《探究凸透镜成像规律》的认识与再设计

熊德鑫

【内容摘要】文章通过对沪粤版初二物理3.6节《探究凸透镜成像规律》的教学重点、难点进行分析，有针对性的对实验探究过程分解并重新设计，激发了学生的求知欲望，有效降低了各探究过程中的难度使学生更从容得进行实验从而培养学生探究能力与数据分析能力。

【关键词】凸透镜 成像 探究

在探究凸透镜成像规律的教学过程中，初二学生第一次在物理学习上遇到多层难题的集中碰撞，其中操作技能与技巧的运用，实验现象的发现，数据的处理与分析，成像规律的总结等都给学生的学习造成了困难。课本提供的教学过程太过简化，引导提示不足，难点十分集中如：成像时物距、像距、焦距间的关系，像的正、倒立问题，放大与缩小的问题同时呈现在同一份表格中。这样的处理方法，让学生难以全面思考。多个变量同时关联改变，数据分析处理的难度陡现高峰，不利于学生的接受。为了“分散难点，突出重点”，把凸透镜成像规律的探究的难点分解为六个板块，予以分步解决。

一、创设有效物理情境，感知凸透镜成像，激发学生学习兴趣

我首先拿出一个发光的“成功”字牌，我想将它送给班上的每个同学，大家能否用我们学过的凸透镜接收呢？同学感到新奇，上一节只介绍过凸透镜的一些基本概念，没有讲到凸透镜的使有，有些同学在不知道操作的情况下找到像，当同学能找到像或看到别人找到像时就能激发了他们对凸透鏡的探究欲望。

二、猜想成像决定因素，联系以前所学，对实像和虚像的再认识

提问学生对于成像情况是否有自己的疑问，完成实验探究的第一步提出问题。引导学生比较之前活动中的不同因素，成不同像时什么因素发生了变化，得出物体到凸透镜的距离不同，像到凸透镜的距离也不同，引入物距、像距的概念，从而猜想可能是物距、像距的不同造成的了成像情况的不同。复习之前平面镜成像时实像与虚像的概念，区分之前所得的放大、缩小像哪些是实像，哪些是虚像。

三、认识实验器材，通过找像活动熟悉器材使用方法

应用PPT课件讲解光具座的使用方法，重点讲解物距、像距、像的大小的测量。设计学生活动在光屏上找一个像，此处难点是无论怎样移动光屏都不能在屏上找到清晰的像，需要教师下台指导。活动后提问找到了像的学生是怎样找到像的？为什么说自己找到的是最清晰的像？你是否读出了此时的物距和像距，是多少，怎样读的？有些同学的像没有成在光屏的中央，在上方或下方怎么办？测像的高度时，我们要测量其两个圆心间的距离。让学生在动手操作的过程中体验实验器材的使用，相应物理量的测量。

四、分解凸透镜成像规律，分步探究、总结成不同像的规律

凸透镜成像规律的探究是本节课的重点和难点，本着分散难点的原则我决定将三个主要规律的探究分割开来，先让学生找到成倒立、缩小的实像，并测出此时的物距、像距、像的大小并将这些数据记录在实验表格中，下如表所示：

实验中我故意加入测量像的大小的环节是为了变于之后总结像的大小随物距的变上而变大。将实验数据填入表格中以后，我会利用软件将数据以物距从大到小的排列，之后请学生试着总结出凸透镜成放大像的规律。

上一规律是凸透镜成像的第一个规律，也是我在这个环节中所花时间最多的一个，主要原因还是学生实验操作能力相对较弱，有了这次的实验经历学生再在探究成倒立、放大的实像就简单一些。学生动手探究后将数据填入对应的表格中。实验中加入对遮住凸透镜上半部或下半部，观察像的情况的探究加深学生对成像情况的认识，为以后完成相应习题做准备。有了前面总结规律的经验，学生现在此时总结起成倒立、放大实像的经验将会变得简单。学生还能对“像的大小随物距的减小而增大，而像的距离随物距的减小而增大”进行验证。

有了刚才得到的两条规律，学生对于焦距或几倍焦距的概念会比较敏感，可以让学生猜想如果凸透镜要成正立放大的像，那物体要在什么范围内？这里可以提示学生自己在使用凸透镜看课本上的字时，是否有物体？是否有凸透镜？是否有光屏？学生会发现透过凸透镜能看到像，类比之前所学的平面镜成像，可知正立放大的像是虚像，同时得到成正立、放大虚像的规律。

五、凸透镜成像规律的完善与再验证

得到凸透镜成像规律后发现当物体从2f外不断靠近凸透镜的过程中，像由小变大，那么提问学生是否存在像与物大小相同的情况，再有提问学生是否有个位置是实像与虚像的分界点？猜想并对自己的猜想进行验证。由此完成对u=2f、u=f两处的探究。实验中所用到的凸透镜是f=10cm的凸透镜，由此得到的凸透镜成像规律也适用于其它凸透镜吗？请学生应用f=5cm的凸透镜再次验证我们所得的规律。此过程既是培养学生质疑的思想，也想通过再操作加深学生对规律的理解。

六、凸透镜成像规律的应用

受到课堂时间的限制，最后我用PPT播放出不同规律在生活中的应用，让学生认识到物理来源于生活也将服务于生活。若有时间，重复课前的活动，希望那些开始没有得到“成功”二字像的同学现在能够收获本堂课的成功。

（作者单位：江西省南昌市北京路学校）