申裕龍
摘 要: 探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實驗是新課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必做實驗之一,作者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生會遇到不少困難,如果學(xué)生糊涂地做實驗,則如囫圇吞棗,只是表面上掌握知識,死記硬背結(jié)論。
關(guān)鍵詞: 問題化解 平面鏡 成像
探究“平面鏡成像特點(diǎn)”的實驗是新課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的必做實驗之一,在教學(xué)中我發(fā)現(xiàn)學(xué)生會遇到不少困難,如果學(xué)生糊涂地做實驗,則如囫圇吞棗,只是表面上掌握知識,死記硬背結(jié)論。老師及時發(fā)現(xiàn)問題,及時化解顯得十分重要,以下是我在教學(xué)中一些體會。
一、器材的選擇
問題1:如何確定像的位置?這是個難點(diǎn),根據(jù)生活經(jīng)驗,學(xué)生很容易猜想出平面鏡成像的特點(diǎn),這時可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)猜想選擇器材。要探究平面鏡成像的特點(diǎn),首先要確定像的位置。學(xué)生遇到這樣的問題:如果把棋子從平面鏡前拿走,與鏡后的像比較大小,則像就不存在了。老師提出問題:“既不拿走鏡前棋子,又要能方便比較大小,有兩全齊美的辦法嗎?”于是學(xué)生發(fā)現(xiàn)要選擇兩個完全相同的棋子,便于確定像的位置。
問題2:為什么用玻璃板代替平面鏡做實驗?老師提出問題。學(xué)生思考后找到答案,因為玻璃板是透明的,可以透過玻璃板看到像的位置。
問題3:有學(xué)生提出用棋子代替蠟燭更好一些。你認(rèn)為選擇棋子和蠟燭哪種做法更好?請說出你的理由。我引導(dǎo)學(xué)生討論這個問題。學(xué)生進(jìn)行討論發(fā)現(xiàn)答案:選擇棋子好,因為蠟燭在燃燒時變短,導(dǎo)致兩支蠟燭不等大,用棋子能更好地比較像與物的大小關(guān)系;還因為用棋子做實驗更環(huán)保。
問題4:將玻璃板和棋子放在白紙上、方格紙上都可進(jìn)行實驗。你認(rèn)為選擇白紙和方格紙哪種做法更好?說出你的理由。選擇方格紙好,理由是使用方格紙可以直接在紙上判斷像與物之間的位置關(guān)系,方便比較像與物到鏡面的距離,使實驗更簡潔。
二、學(xué)生操作
問題1:玻璃板怎樣放置在桌面上?由于學(xué)生之前學(xué)習(xí)了重力的知識,知道重力方向是豎直向下的,受此影響,大部分同學(xué)認(rèn)為玻璃板應(yīng)豎直放置。于是筆者做了這樣的嘗試:一張桌子的桌面是水平的,一張桌子的桌面與水平面成30°,通過實驗,學(xué)生發(fā)現(xiàn)如果是水平桌面,則豎直放置和垂直放置是一樣的,但如果桌面不是水平的,則只能垂直放置,在此基礎(chǔ)上啟發(fā)學(xué)生畫圖分析。
問題2:由于玻璃板有厚度,在白紙上畫出玻璃板的位置時,會有兩條線,記下平面鏡的位置,那么以哪條線為標(biāo)準(zhǔn)較好呢?引導(dǎo)學(xué)生再次觀察像,學(xué)生會觀察到前面的像亮一些,后面的像暗一些,棋子通過玻璃板前面的面成像更清晰,所以結(jié)論是選擇前面的線為標(biāo)準(zhǔn),測量像與物到鏡面的距離較好。
問題3:為了驗證“平面鏡中所成的像是虛像”的猜想,你的操作是什么?你是如何判斷的?學(xué)生往往會出現(xiàn)兩個問題:一是光屏放置在何處,如果放置在沒有成像的地方,則光屏上沒有像就不能說明平面鏡所成的像為虛像;二是怎樣看虛像,如果在玻璃板前面看,則雖然能看到像,但不能說明平面鏡所成像為實像。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出正確操作:移去玻璃板后的棋子,將一張白紙豎直放在棋子的像所在位置,直接觀察白紙上是否有棋子的像。若白紙上沒有棋子的像,則說明平面鏡中所成的像是虛像。
三、數(shù)據(jù)處理
問題1:每組學(xué)生記錄了三組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)像與物到鏡面的距離不相等,偏差較大,這是什么原因呢?引導(dǎo)學(xué)生回顧實驗過程,評價實驗過程??赡苁窍衽c物沒有完全重合,導(dǎo)致像的位置找錯了;可能是玻璃板有厚度,導(dǎo)致距離測錯了;可能是玻璃板沒有垂直放置,導(dǎo)致像的位置偏上或者偏下。
問題2:如果發(fā)現(xiàn)所記錄的像距和物距相差很小,只是估計數(shù)字不同,還能得出像與物到鏡面的距離相等的結(jié)論嗎?學(xué)生會產(chǎn)生疑惑,啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)只是測量誤差引起的數(shù)據(jù)差別,并不能說明像與物到鏡面的距離不相等。
四、評價結(jié)論
問題1:某學(xué)生身高1.6米,當(dāng)該學(xué)生后退10米時,感到像變小了,能否證明像與物的大小不相等呢?當(dāng)然不能證明,眼睛里的晶狀體相當(dāng)一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)光屏。從人眼瞳孔中心對物體的張角與視角相等,所以視角的大小決定了視網(wǎng)膜上物體的像的大小。同一個人,離眼睛遠(yuǎn)的時候,它的視角比近處的視角小,因此,遠(yuǎn)處的人看起來比近處的小,近大遠(yuǎn)小就是這個道理。
問題2:若平面鏡上分布幾個黑墨水點(diǎn),所成的像上也有幾個黑點(diǎn)嗎?當(dāng)然沒有,黑點(diǎn)只是影響反射光的多少,進(jìn)而影響的是像的明亮程度。
明確探究問題,學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題,提出問題。為了降低探究的難度,需要設(shè)置探究階梯,探究形式采用教師引導(dǎo)下的問題啟發(fā)和討論的方式,使學(xué)生既發(fā)揮自主性又不失盲目性。學(xué)生體驗探究過程并能解決基本問題并簡單應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識。
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