關于《探究透鏡成像規律》的教學建議

摘 要：“探究凸透鏡的成像規律”是初中物理教學的難點，可以從生活中找資源、讓學生真探究、安排好探究順序、改進實驗器材，以突破教學難點。

關鍵詞：教學難點；生活資源；三個區域；探究順序；器材改進

“探究凸透鏡的成像規律”是初中物理的經典實驗，盡管教學本節之前學生已經學習了小孔成像、平面鏡成像，初步認識了透鏡，對實像、虛像、物距、像距、焦距的概念也有了認識，然而在教學本節內容時不少老師還是感到棘手。為此，我校對本節課教學進行了專題研討，下面將討論后的做法整理如下，供大家商榷。

一、從生活中找資源

本小節教學感到困難的原因之一就是凸透鏡成像類型多，學生對凸透鏡成像的感性認識不足。為了分解難點，我們認為可以從學生已有的生活經驗入手，設計以下的教學活動：（1）上課開始，教師指導學生研究智能手機上的照相功能，觀察鏡頭，比較像與物的大小，讓學生體會到凸透鏡可以成縮小的像。（2）指導學生研究教室里的投影儀，觀察鏡頭，比較展示臺上的物和屏幕上的像的大小，使學生認識到凸透鏡還可以成放大的像。（3）指導學生用凸透鏡看課本上的字，使學生認識到凸透鏡還可以成正立放大的像。（4）引導學生將凸透鏡逐漸遠離課本上的字，觀察像的變化，使學生認識到成像性質與u有關系。

完成以上四步教學活動后，學生認識到了凸透鏡至少可以成三種類型的像，同一凸透鏡成像性質與物距有關。學生有了這個感性認識，教師可以自然地引出問題：凸透鏡成像性質與物距之間存在什么關系呢？

生活經驗是重要的教學資源。當教學出現困難時，不妨從學生的視角出發，找出學生熟知而又有助于完成教學任務的生活物品作為橋梁，突破教學難點。

二、讓學生真探究

在討論過程中，我們將以下兩種常用的實驗方案進行比較。

方案一：（1）學生熟悉實驗器材，組裝調整器材，出示表格。

（2）學生通過觀察找出四種情況下的成像性質。

（3）記錄像距與焦距的關系。

（4）總結凸透鏡成像規律。

方案二：（1）學生熟悉實驗器材，組裝調整器材，設計表格。

（2）學生通過實驗記錄四種情況下多組物距、像距的數據。

（3）分析u、v與f的關系以及像的虛實。

（4）總結凸透鏡成像規律。

第一種方案中，教師先給定物距的三個區域，學生按教師的要求將物體分別放在四種區域下，觀察像的性質。按照這種方案完成實驗，層次分明，花費時間短。但學生常常產生疑問：為什么要分成這三個區域呢？該方案中分區域是教師給定的，沒有經過學生的探索、分析、思考，這不符合學生的認知規律；實驗結論來得太容易，學生不需要努力，思維得不到訓練，因而結論很容易遺忘；實驗不需要搜集和處理數據，學生沒有參與真正意義上的科學探究，因而學不到科學研究方法。

第二種方案中，實驗前由于學生已對照相機、投影儀、放大鏡進行了研究，大體知道凸透鏡成像的幾種情況，體驗到成像性質與物距有關。成像性質與物距到底是什么關系？這正是實驗要探究的問題。接下來學生要通過實驗收集數據，對數據進行分析、比較、歸納，尋找到三個區域。因此，教師事先不能給定物距的三個區域。

三、安排好探究的順序

本節課令教師感到困難的另一個原因是需要探究的問題多，對于多個問題可以采取小組合作與逐個突破相結合的策略。比如，“探究u對凸透鏡成像的影響規律”和“探究f對凸透鏡成像的影響規律”是本節課探究的兩個主線。為了處理好這兩個主線，我們安排了以下的教學活動：

（1）讓學生分小組按上述方案二完成第一個問題的探究活動，小組間選擇的凸透鏡焦距不能全相同。（2）探究第二個問題前，讓學生拿兩種不同焦距的凸透鏡并排著觀察課本上的字，增大物距，觀察像的變化。學生會發現像的變化不一致，當焦距小的凸透鏡成倒立縮小的像時，焦距大的凸透鏡仍可能成正立放大的像。學生體驗到焦距是影響成像的因素之一。（3）讓學生回頭觀察記錄探究第一個問題使用的凸透鏡的焦距，在表格上方記錄焦距數值。

“探究凸透鏡成像的像距規律”是本節課要研究的另一個重要問題，我們認為最好安排在探究了上述兩個問題之后，對前面實驗收集到的數據進行分析歸納，單獨“探究凸透鏡成像的像距規律”。

四、改進實驗器材

目前，大部分教材中選擇燭焰為“物”，可能是考慮到實驗器材容易得到，貼切學生生活。但它有幾個明顯的缺點：（1）實驗時燭焰和像總是在不停晃動，學生難準確觀察像；（2）燭焰和像的邊緣是模糊的，像的亮度不夠，難以判定像是否算清晰，難以準確確定像的位置。

我們建議將“物”改換成紅色LED燈，做成字母F形狀，一是可以增加像的亮度，物和像不晃動，像的邊緣清晰；二是物與像不管如何靠近，都不會對器材造成損害；三是不但可以觀察到像上下顛倒，也可以觀察到像的左右是否顛倒。也可用智能手機，事先在手機中做一個黑色背景和紅色字母“F”組成的圖片，調整好亮度，代替LED燈。

作者簡介：葉世文（1967—），男，江蘇省興化市張郭中心校教師，興化市初中物理教學學科帶頭人。