《探究凸透鏡成像規律》的認識與再設計

熊德鑫

【內容摘要】文章通過對滬粵版初二物理3.6節《探究凸透鏡成像規律》的教學重點、難點進行分析，有針對性的對實驗探究過程分解并重新設計，激發了學生的求知欲望，有效降低了各探究過程中的難度使學生更從容得進行實驗從而培養學生探究能力與數據分析能力。

【關鍵詞】凸透鏡 成像 探究

在探究凸透鏡成像規律的教學過程中，初二學生第一次在物理學習上遇到多層難題的集中碰撞，其中操作技能與技巧的運用，實驗現象的發現，數據的處理與分析，成像規律的總結等都給學生的學習造成了困難。課本提供的教學過程太過簡化，引導提示不足，難點十分集中如：成像時物距、像距、焦距間的關系，像的正、倒立問題，放大與縮小的問題同時呈現在同一份表格中。這樣的處理方法，讓學生難以全面思考。多個變量同時關聯改變，數據分析處理的難度陡現高峰，不利于學生的接受。為了“分散難點，突出重點”，把凸透鏡成像規律的探究的難點分解為六個板塊，予以分步解決。

一、創設有效物理情境，感知凸透鏡成像，激發學生學習興趣

我首先拿出一個發光的“成功”字牌，我想將它送給班上的每個同學，大家能否用我們學過的凸透鏡接收呢？同學感到新奇，上一節只介紹過凸透鏡的一些基本概念，沒有講到凸透鏡的使有，有些同學在不知道操作的情況下找到像，當同學能找到像或看到別人找到像時就能激發了他們對凸透鏡的探究欲望。

二、猜想成像決定因素，聯系以前所學，對實像和虛像的再認識

提問學生對于成像情況是否有自己的疑問，完成實驗探究的第一步提出問題。引導學生比較之前活動中的不同因素，成不同像時什么因素發生了變化，得出物體到凸透鏡的距離不同，像到凸透鏡的距離也不同，引入物距、像距的概念，從而猜想可能是物距、像距的不同造成的了成像情況的不同。復習之前平面鏡成像時實像與虛像的概念，區分之前所得的放大、縮小像哪些是實像，哪些是虛像。

三、認識實驗器材，通過找像活動熟悉器材使用方法

應用PPT課件講解光具座的使用方法，重點講解物距、像距、像的大小的測量。設計學生活動在光屏上找一個像，此處難點是無論怎樣移動光屏都不能在屏上找到清晰的像，需要教師下臺指導。活動后提問找到了像的學生是怎樣找到像的？為什么說自己找到的是最清晰的像？你是否讀出了此時的物距和像距，是多少，怎樣讀的？有些同學的像沒有成在光屏的中央，在上方或下方怎么辦？測像的高度時，我們要測量其兩個圓心間的距離。讓學生在動手操作的過程中體驗實驗器材的使用，相應物理量的測量。

四、分解凸透鏡成像規律，分步探究、總結成不同像的規律

凸透鏡成像規律的探究是本節課的重點和難點，本著分散難點的原則我決定將三個主要規律的探究分割開來，先讓學生找到成倒立、縮小的實像，并測出此時的物距、像距、像的大小并將這些數據記錄在實驗表格中，下如表所示：

實驗中我故意加入測量像的大小的環節是為了變于之后總結像的大小隨物距的變上而變大。將實驗數據填入表格中以后，我會利用軟件將數據以物距從大到小的排列，之后請學生試著總結出凸透鏡成放大像的規律。

上一規律是凸透鏡成像的第一個規律，也是我在這個環節中所花時間最多的一個，主要原因還是學生實驗操作能力相對較弱，有了這次的實驗經歷學生再在探究成倒立、放大的實像就簡單一些。學生動手探究后將數據填入對應的表格中。實驗中加入對遮住凸透鏡上半部或下半部，觀察像的情況的探究加深學生對成像情況的認識，為以后完成相應習題做準備。有了前面總結規律的經驗，學生現在此時總結起成倒立、放大實像的經驗將會變得簡單。學生還能對“像的大小隨物距的減小而增大，而像的距離隨物距的減小而增大”進行驗證。

有了剛才得到的兩條規律，學生對于焦距或幾倍焦距的概念會比較敏感，可以讓學生猜想如果凸透鏡要成正立放大的像，那物體要在什么范圍內？這里可以提示學生自己在使用凸透鏡看課本上的字時，是否有物體？是否有凸透鏡？是否有光屏？學生會發現透過凸透鏡能看到像，類比之前所學的平面鏡成像，可知正立放大的像是虛像，同時得到成正立、放大虛像的規律。

五、凸透鏡成像規律的完善與再驗證

得到凸透鏡成像規律后發現當物體從2f外不斷靠近凸透鏡的過程中，像由小變大，那么提問學生是否存在像與物大小相同的情況，再有提問學生是否有個位置是實像與虛像的分界點？猜想并對自己的猜想進行驗證。由此完成對u=2f、u=f兩處的探究。實驗中所用到的凸透鏡是f=10cm的凸透鏡，由此得到的凸透鏡成像規律也適用于其它凸透鏡嗎？請學生應用f=5cm的凸透鏡再次驗證我們所得的規律。此過程既是培養學生質疑的思想，也想通過再操作加深學生對規律的理解。

六、凸透鏡成像規律的應用

受到課堂時間的限制，最后我用PPT播放出不同規律在生活中的應用，讓學生認識到物理來源于生活也將服務于生活。若有時間，重復課前的活動，希望那些開始沒有得到“成功”二字像的同學現在能夠收獲本堂課的成功。

（作者單位：江西省南昌市北京路學校）