數(shù)軸在凸透鏡成像規(guī)律教學(xué)中的應(yīng)用

潘慧繡

[摘要]八年級物理教學(xué)中，《探究凸透鏡成像規(guī)律》是教學(xué)重點，也是教學(xué)難點。學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律理解不深，運用時容易出錯。為有效突破凸透鏡成像規(guī)律這個教學(xué)難點，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高教學(xué)質(zhì)量，下面結(jié)合教學(xué)實踐談?wù)剶?shù)軸的運用。

[關(guān)鍵詞]凸透鏡成像；數(shù)軸；表格；記憶

[中圖分類號]G633.7[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]16746058（2018）08004502

在八年級物理教學(xué)中，《探究凸透鏡成像規(guī)律》是教學(xué)重點，也是教學(xué)難點。傳統(tǒng)教學(xué)中，不少教師采用表格法進(jìn)行教學(xué)，但教學(xué)效果不是很理想。為有效提高教學(xué)實效，筆者進(jìn)行了較深入的分析研究。

一、傳統(tǒng)表格式教學(xué)的缺陷

由于物理入門不久，引導(dǎo)學(xué)生從客觀現(xiàn)象總結(jié)物理規(guī)律還是有很大難度的。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師一般做完實驗之后，就把凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)成下表，讓學(xué)生記憶。

這張表格總結(jié)很到位，學(xué)生做題多，自然也能記得住表格中的規(guī)律。但對初學(xué)者來說，很抽象，往往出現(xiàn)查字典一樣的效果，做一個題目，查一次表格，不利于學(xué)生的理解和記憶。

二、數(shù)軸法簡介

在多年的物理教學(xué)中，我總結(jié)出了一個既形象又便于學(xué)生理解和記憶的方法——數(shù)軸法，用這種方法能有效幫助學(xué)生理解凸透鏡成像規(guī)律。

數(shù)軸法，是將物距在數(shù)軸上分成0-f、f-2f和大于2f三段。學(xué)生做完凸透鏡成像規(guī)律實驗，記錄好實驗數(shù)據(jù)后，教師就可以邊總結(jié)現(xiàn)象，邊畫數(shù)軸進(jìn)行講解。先畫數(shù)軸，標(biāo)上f，邊標(biāo)邊解釋：“一倍焦距分虛實?！比鐖D1所示，當(dāng)物距小于f時成正立放大的虛像（即圖1中的A區(qū)域），當(dāng)物距大于f時成倒立的實像（即圖1中的B區(qū)域）。接著標(biāo)識2f，邊標(biāo)邊解釋：“兩倍焦距分大小?！贝藭r數(shù)軸分成f到2f和大于2f兩個區(qū)間。成實像時，若物距居于C區(qū)，此時，像距大于2f，再結(jié)合該區(qū)間在B區(qū)范圍內(nèi)，則所成像為倒立放大的實像。同理，若物距居于D區(qū)，則像距小于2f，成縮小的像，再結(jié)合該區(qū)間在B區(qū)范圍內(nèi)，則所成像為倒立縮小的實像。

三、數(shù)軸法應(yīng)用

用數(shù)軸記凸透鏡成像規(guī)律，很形象客觀，直接通過數(shù)軸的長短來理解物距和像距的關(guān)系，便于學(xué)生接受。下面用數(shù)軸法來解決物理問題。

【例1】將一個凸透鏡正對太陽光，可在距凸透鏡20cm處得到一個最小、最亮的光斑。若將一個物體放在此透鏡前30cm處，則可在凸透鏡的另一側(cè)得到一個（）。

A.倒立、放大的實像

B.倒立、縮小的實像

C.正立、放大的虛像

D.正立、縮小的實像

分析：由“20cm處得到一個最小、最亮的光斑”，得知，該透鏡的焦距為20cm，則兩倍焦距為40cm，分別標(biāo)在數(shù)軸上。由“物體放在此透鏡前30cm處”可知物距為30cm。先判斷所成的像是實像還是虛像，由圖像可知

30cm大于一倍焦距，小于2倍焦距，所以選定B區(qū)，即成倒立實像。再由數(shù)軸判斷：由于物距是30cm，大于f，小于2f，即物距位于C區(qū)，則像距大于2f。根據(jù)像距大于兩倍焦距，則成放大的像，結(jié)合在B區(qū)，所以最終是“倒立、放大的實像”，答案選A。

學(xué)生對“一倍焦距分虛實，兩倍焦距分大小”這句話雖然背得滾瓜爛熟，但真要應(yīng)用起來麻煩很大。數(shù)軸法正好彌補了這一缺陷，將這句話“畫”了出來，眼睛看到的比依靠大腦想來的更直觀，對成績中上等的學(xué)生，尤為有用。

【例2】小明在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏到如圖2所示的位置，光屏上得到清晰的（）像，這一成像規(guī)律在生活中的應(yīng)用是（）。

分析：因為光屏上能得到像，所以成的是實像。根據(jù)數(shù)軸法，應(yīng)該選擇B區(qū)。但問題的關(guān)鍵是本題沒有告訴我們焦距，無法判斷物距、像距和焦距的關(guān)系。學(xué)生的分析比較簡單。他們直接得出了答案——成倒立縮小的實像。學(xué)生的回答是：“因為光屏上能得到像，所以成的是實像。又因為像距小于物距，所以成倒立縮小的實像?！睂W(xué)生直接通過數(shù)軸法總結(jié)出了自己的規(guī)律，即直接從物距和像距的大小，判斷像的大小。像距大于物距，則像大于物，成倒立放大的實像；像距小于物距，則像小于物，成倒立縮小的實像。

數(shù)軸法相對表格法來說，更加形象，讓學(xué)生由原來的死記硬背，轉(zhuǎn)化成了形象記憶，能更好地幫助學(xué)生理解凸透鏡成像規(guī)律。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]王曉東.透鏡及其應(yīng)用中考直播[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)，2013（9）.

（責(zé)任編輯易志毅）