在比較中突破初中光學(xué)難點(diǎn)

潘孟龍

摘要：比較是物理思維的基本方法。在教學(xué)中，通過比較求異可以有效地幫助學(xué)生理解初中光學(xué)中的影和像、會(huì)聚和發(fā)散、實(shí)像和虛像等概念的區(qū)別，從而突破這些教學(xué)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：光學(xué)難點(diǎn)比較突破

所謂比較，就是確定事物之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的抽象思維方法。在物理學(xué)中，由于研究對(duì)象的復(fù)雜性、廣泛性和多樣性，比較的形式也是多樣的。有的比較同一物理事物在不同時(shí)間的情況，有的比較不同物理事物在同一時(shí)間的情況，有的比較研究對(duì)象隨條件的變化情況，有的比較的目的是求同，有的比較的目的是求異，有的比較要在靜態(tài)下進(jìn)行，有的比較則要在動(dòng)態(tài)下進(jìn)行。在初中光學(xué)教學(xué)中，通過比較求異為目的可以有效地幫助學(xué)生理解影和像、會(huì)聚和發(fā)散、實(shí)像和虛像等概念的區(qū)別，從而突破這些教學(xué)難點(diǎn)。

一、“影”和“像”的比較

學(xué)生對(duì)“影”和“像”這兩個(gè)概念的認(rèn)識(shí)是有足夠的生活經(jīng)驗(yàn)的。教學(xué)中，滿以為在感性材料如此豐富的基礎(chǔ)上，學(xué)生會(huì)很輕松地理解“影”和“像”的概念，殊不知，在回答“河岸上的樹會(huì)在水中形成‘倒影，這個(gè)‘倒影是：(1)光的直線傳播形成的；(2)光的反射形成的；(3)光的折射形成的”這一問題時(shí)，有相當(dāng)多的學(xué)生選擇“光的直線傳播形成的”這個(gè)錯(cuò)誤答案。顯然，學(xué)生對(duì)“影”和“像”這兩個(gè)概念的本質(zhì)特征是不理解的。怎樣引導(dǎo)學(xué)生理解“影”和“像”的區(qū)別呢?筆者沒有為了得出正確答案反復(fù)去講解概念，而是給出這么兩個(gè)問題，讓學(xué)生思考、比較。問題一：兩個(gè)你熟悉的身高、體型差不多的同學(xué)，如果讓你只看他們在地面上的影子，你能辨認(rèn)出哪個(gè)影子是誰的影子嗎?問題二：如果讓你只看他們合影的相片，你能辨認(rèn)出相片上誰是哪位同學(xué)嗎?學(xué)生通過積極地思維比較，找出了“影”和“像”的本質(zhì)區(qū)別。“影”是人物的輪廓，“像”是人物的形象——即有“鼻子”有“眼”。之后讓學(xué)生查找字典中關(guān)于“影”和“像”的解釋是否跟我們的理解一致。這樣的比較，學(xué)生掌握了概念又享受了成功的喜悅。回過頭來，老師只要對(duì)“倒影”稍加解釋，學(xué)生就很容易明白倒影是像而不是影，從而得出倒影“是光的反射形成的”的正確答案。

二、“會(huì)聚”和“發(fā)散”的比較

對(duì)于會(huì)聚光和發(fā)散光，學(xué)生是在觀察凸透鏡、凹透鏡對(duì)平行光的作用這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后建立起來的概念，以此為基礎(chǔ)，他們往往以光線是否相交來判斷是會(huì)聚光還是發(fā)散光。通過對(duì)會(huì)聚光路圖和發(fā)散光路圖的比較，可以順利地糾正學(xué)生的這一錯(cuò)誤判斷。甲、乙中的折射光都是相交的。但通過比較兩圖就會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果沒有透鏡，甲圖的光將相交于A點(diǎn)，乙圖的光將相交于B點(diǎn)；有了透鏡的折射，甲圖的光很快相交于C點(diǎn)，乙圖的光較后才相交于D點(diǎn)。可見，甲圖的折射光比入射光更聚集，而乙圖的折射光比入射光更散開。所以甲圖的折射光是會(huì)聚的，乙圖的折射光是發(fā)散的。這么比較糾錯(cuò)，學(xué)生自然就知道：所謂會(huì)聚和發(fā)散都是以折射光跟原來的入射光相比較而言的。折射光比入射光更聚集的就是會(huì)聚，折射光比入射光更離散的就是發(fā)散。

三、實(shí)像和虛像的比較

實(shí)像是由實(shí)際光線相交而成，虛像是由實(shí)際光線的反向延長線相交而成。只從這一定義出發(fā)去判斷像的虛實(shí)，需要作出相應(yīng)的光路圖，這對(duì)于初中生來說是很不容易做得到的。但是，如果以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生比較觀察到的實(shí)像和虛像的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生就會(huì)輕而易舉地掌握實(shí)像和虛像的判斷方法：能用光屏呈現(xiàn)的像、倒立的像是實(shí)像，不能用光屏呈現(xiàn)的像、正立的像是虛像。

四、照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡成像原理的比較

照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡成像是利用凸透鏡不同的成像條件制成的。盡管學(xué)生有了實(shí)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)，并且對(duì)照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡成像的原理進(jìn)行了列表比較。可是學(xué)生還是時(shí)常張冠李戴，或者是把幻燈機(jī)的原理用在照相機(jī)上，或者是把放大鏡的原理用在幻燈機(jī)上。在教學(xué)時(shí)，筆者讓學(xué)生將照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡的用途進(jìn)行比較后，做了形象的比喻：如果把幻燈機(jī)的原理用在照相機(jī)上，那么拍攝人像時(shí)，膠片將比人像本身還要大，要是拍攝教學(xué)樓，那么膠片就要比教學(xué)樓大，這樣的相機(jī)便于使用嗎?(學(xué)生笑)如果把幻燈機(jī)的原理用在放大鏡上，會(huì)是怎樣的情況呢?提出問題后，在學(xué)生的思維過程中，筆者進(jìn)行了生動(dòng)形象的演示：手拿著放大鏡觀察課本，而頭卻掉轉(zhuǎn)180度去觀察(因?yàn)橄裎锸钱悅?cè)的)。學(xué)生看著筆者別扭的表演，放聲大笑。但，他們是在笑聲中進(jìn)行比較的，是在比較中歡笑的。在笑聲中他們真正體會(huì)到了：照相機(jī)必須是成縮小的實(shí)像，放大鏡必須是像物同側(cè)。

其實(shí)，由于比較是抽象和概括的前提，是歸納、類比和分類的基礎(chǔ)。故比較的方法在物理思維中占有重要的地位，起著重要的作用。在教學(xué)中，運(yùn)用比較求異的方法——既比較兩個(gè)或兩個(gè)以上對(duì)象的不同點(diǎn)，關(guān)鍵是要引導(dǎo)學(xué)生理解好比較的對(duì)象和被比較的特性。上面提到照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡成像是利用凸透鏡不同的成像條件制成的。用照相機(jī)拍照時(shí)，得到的像是縮小的，靠近被拍照物時(shí)，像變大。這里說的“像是縮小的”和“像變大”，它們的比較對(duì)象就不同。前者比較的對(duì)象是物和像，后者比較的對(duì)象則是像和像。“像變大”被比較對(duì)象的特性是：后像比前像大，但前后兩像相對(duì)于物都是縮小的。由此放大與變大、縮小與變小混為一談得以糾正。可見，運(yùn)用比較這一物理思維的基本方法進(jìn)行以上的教學(xué)，光學(xué)的難點(diǎn)顯然得到了有效的突破。