探究平面镜成像特点实验的改进研究

【摘要】：探究平面镜成像的特点是初中光学中的重要实验，它与学生的生活实际联系十分密切。探究平面镜成像特点让学生经历探究的过程。在通过实验得出平面镜成像的有关知识后，引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活中的成像问题。但是传统的实验看似探究，实为验证实验，并且对于成虚像这一特点的本质没有突破。因此，本研究主要从四个方面改进了传统实验，让学生真正体验探究过程的同时，体会到成虚像的原因。

【关键词】：平面镜成像 实验改进

一、实验课题名称：探究平面镜成像的特点

二、实验设计思路：

运用光的反射定律探究平面镜成像的特点。

三、实验在教材中所处的地位与作用：

该实验是八年级物理第四章第三节内容，本节是在学习了光的传播和光的反射的基础上，对光的反射的延伸，是光的重要组成部分，它与学生的生活实际联系十分密切。探究平面镜成像特点让学生经历探究的过程。在通过实验得出平面镜成像的有关知识后，引导学生运用所学的知识去分析解释大量生活中的成像问题。体现出“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。“探究平面镜成像特点”是一个完整的探究过程，学生在经历此探究过程中，学习对实验过程中信息的记录和处理。在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。通过对平面镜、球面镜的应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。

四、实验器材：

自制探究平面镜成像特点的实验操作板（包含底座，可调节角度的玻璃板，平面镜、量角器）、三对大小不同的小灯泡、一张坐标纸、刻度尺、DISLAB温度传感器、数据采集器、电脑。

五、实验原型及不足之处：

教材所给的方法是都是直接给出学生一对等大的蜡烛来做该实验，但是我在教学中发现了几点不足之处：

1、“选用两支完全相同的蜡烛”、“把玻璃板竖立”等预设性的探究不符合探究实验的要求，应变成“生成性”的探究。

2、蜡烛在燃烧过程中会发生形变（另一只不变），不便于构建“像与物大小相等”的特点，不利于正确观察、实事求是地得出结论。

3、原实验可见度差，特别是天气晴朗光线强的条件下，效果欠佳。且蜡烛燃烧有气味，会污染室内空气，不利于低碳环保。

4、用刻度尺量像和物到玻璃板的距离时容易碰到蜡烛，不论是被火焰烫着还是被晃动而滴下的滴蜡烫着都很危险。

5、学生对“虚像”这一新概念认识模糊。

六、实验创新与改进之处：

1、给学生提供至少三对大小不同的小灯泡。这个实验是探究性实验，教材一直是直接给出学生一对等大的蜡烛来做该实验，其实等于没有探究。学生对比至少三对大小不同的灯泡之后，自然明白平面镜成的像是等大的。

2、使用小灯泡使实验效果更加明显，并能避免空气流动对烛焰的影响，造成物像不能完全重合，抗干扰，成像效果好，低碳环保。

3、通过坐标纸方便快捷的读出像物到平面镜的距离。

4、用DISLAB温度传感器证明虚实像。学生很难理解像的虚实，但温度是个突破口——实像有实际光线经过成像处，那里的温度必然比周围温度略高，虚像则没有这一情况。所以可以同时把小孔成像实验展示出来，敏感的DISLAB温度传感器是可以测出小孔成像的光屏处温度略有升高，而平面镜后面等距离处的探针没有示数变化，使学生对虚实像的概念有更直观的感受。

七、实验操作步骤：

1、两人一组，组装好探究平面镜成像特点的实验操作板，在板上平铺一张坐标纸，正中画一条直线将纸分成左右两部分，把玻璃板立在直线位置上，这条直线表示平面镜的位置。

2、将一个小灯泡放在玻璃板左侧，调整玻璃板角度，直至小灯泡的像竖立在操作板上，记录玻璃板与操作板的夹角。

3、分别拿出大、中、小三种型号的灯泡在右边的桌面上移动，直到看上去跟左边那个灯泡的像完全重合，这个灯泡的大小和位置就表示像的大小和位置。

4、移动和换用左边的小灯泡，重复上面的实验。用物和像到玻璃板的距离来表示物和像的位置关系，测出数值记入表中。最后分析表中所记录的信息，归纳出平面镜的成像特点。

5、连接DISLAB温度传感器，放置在右侧灯泡成像的位置，采集该位置的温度信息，对比小孔成像处的温度信息，探究成像位置是否有实际光线到达，得出成像的虚实。

八、实验效果：

通过实验改进，在教学中学生更容易接受平面镜成像的规律特点，更容易弄懂平面镜所成的是正立等大的虚像，对虚像与实像的判定方法有了更清晰的认识，并能运用这些知识解释一些常见的日常生活实例。

九、改进亮点

1、该实验的改进比原实验更容易控制，可根据现场的亮度来调节小灯泡的亮度，增加了实验的可见度和可操作性。

2、采用坐标纸，学生通过看坐标纸上格数准确判断像和物的位置，而避免了用刻度尺碰撞蜡烛的情况。操作简便，安全可靠。

3、实验数据误差更小，实验结论更直接，便于学生理解知识和解決实际问题。

4、利用DISLAB温度传感器，采集成像处的温度信息，与小孔成像所成实像处的温度信息对比，结合教材中用光屏判断虚实像的方法，让学生更加准确地理解虚实像成像的原理，使学生更容易理解课本78页图4.3-3平面镜成像原理图。

十、教学反思

这节课的设计把重点放在激发学生的探究兴趣上，而不是简单地追求知识的结论。对于刚刚接触物理学科的八年级学生，让他们在有意义的探究活动中体验正确的认识是怎样产生的，是我在教学过程中比较成功的一面。虽然有些问题还不能用现有的知识来解决，但让学生带着问题学习，本身就是探索。这种以实验探究为手段，让学生自己解开科学之谜的方法，极大地激发了学生的求知欲，调动了学生的学习主动性，有利地培养学生的独立探索精神和创造力。

作者简介：李翀（1989—），女，汉族，广西南宁市人，教育硕士，单位：广西南宁市第二十六中学