在比较中突破初中光学难点

潘孟龙

摘要：比较是物理思维的基本方法。在教学中，通过比较求异可以有效地帮助学生理解初中光学中的影和像、会聚和发散、实像和虚像等概念的区别，从而突破这些教学难点。

关键词：光学难点比较突破

所谓比较，就是确定事物之间差异点和共同点的抽象思维方法。在物理学中，由于研究对象的复杂性、广泛性和多样性，比较的形式也是多样的。有的比较同一物理事物在不同时间的情况，有的比较不同物理事物在同一时间的情况，有的比较研究对象随条件的变化情况，有的比较的目的是求同，有的比较的目的是求异，有的比较要在静态下进行，有的比较则要在动态下进行。在初中光学教学中，通过比较求异为目的可以有效地帮助学生理解影和像、会聚和发散、实像和虚像等概念的区别，从而突破这些教学难点。

一、“影”和“像”的比较

学生对“影”和“像”这两个概念的认识是有足够的生活经验的。教学中，满以为在感性材料如此丰富的基础上，学生会很轻松地理解“影”和“像”的概念，殊不知，在回答“河岸上的树会在水中形成‘倒影，这个‘倒影是：(1)光的直线传播形成的；(2)光的反射形成的；(3)光的折射形成的”这一问题时，有相当多的学生选择“光的直线传播形成的”这个错误答案。显然，学生对“影”和“像”这两个概念的本质特征是不理解的。怎样引导学生理解“影”和“像”的区别呢?笔者没有为了得出正确答案反复去讲解概念，而是给出这么两个问题，让学生思考、比较。问题一：两个你熟悉的身高、体型差不多的同学，如果让你只看他们在地面上的影子，你能辨认出哪个影子是谁的影子吗?问题二：如果让你只看他们合影的相片，你能辨认出相片上谁是哪位同学吗?学生通过积极地思维比较，找出了“影”和“像”的本质区别。“影”是人物的轮廓，“像”是人物的形象——即有“鼻子”有“眼”。之后让学生查找字典中关于“影”和“像”的解释是否跟我们的理解一致。这样的比较，学生掌握了概念又享受了成功的喜悦。回过头来，老师只要对“倒影”稍加解释，学生就很容易明白倒影是像而不是影，从而得出倒影“是光的反射形成的”的正确答案。

二、“会聚”和“发散”的比较

对于会聚光和发散光，学生是在观察凸透镜、凹透镜对平行光的作用这一实验现象后建立起来的概念，以此为基础，他们往往以光线是否相交来判断是会聚光还是发散光。通过对会聚光路图和发散光路图的比较，可以顺利地纠正学生的这一错误判断。甲、乙中的折射光都是相交的。但通过比较两图就会发现，如果没有透镜，甲图的光将相交于A点，乙图的光将相交于B点；有了透镜的折射，甲图的光很快相交于C点，乙图的光较后才相交于D点。可见，甲图的折射光比入射光更聚集，而乙图的折射光比入射光更散开。所以甲图的折射光是会聚的，乙图的折射光是发散的。这么比较纠错，学生自然就知道：所谓会聚和发散都是以折射光跟原来的入射光相比较而言的。折射光比入射光更聚集的就是会聚，折射光比入射光更离散的就是发散。

三、实像和虚像的比较

实像是由实际光线相交而成，虚像是由实际光线的反向延长线相交而成。只从这一定义出发去判断像的虚实，需要作出相应的光路图，这对于初中生来说是很不容易做得到的。但是，如果以实验事实为基础，引导学生比较观察到的实像和虚像的实验现象，学生就会轻而易举地掌握实像和虚像的判断方法：能用光屏呈现的像、倒立的像是实像，不能用光屏呈现的像、正立的像是虚像。

四、照相机、幻灯机和放大镜成像原理的比较

照相机、幻灯机和放大镜成像是利用凸透镜不同的成像条件制成的。尽管学生有了实验的感性认识，并且对照相机、幻灯机和放大镜成像的原理进行了列表比较。可是学生还是时常张冠李戴，或者是把幻灯机的原理用在照相机上，或者是把放大镜的原理用在幻灯机上。在教学时，笔者让学生将照相机、幻灯机和放大镜的用途进行比较后，做了形象的比喻：如果把幻灯机的原理用在照相机上，那么拍摄人像时，胶片将比人像本身还要大，要是拍摄教学楼，那么胶片就要比教学楼大，这样的相机便于使用吗?(学生笑)如果把幻灯机的原理用在放大镜上，会是怎样的情况呢?提出问题后，在学生的思维过程中，笔者进行了生动形象的演示：手拿着放大镜观察课本，而头却掉转180度去观察(因为像物是异侧的)。学生看着笔者别扭的表演，放声大笑。但，他们是在笑声中进行比较的，是在比较中欢笑的。在笑声中他们真正体会到了：照相机必须是成缩小的实像，放大镜必须是像物同侧。

其实，由于比较是抽象和概括的前提，是归纳、类比和分类的基础。故比较的方法在物理思维中占有重要的地位，起着重要的作用。在教学中，运用比较求异的方法——既比较两个或两个以上对象的不同点，关键是要引导学生理解好比较的对象和被比较的特性。上面提到照相机、幻灯机和放大镜成像是利用凸透镜不同的成像条件制成的。用照相机拍照时，得到的像是缩小的，靠近被拍照物时，像变大。这里说的“像是缩小的”和“像变大”，它们的比较对象就不同。前者比较的对象是物和像，后者比较的对象则是像和像。“像变大”被比较对象的特性是：后像比前像大，但前后两像相对于物都是缩小的。由此放大与变大、缩小与变小混为一谈得以纠正。可见，运用比较这一物理思维的基本方法进行以上的教学，光学的难点显然得到了有效的突破。