淺談平面鏡一課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

沙琦波

【摘 要】探究平面鏡成像的特點(diǎn)是華師大版《科學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)第二章第一節(jié)平面鏡一課的重要實(shí)驗(yàn)，本文從實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思三方面入手，提出了自己在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)上的一些思考。

【關(guān)鍵詞】平面鏡；成像；特點(diǎn)

探究平面鏡成像的特點(diǎn)是華師大版《科學(xué)》八年級(jí)下冊(cè)第二章第一節(jié)平面鏡一課的內(nèi)容。它是在學(xué)習(xí)光的直線傳播與光的反射的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)平面鏡成像的特點(diǎn)、原理與應(yīng)用。本課既與生活聯(lián)系緊密，又為將來(lái)學(xué)到的凸透鏡成像提供感性認(rèn)識(shí)。所以，它既是重要的基礎(chǔ)知識(shí)，又具有承上啟下的作用。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)和技能：知道平面鏡成像的特點(diǎn)。

過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀：在探究像的過(guò)程中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，體會(huì)克服困難、解決問(wèn)題的過(guò)程，獲得發(fā)現(xiàn)成功的喜悅，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

在這樣的目標(biāo)引領(lǐng)下，筆者借助于自制教具輔助教學(xué)，沿著認(rèn)識(shí)平面鏡、探秘鏡中像、深究平面鏡的思路展開(kāi)教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程

（一）認(rèn)識(shí)平面鏡

教師用學(xué)生熟悉的照鏡子引課，問(wèn)：你在鏡中看到了什么？學(xué)生說(shuō)看到了她自己，教師就告訴學(xué)生鏡中的你就是平面鏡所成的像。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)舉例出平靜的水面、光滑的金屬面，玻璃板也能類似成像。教師就告訴學(xué)生們像鏡子，玻璃板這樣表面平滑透明且能夠成像的物體叫做平面鏡。幫助學(xué)生們一起建立起平面鏡模型，即認(rèn)識(shí)平面鏡，激發(fā)探究興趣。

（二）探秘鏡中像

有了平面鏡概念后，教師讓每個(gè)同學(xué)再次拿起鏡子照一照，問(wèn)他們你對(duì)鏡中的像有什么發(fā)現(xiàn)？你會(huì)提出什么問(wèn)題呢？這時(shí)候?qū)W生們便活躍起來(lái)了，有的學(xué)生說(shuō)為什么我舉右手，像舉左手？為什么我離鏡遠(yuǎn)去時(shí)，像也離鏡遠(yuǎn)去？像和我大小一樣嗎？學(xué)起于思，思源于疑，課堂上學(xué)生將自己感到困惑的問(wèn)題一一提出。教師便鼓勵(lì)他們大膽進(jìn)行猜想，隨后順理成章地帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，搜集證據(jù)環(huán)節(jié)。

書(shū)中原有實(shí)驗(yàn)裝置是這樣的：一塊茶色玻璃板、一張布滿方格的紙和兩顆棋子。但是要讓學(xué)生自己想到用這樣的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究是有難度的：難點(diǎn)一、選擇玻璃板代替平面鏡做探究實(shí)驗(yàn)。要探究平面鏡成像的特點(diǎn)，首先要找到像的位置。可是如何做到既能看到物體成的虛像又看到鏡后的物體呢？為了能讓學(xué)生自己想到玻璃板，而不是老師直接硬性地直接給出答案，教師用視頻播放了一個(gè)自己做的“水中蠟燭”的實(shí)驗(yàn)。玻璃杯中有一支蠟燭在安靜地燃燒，往玻璃杯中澆水至蓋過(guò)火焰，蠟燭卻并沒(méi)有被澆滅，為什么蠟燭沒(méi)有熄滅呢？原來(lái)這個(gè)澆的是燃燒的蠟燭通過(guò)玻璃板成的虛像，教師用這個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)，啟迪學(xué)生的思維，讓知識(shí)和方法得到遷移，讓學(xué)生們自主想到可以用玻璃板代替平面鏡來(lái)做探究實(shí)驗(yàn)。難點(diǎn)二、選擇等大的兩個(gè)物體來(lái)比較像和物體的大小。有了玻璃板我們既可以看到物體所成的虛像，也可以看到玻璃板后面的物體，為了比較平面鏡所成的虛像和物體的大小，同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論可以想到用兩個(gè)等大的物體，一個(gè)作為成像的物體，一個(gè)放在像的位置。老師補(bǔ)充說(shuō)明這種方法在科學(xué)上成為等效替代法。但是如何選擇實(shí)驗(yàn)的物體呢？教材中選用了兩個(gè)相同的棋子，也有別的教材選用蠟燭。于是，教師組織學(xué)生討論：你認(rèn)為棋子和蠟燭哪種做成像實(shí)驗(yàn)更好呢？學(xué)生們有的說(shuō)點(diǎn)燃的蠟燭成像更清晰，但是蠟燭在燃燒時(shí)煙熏火燎，燃燒變短導(dǎo)致兩支蠟燭不等大，不好比較物和像的大小，資源也浪費(fèi)。有的學(xué)生說(shuō)棋子做實(shí)驗(yàn)更環(huán)保，而且大小一樣方便比較像與物體大小關(guān)系。但是不管是用蠟燭還是棋子，他們的形狀都是左右對(duì)稱的，而之前學(xué)生觀察到自己舉右手，像舉左手，有了像和物左右對(duì)稱的猜想，那么用蠟燭和棋子都無(wú)法觀察到平面鏡成像時(shí)像與物在左右形狀上的對(duì)稱性。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，老師出示自制的F形教具。這樣的教具，成像清晰，解決了因蠟燭燃燒造成成像蠟燭與放在像位置的蠟燭間長(zhǎng)短不一的問(wèn)題，也避免了空氣污染，不僅能夠探究像與物位置相對(duì)平面鏡的對(duì)稱性，也能觀察到其在形狀上的對(duì)稱性。

在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)教師引導(dǎo)，學(xué)生合作設(shè)計(jì)出探究方案，在過(guò)程中讓學(xué)生體驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

（三）深究平面鏡

實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，書(shū)本強(qiáng)調(diào)，玻璃板要豎直放置在紙面上，那如果，鏡面與紙面不垂直呢？顯然原裝置只能探究平面鏡垂直于水平面時(shí)成像的特點(diǎn)，具有一定的局限性，這在一定程度上也限制了學(xué)生的思維。于是筆者對(duì)裝置進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置主要有三個(gè)可讓固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的平面組成。并且在它們側(cè)面筆者固定了一個(gè)量角器，便于測(cè)量?jī)蓚€(gè)平面之間夾角的大小。該實(shí)驗(yàn)裝置不僅能探究平面鏡垂直于紙面的成像特點(diǎn)，還可以探究平面鏡與物體所在平面成任意角度的成像特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們可以通過(guò)觀察玻璃板后面的F的位置和虛像的位置，結(jié)合量角器讀出兩平面與玻璃板的夾角，來(lái)判斷平面鏡成像的特點(diǎn)。

此環(huán)節(jié)拓展了原有的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的思維得到延伸。學(xué)生們通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，可以總結(jié)出平面鏡成像的特點(diǎn)：平面鏡成像時(shí)，像和物的大小相等，像在鏡面的后方，物到鏡面的距離與像到鏡面的距離相等。物點(diǎn)和像點(diǎn)的連線與鏡面垂直。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思

1.筆者改進(jìn)后的自制實(shí)驗(yàn)教具由3個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的平面組成，可用于探究平面鏡與承放物體平面成任意夾角下的成像特點(diǎn)，使得平面鏡成像的特點(diǎn)更具普適性，有利于學(xué)生的思維進(jìn)一步的拓展和提高。

2.F形的成像物體可隨意移動(dòng)和固定，成像清晰，環(huán)保，便于確定像的位置和大小，還可以觀察比較鏡中的像與原來(lái)的物在左右形狀上的對(duì)稱性。

3.本實(shí)驗(yàn)教學(xué)本著由淺入深地教學(xué)原則，注重實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，注重動(dòng)手創(chuàng)新能力，注重科學(xué)思維的培養(yǎng)。