淺談光學難學難教問題的突破

姚樂怡

光學在整個初中科學課程中難度不算大，不少學生因為接觸了光學中很多有趣的實驗現象，從而對光學產生了濃厚的學習興趣，但在實際教學過程中，發現很多學生在光學學習中遇到了困難，主要還是對抽象的成像問題理解不到位，導致對一些常見生活現象的解釋似懂非懂，想當然，不求甚解.針對這個問題，筆者結合自身教學經驗，就如何突破光學教學中難學難教的幾個問題進行分析.

1理解“實像”和“虛像”的含義

在光學教學中，遇到過這樣的題目：

問題1王芳同學站在平面鏡前3 m處，她的像到鏡面的距離為[CD#3]m，她在后退的過程中，像的大小[CD#3]（變大，變小，不變）.現將一塊和鏡面一樣大的木板放在鏡子后面1 m處，這時她還能否在鏡子中看到自己的像？[CD#3].

這道題前兩空學生都能答對，但最后一空錯誤率較高.這一空實際上考察的是對“實像”和“虛像”概念的理解.

學生普遍感到物理難學，分析原因在很大程度上是由于思維障礙造成的，在教學過程中，很多老師只注重對概念的記憶而不是理解，導致概念教學的有效性低下，學生對相關概念所涉及知識的進一步學習就有一種思路打不通的現象，遇到新題目往往會束手無策.在光學這一章，如何幫助學生建立“實像”和“虛像”的概念呢？華師大版初中科學教材在七年級下冊學習“小孔成像”一節時，學生對“像”已經有了初步體會，知道“像”的形狀由“物”決定，與小孔的形狀無關，“像”是亮的，而“影”是暗的，兩者有明顯區別.對于“實像”是由實際光線會聚而成，能在光屏上呈現，且能用肉眼觀察，這一概念可以通過小孔成像的實驗得到理解，學生也易于接受.“虛像”的概念最早出現在八年級下冊“平面鏡成像”的教學過程中，教師可以通過與“實像”概念的對比，在平面鏡成像實驗中，首先讓學生用肉眼觀察能否看到蠟燭的像，然后用白紙在玻璃板背后前后移動，觀察蠟燭的像能否呈現在白紙上，通過這兩個現象引出“虛像”的概念：能被人看見，但不能在光屏上呈現的像.部分老師到這一步就算完成了“虛像”概念的教學，實際上，此時學生對這個抽象的概念還會有很多疑惑，比如，人能看到“實像”是因為光到達光屏成像后，是確確實實存在的，但“虛像”連光屏都不能呈現，肉眼又怎么能看到？肉眼接收的光又來自哪里？

顯然，這里通過實驗現象直接給出“虛像”的概念太過粗糙，教師需要進一步結合平面鏡成像的光路圖，給出反射光線的反向延長線交于一點，即像點，借助于像點進一步分析.眼睛與蠟燭位于同側，蠟燭發出的光經平面鏡反射能進入人眼，肉眼能看到像是因為有真實的光進入人眼（反射光）.但人的感覺是光線沿直線傳播，好像光是從平面鏡背后的像點發出，所以就認為鏡子背后有了像.而我們知道平面鏡是不透明的，不可能有實際光線穿到背后，所以將光屏放在平面鏡背后去承接像是不可能做到的，也就是說“虛像”不能呈在光屏上.因此，在平面鏡后的“虛像”不是真實存在的，而是由人們想象出來的.以實驗現象為依據，結合光的性質與光路圖一起分析，學生理解“實像”和“虛像”的思維障礙就可以消除了.那么，在平面鏡背后放一塊木板，還能成像嗎？能成像，因為光本來就不會穿[HJ1.15mm]到平面鏡背后去，木板的存在并不影響人對“虛像”的想象.另外，僅1米深的水池，可以成一個像距為384400千米的月亮的“虛像”也就很好理解了.