數軸在凸透鏡成像規律教學中的應用

潘慧繡

[摘要]八年級物理教學中，《探究凸透鏡成像規律》是教學重點，也是教學難點。學生對凸透鏡成像規律理解不深，運用時容易出錯。為有效突破凸透鏡成像規律這個教學難點，培養學生學習物理的興趣，提高教學質量，下面結合教學實踐談談數軸的運用。

[關鍵詞]凸透鏡成像；數軸；表格；記憶

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

在八年級物理教學中，《探究凸透鏡成像規律》是教學重點，也是教學難點。傳統教學中，不少教師采用表格法進行教學，但教學效果不是很理想。為有效提高教學實效，筆者進行了較深入的分析研究。

一、傳統表格式教學的缺陷

由于物理入門不久，引導學生從客觀現象總結物理規律還是有很大難度的。傳統教學中，教師一般做完實驗之后，就把凸透鏡成像規律總結成下表，讓學生記憶。

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

二、數軸法簡介

在多年的物理教學中，我總結出了一個既形象又便于學生理解和記憶的方法——數軸法，用這種方法能有效幫助學生理解凸透鏡成像規律。

數軸法，是將物距在數軸上分成0-f、f-2f和大于2f三段。學生做完凸透鏡成像規律實驗，記錄好實驗數據后，教師就可以邊總結現象，邊畫數軸進行講解。先畫數軸，標上f，邊標邊解釋：“一倍焦距分虛實。”如圖1所示，當物距小于f時成正立放大的虛像（即圖1中的A區域），當物距大于f時成倒立的實像（即圖1中的B區域）。接著標識2f，邊標邊解釋：“兩倍焦距分大小。”此時數軸分成f到2f和大于2f兩個區間。成實像時，若物距居于C區，此時，像距大于2f，再結合該區間在B區范圍內，則所成像為倒立放大的實像。同理，若物距居于D區，則像距小于2f，成縮小的像，再結合該區間在B區范圍內，則所成像為倒立縮小的實像。

三、數軸法應用

用數軸記凸透鏡成像規律，很形象客觀，直接通過數軸的長短來理解物距和像距的關系，便于學生接受。下面用數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，分別標在數軸上。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，即成倒立實像。再由數軸判斷：由于物距是30cm，大于f，小于2f，即物距位于C區，則像距大于2f。根據像距大于兩倍焦距，則成放大的像，結合在B區，所以最終是“倒立、放大的實像”，答案選A。

學生對“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，但真要應用起來麻煩很大。數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，對成績中上等的學生，尤為有用。

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

分析：因為光屏上能得到像，所以成的是實像。根據數軸法，應該選擇B區。但問題的關鍵是本題沒有告訴我們焦距，無法判斷物距、像距和焦距的關系。學生的分析比較簡單。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。”學生直接通過數軸法總結出了自己的規律，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。

數軸法相對表格法來說，更加形象，讓學生由原來的死記硬背，轉化成了形象記憶，能更好地幫助學生理解凸透鏡成像規律。

[參考文獻]

[1]王勇.透鏡及其應用[J].中學生數理化（八年級物理人教版），2007（Z1）.

[2]錢潔.凸透鏡成像規律隨堂練習[J].中學生數理化，2010（10）.

[3]王曉東.透鏡及其應用中考直播[J].數理化學習，2013（9）.

（責任編輯易志毅）