正確引導學生探究凸透鏡成像的規律

張福田

【摘 要】《探究凸透鏡成像的規律》是初中物理非常重要的一節，得出的成像規律為后面光學的學習提供了理論支持，所以正確引導學生探究凸透鏡成像的規律，獲得豐富、具體的感性認識是非常關鍵的。學生在體驗科學探究的過程中，可培養學生的觀察能力、思維能力、分析、概括能力以及實驗能力。

【關鍵詞】凸透鏡；規律；培養能力

八年級物理（山科版）第四章第二節《探究凸透鏡成像的規律》是學生實驗中最重要的實驗之一，在教學過程中，探究流程的每一個環節，可以讓學生小組合作交流自主完成，同時啟發學生思維、回答問題；鼓勵學生動手、動腦、動筆、動口，鍛煉學生動手能力和科學表達能力，使學生學得主動積極、生動活潑。讓每一個學生感受探究實驗的全部過程，把觀察到的成像規律用準確的語言表達出來，從而培養學生的觀察以及思維能力，教師巡視指導，精講點撥，切記包辦全過程。

1.對學生觀察能力的培養

觀察能力，主要是指人們通過對客觀事物和現象的觀察，從而區別它們的特征的一種能力。在物理學中，主要是觀察物理現象和過程，觀察使用的儀器和裝置以及物理圖表的能力。實踐證明，學生的觀察能力是在觀察活動中逐漸培養和發展起來的。在實驗中，給學生創造觀察的條件，指導觀察的方法，培養勤于觀察的能力，不斷提高他們的敏銳性、深刻性、精確性，逐步形成較強的觀察力。初中學生觀察能力比較薄弱，實驗時，他們的注意力往往會被許多儀器、設備所吸引，盲目亂看，不知道需要觀察什么。因此，我在教學中引導學生一邊觀察一邊思考一下幾個問題：

（1）首先觀察點燃的蠟燭由遠而近向凸透鏡移動，成倒立縮小、等大、放大實像和正立放大虛像時，蠟燭和光屏分別到凸透鏡的距離。

（2）找出凸透鏡成縮小和放大的像的分界點。

（3）找出凸透鏡成實像和虛像的分界點。

（4）觀察凸透鏡成實像和虛像時，當物距增大或減小，像和像距怎么變化，以及像的變化。

（5）觀察凸透鏡成實像時，像與物是同側還是異側。成虛像時，像與物是同側還是異側。

（6）當光屏上成倒立放大或縮小實像時，保持凸透鏡位置不變，講蠟燭和光屏的位置互換，觀察其成像情況。這說明了什么？

特別是在觀察凸透鏡成虛像的實驗時，學生不易完成，因為虛像不能在光屏上呈現，所以無論怎么移動光屏也找不到像。這時可引導學生想一想手拿放大鏡能看清楚報紙上的很小字的方法，提醒學生報紙上的字（物）和看到的字（像）是在凸透鏡的同一側，這樣的話，學生就會想到取下光屏，透過凸透鏡而能觀察到蠟燭的像。

2.對學生思維能力的培養

在教學中，切不可代替學生思考，而是通過學生思考進行分析、比較，并引導他們概括和總結。在這一方面，一、需要平時的訓練。二、需要教師正確的引導。在這一節，我首先讓學生敘述自己所觀察到的現象，在敘述過程中，有目的的進行引導，并且對他們所敘述的內容進行矯正。在我的有意引導下，學生通過感性認識回答出了以下幾個問題：蠟燭從較遠處逐漸向凸透鏡移動的過程中，蠟燭經過凸透鏡先后成倒立縮小的實像、倒立等大的實像、倒立放大的實像、正立放大的虛像；二倍焦距是縮小和放大像的分界點；一倍焦距是實像和虛像的分界點；成實像時物距增大像距減小，像也變小；物距減小像距增大，像也變大；成實像時，物與像異側。成虛像時，物與像同側；成實像時，擋住凸透鏡的一部分，像仍然是完整的，但亮度變暗；蠟燭火焰擺動時，光屏上的像與此擺動方向相反；當蠟燭燃燒剩余較短時，光屏上的像在上方；當光屏上成倒立放大或縮小實像時，保持凸透鏡位置不變，講蠟燭和光屏的位置互換，觀察到的是縮小或放大的像。在做成實像實驗時，不小心擋住凸透鏡的一部分，觀察到光屏上的像仍然是完整的，但亮度較暗；還觀察到蠟燭的火焰左右擺動時，光屏上的像擺動的方向與此相反；蠟燭燃燒剩余的長度較短時，還發現像成在光屏的上方。

3.對學生分析、概括能力的培養

引導學生對做探究實驗時觀察到的物理現象和記錄的數據進行分析，分析凸透鏡成不同的像時，物距與焦距的關系、像距與焦距的關系，這一教學環節在整堂課中是最關鍵也是最難的。切記不要代替學生的思考，而要通過學生進行分析、比較，引導他們概括和總結，這樣才能進行由特殊到一般的思維方法的訓練，使其抽象思維能力得到發展與提高。例如本節實驗：逐一分析記錄的物距和像距，得出：只有物距大于二倍焦距，才能在光屏上得到一個倒立的、縮小的實像，且像距大于一倍焦距小于二倍焦距；只有物距等于二倍焦距時，才能在光屏上得到一個倒立的、等大的實像；只有物距大于一倍焦距小于二倍焦距，才能在光屏上得到一個倒立的、放大的實像；物距等于一倍焦距時，不成像；只有物距小于一倍焦距，取下光屏透過凸透鏡才能觀察到正立的放大的虛像。列表表示物距與焦距的關系、像的性質、像距與焦距的關系學生有些困難，這樣師生共同努力完成下表：

4.對學生實驗能力的培養

凸透鏡成像規律實驗是學生學習物理以來第一個較大較難的實驗，所以這次實驗培養他們的實驗能力和養成良好的習慣尤為重要。這次實驗，在使學生明確實驗目的、原理、以及步驟的基礎上，還要嚴格按照操作規程有條不紊地進行實驗，以養成他們良好的實驗習慣。實驗過程中教師巡回指導，提醒他們火柴的使用、儀器的使用以及實驗桌上物品的擺放、表格的設計以及物距、像距的記錄等。并逐步引導他們自己根據記錄的實驗數據，分析歸納得出結論。

此實驗，現象非常直觀，學生在實驗探究中自主研究，體驗科學探究的全過程，可以培養他們的觀察能力、實踐能力、思維能力以及解決問題的能力。整個過程學生學習積極性非常高，真正體現了在“玩”中學。