是像大小的变化不是突变的，而是连续变化的.此时，教师要求学生根据演示实验猜想：像和物有没有等大的可能呢？学生的猜想通常是肯定的，这时候教师继续追问：如果像和物等大，那么像距和物距要满足什么条件呢？在学生猜想之后，教师通过演示实验验证学生的猜想，最终帮学生建立：当u=2f时，v=2f，此时像与物等大.此处不宜设计为学生分组实验的原因是：当物距等于二倍焦距时，因为实验误差，在二倍焦距附近都可以呈现较清晰的像，如
7、果不人为地帮助学生消除这个误差，对接下来规律的得出有很大的干扰. 当学生认识到：当u=2f时，v=2f，此时像与物等大，那么二倍焦距这个点的重要性也就体现出来了，接下来学生在分组实验时就能较容易建立物距和二倍焦距之间的关系. 5 学生分组实验的探究内容 笔者认为本实验的探究内容分为三个部分比较好，第一个部分要求在光屏上成清晰缩小的像；第二部分要求在光屏上成清晰放大像（要求放大和缩小的倍数要很明显）；第三部分要求物距小于焦距.前两部分在学生完成实验后分别采集f=10 cm和f=15 cm的三组数据，并完成表1. 表1 物距、像距和像的关系 f =10 cm 2f=20 cm （f=15 cm 2
8、f=30 cm） 在数据收集后，教师应引导学生仔细观察三组物距和像距，通过提示：虽然每组的具体数据不同，但是如果凸透镜成倒立、缩小（放大）的实像时，物距和像距必须满足什么样的条件？因为有了教师演示的铺垫，学生很容易总结出成实像时物距和像距的关系，以及像与物的位置关系. 学生开始探究第三部分时，笔者认为教师可以采用先抑后扬的方式处理.即开始的时候不要做任何解释，只提出实验要求，并呈现表2. 表2 物距、像距和像的关系 f =10 cm （f=15 cm） 学生实验几分钟后，老师问：“你们在光屏上得到像了吗？学生的回答肯定是否定的”.老师说：“光屏上得不到像，我们的结论是凸透镜不能成实像，还是凸透
9、镜不能成像？”因为通过前面的学习，学生通常也能回答正确：光屏上得不到像，可能成虚像，也可能不成像.老师说：“放大镜成的是虚像，像和物位于透镜的同测还是异侧？”学生答：同侧.老师问：“用放大镜观察物体时，眼睛、像和物体的位置关系是怎样的？”在引发学生思考的同时教师可以展示一副眼睛通过透镜观看凸透镜成正立、放大虚像时的图片，加强学生对透镜成虚像时的观察印象.这个时候再让学生重新观察实验，他们往往会发出惊叹声！ 6 怎样引导学生处理u=f不成像的问题 学生分组实验后，教师可画出图1，并引导学生分析以光心O为分界点，如果左侧为物体的分布范围，那么这条光线被分成三部分（u2f，f 7 归纳总结、规律呈现
10、 经过教师演示实验和学生分组实验后，学生可以完成下面表3. 表3 物距、像距和像的关系 学生观察表3后，在教师的引导下可以进一步总结出下面的规律：实像倒立异侧分，虚像正立同侧存.一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小. 8 拓展实验 笔者认为课上增加下面两个实验所用时间不多，但是可以帮助学生更深她的认识凸透镜. 8.1 成实像时，像与物不仅仅是上下颠倒，左右也颠倒 实验方法：当光屏上呈现清晰倒立像时，轻轻向一侧吹蜡烛，观察像在水平位置是否左右颠倒. 此实验如果学生边吹蜡烛边观察像的变化很不方便，所以笔者认为设计为演示实验更合适.教师在实验前先和学生明确吹蜡烛的方向，实验时学生就可专心观察像的水平变化情况. 8.2 凸透镜被遮住一半后，还能成完整的像吗？ 这个拓展实验笔者认为可以先提出问题引发学生猜想，猜想后再进行实验，实验中提醒学生注意观察像的明亮度的变化. 在教学过程中总会存在教师认为难教、学生认为难学的内容，但是如果我们立足于学生实际，认真研究教材，积极探索，相信教学效果一定越来越理想.第 6 页 共 6 页
