平面鏡成像再探究

一、問題

與學生一起完成平面鏡成像探究后，有一組學生提出：“如果有兩面平面鏡，那么在鏡子中是不是會有兩個蠟燭的像呢？”學生的問題給我帶來了靈感，我嘗試著利用兩面平面鏡看是否在鏡中能看到兩個像，不試不知道，這一試，讓我大吃一驚，兩面鏡子的夾角不同，在鏡中能觀察到像的個數也不同，不只是兩個像，可以是3個、4個、5個像……無數個像，更出乎我意料的是：當兩面鏡相互垂直時，能得到物體的“真像”，也就是這時，鏡中的像相對物并非左右相反，而是相同的“真像”。這是很好的探究素材，既然學生提出了問題，為什么不給學生提供時間、空間、素材，讓他們對平面鏡成像探究得更深入，更透徹呢？我決定給學生機會，可是如何引導學生去探究才有意義，才能更好地激發學生學習物理的興趣和探索精神呢？

二、設計

《初中物理新課程標準》強調物理教學要通過科學探究，使學生經歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發展初步的科學探究能力，形成尊重事實、探索真理的科學態度。強調讓學生經歷科學探究過程，培養學

生的探索精神、實踐能力以及創新意識。考慮到兩面平面鏡成像時，不確定的因素較多，影響成像個數的因素有兩個，一是兩面鏡的夾角；一是物體所在位置。結合學生的思維特點，明確探究所要達到的目標如下：

（1）提出問題：學生能從實驗觀察中發現與物理學有關的問題。

（2）猜想與假設：嘗試根據經驗和已有知識對問題的成因提出猜想。

（3）制定計劃與設計實驗：明確探究目的和已有條件，經歷制定計劃與設計實驗的過程；嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識。

（4）進行實驗與收集證據：能通過觀察和實驗收集數據。

（5）分析與論證：經歷從物理現象和實驗中歸納科學規律的過程；嘗試對探究結果進行描述和解釋。

（6）交流與合作：有準確表達自己觀點的意識。

本節教學流程如下：

三、案例

1.教師展示實驗

在學生進行了平面鏡成像特點的學習之后，基于學生已有知識，教師用多媒體展示圖片（如圖1）。

師：請同學們認真觀察，覺得這張圖片有問題嗎？

你認為是真的還是假的？

生1：有問題，平面鏡成的像是與物左右相反的，鏡子里面的杯子提手應該與實際的杯對稱。我覺得肯定不是真的，而是人為畫的。

生2：我覺得有可能是真的，因為圖片看起來有三面鏡子。我們又沒有試過三面鏡子能不能成這樣的像，所以我覺得可能是真的，也可能是假的。

為了讓學生看得更清楚，我把圖片進一步放大。學生認真觀察能發現鏡子下方的兩條痕跡。

生3：這張圖有很大的欺騙性，我認為應該只有兩面鏡子，只是這兩面鏡子相互成角度放。但是我不肯定是真的。

其他學生經這位同學的提示，都很仔細地觀察，確實觀察到了這個小小的細節，大部分同學都比較贊同第三位同學的觀點。

2.學生觀察并提出問題

生4：平面鏡的像是與物左右對稱的，為什么物體在兩面鏡子面前成的像就不一樣了？難道我們探究的平面鏡成像特點有錯？

生5：可能是杯子在兩面平面鏡中進行了兩次成像，第一次與實物杯子成左右對稱的像，然后像又在另一面鏡子里成左右對稱的像，這樣我們看到的像實際上經過兩次成的像，就好像“負負得正”。

生6：兩面鏡子要怎么放才行？看圖片好像是成一夾角的。

生7：物體離兩面鏡子要多遠才行呢？

生8：應該與放的位置有關系。

師：那我們現在應該怎么證實我們自己的想法？需要什么儀器？請各位小組長上臺來選。

（提供給學生平面鏡、乒乓球、飲料瓶、方木塊，直角三角板，小組長選定自己小組所需要的儀器。從教學現場看，學生較多選擇乒乓球，兩面鏡子。）

3.學生實驗

學生根據觀察圖片鏡子的放置情況，嘗試實驗，把乒乓球放在兩鏡子前，并沒有觀察到“真像”，卻發現了新的現象：從鏡中能看到多個乒乓球的像，學生很詫異，繼續改變兩鏡子的夾角，看到像的個數不斷變化，使鏡面的夾角相同，乒乓球放置的位置不同，所得像的個數也不同。

4.學生分析與論證

學生根據實驗發現：隨著兩鏡子夾角減小，從鏡子看到像的個數就越多，當兩鏡子夾角為零時，也就是兩鏡面平行時，在鏡中能得無數個像。學生嘗試對探究結果進行描述和解釋：是像又成像，物體經一面平面鏡成像后，這個像又在另一成鏡成像，以此類推就得到了無數個像。

師：同學們用所選的儀器在鏡子得到“真像”了嗎？

生9：所用的乒乓球太小了，不好辨別。

有些小組開始換用飲料瓶了，他們也發現，用手固定鏡子不容易使鏡面與桌面垂直，才想到了用方木塊來固定既方便又平穩。學生在擺弄過程，慢慢發現一些規律：要得到“真像”就要使物體的左側成像在右邊的鏡子，而物體的右側就要成像在鏡子的左側，而且又要連接完整，只有當兩面鏡子的夾角成90度時才能得到。

最終學生得出結論：圖片是真的，只是利用了兩面平面鏡，而且它們的夾角為90度，杯子放在鏡子前適當的位置就可以得到“真像”，物理原理仍是平面鏡成像特點的結果。

四、反思

教學過程最成功之處在于引入，一張圖片的真假，立刻吸引了學生的注意力，同時更引起了他們的極大興趣，以致每位學生觀察都很仔細，而且也積極地調用了已有的知識進行猜想與假設；其次，比較成功之處還在于學生在實驗的過程中，不僅用實驗驗證了自己的想法，還發現了新的現象，解決了新的問題，“隨著兩鏡面的夾角減小，在鏡中能得到的像越多，由此推導出，當兩鏡面平行，也就是夾角為0度時，就有無數個像。”學生的推導與現實生活中觀察的現象相符。在情感方面，學生通過自行設計、自行探索，進而發現“新”的現象和總結出“新”的規律，使他們能夠享受成功的喜悅和探索的樂趣。這次課給我最大的啟示就是：學生自己能做的盡量讓學生自己去，給學生一片和諧、自由、團結的空間和時間，他們表現更精彩！