探究“平面镜成像特点”实验中的问题化解

申裕龙

摘 要： 探究“平面镜成像特点”的实验是新课程标准规定的必做实验之一，作者在教学中发现学生会遇到不少困难，如果学生糊涂地做实验，则如囫囵吞枣，只是表面上掌握知识，死记硬背结论。

关键词： 问题化解 平面镜 成像

探究“平面镜成像特点”的实验是新课程标准规定的必做实验之一，在教学中我发现学生会遇到不少困难，如果学生糊涂地做实验，则如囫囵吞枣，只是表面上掌握知识，死记硬背结论。老师及时发现问题，及时化解显得十分重要，以下是我在教学中一些体会。

一、器材的选择

问题1：如何确定像的位置？这是个难点，根据生活经验，学生很容易猜想出平面镜成像的特点，这时可引导学生根据猜想选择器材。要探究平面镜成像的特点，首先要确定像的位置。学生遇到这样的问题：如果把棋子从平面镜前拿走，与镜后的像比较大小，则像就不存在了。老师提出问题：“既不拿走镜前棋子，又要能方便比较大小，有两全齐美的办法吗？”于是学生发现要选择两个完全相同的棋子，便于确定像的位置。

问题2：为什么用玻璃板代替平面镜做实验？老师提出问题。学生思考后找到答案，因为玻璃板是透明的，可以透过玻璃板看到像的位置。

问题3：有学生提出用棋子代替蜡烛更好一些。你认为选择棋子和蜡烛哪种做法更好？请说出你的理由。我引导学生讨论这个问题。学生进行讨论发现答案：选择棋子好，因为蜡烛在燃烧时变短，导致两支蜡烛不等大，用棋子能更好地比较像与物的大小关系；还因为用棋子做实验更环保。

问题4：将玻璃板和棋子放在白纸上、方格纸上都可进行实验。你认为选择白纸和方格纸哪种做法更好？说出你的理由。选择方格纸好，理由是使用方格纸可以直接在纸上判断像与物之间的位置关系，方便比较像与物到镜面的距离，使实验更简洁。

二、学生操作

问题1：玻璃板怎样放置在桌面上？由于学生之前学习了重力的知识，知道重力方向是竖直向下的，受此影响，大部分同学认为玻璃板应竖直放置。于是笔者做了这样的尝试：一张桌子的桌面是水平的，一张桌子的桌面与水平面成30°，通过实验，学生发现如果是水平桌面，则竖直放置和垂直放置是一样的，但如果桌面不是水平的，则只能垂直放置，在此基础上启发学生画图分析。

问题2：由于玻璃板有厚度，在白纸上画出玻璃板的位置时，会有两条线，记下平面镜的位置，那么以哪条线为标准较好呢？引导学生再次观察像，学生会观察到前面的像亮一些，后面的像暗一些，棋子通过玻璃板前面的面成像更清晰，所以结论是选择前面的线为标准，测量像与物到镜面的距离较好。

问题3：为了验证“平面镜中所成的像是虚像”的猜想，你的操作是什么？你是如何判断的？学生往往会出现两个问题：一是光屏放置在何处，如果放置在没有成像的地方，则光屏上没有像就不能说明平面镜所成的像为虚像；二是怎样看虚像，如果在玻璃板前面看，则虽然能看到像，但不能说明平面镜所成像为实像。引导学生总结出正确操作：移去玻璃板后的棋子，将一张白纸竖直放在棋子的像所在位置，直接观察白纸上是否有棋子的像。若白纸上没有棋子的像，则说明平面镜中所成的像是虚像。

三、数据处理

问题1：每组学生记录了三组数据，发现像与物到镜面的距离不相等，偏差较大，这是什么原因呢？引导学生回顾实验过程，评价实验过程。可能是像与物没有完全重合，导致像的位置找错了；可能是玻璃板有厚度，导致距离测错了；可能是玻璃板没有垂直放置，导致像的位置偏上或者偏下。

问题2：如果发现所记录的像距和物距相差很小，只是估计数字不同，还能得出像与物到镜面的距离相等的结论吗？学生会产生疑惑，启发学生发现只是测量误差引起的数据差别，并不能说明像与物到镜面的距离不相等。

四、评价结论

问题1：某学生身高1.6米，当该学生后退10米时，感到像变小了，能否证明像与物的大小不相等呢？当然不能证明，眼睛里的晶状体相当一个凸透镜，视网膜相当光屏。从人眼瞳孔中心对物体的张角与视角相等，所以视角的大小决定了视网膜上物体的像的大小。同一个人，离眼睛远的时候，它的视角比近处的视角小，因此，远处的人看起来比近处的小，近大远小就是这个道理。

问题2：若平面镜上分布几个黑墨水点，所成的像上也有几个黑点吗？当然没有，黑点只是影响反射光的多少，进而影响的是像的明亮程度。

明确探究问题，学生在观察的基础上发现问题，提出问题。为了降低探究的难度，需要设置探究阶梯，探究形式采用教师引导下的问题启发和讨论的方式，使学生既发挥自主性又不失盲目性。学生体验探究过程并能解决基本问题并简单应用，培养学生的问题意识和创新意识。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]刘炳晟，李容.义务教育教科书《物理》（八年级上）[M].南京：江苏科学技术出版社，2013.

[3]刘炳晟，李容.义务教育课程标准实验教科书《物理教师教学用书》（八年级上）[M].南京：江苏科学技术出版社，2011.