談凸透鏡成像規律的教學

劉連印

凸透鏡在日常生產與生活中有著廣泛的應用，凸透鏡成像規律已成為初中物理光學部分的教學難點。物體經凸透鏡成像時，由于物距的變化，導致所成的像的大小、虛實、倒正隨之相應變化，對于這一點，通過多年的教學經驗我體會到，學生在實驗中都能做出凸透鏡成放大和縮小的像，但像和像距以及物距的大小變化規律卻很難找出，而且過一段時間學生會遺忘或張冠李戴。為此，我在多年的教學中進行了教材重組，并進行了有創意的教學，特別注重教學策略，化解教學難點。

一、重視小孔成像規律的探究，初步建立實像的概念

在教科版物理教材八年級（上）第四章第一節《光的傳播》的課后習題中，安排了這樣一道習題：在空的易拉罐的底部中央，用釘子敲個小孔，罩上一層塑料薄膜，這樣就制作成了一個針孔照相機。利用它觀察窗外的景物，你看見了什么？記下所成像的特點，并試著加以解釋。利用小組合作方式先讓學生課后制作好實驗裝置，觀察遠處景物，記錄看到像的特點，在課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時，物距大于像距，學生只能看到倒立、縮小的實像。實驗如果到此結束只能算完成一個階段。應該用燭焰代替景物，讓學生繼續探究小孔到燭焰距離不同時像的特點，最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。這樣，學生通過這個探究實驗，就建立了描述像的特點的概念，如實像、放大和縮小、倒立等，認識到像不總是縮小，為以后探究凸透鏡成像做好了知識儲備。

二、做好平面鏡成像的探究，通過比較認識實像與虛像的不同

平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點，但從完善學生的認知結構分析，該實驗使學生第一次知道虛像概念，知道了實像與虛像的區別，為以后探究凸透鏡成像規律又做好了一個知識儲備。

三、精心設計《凸透鏡成像規律》教案，為課堂探究作準備

物理規律的教學適宜用探究式教學方法，如何在課堂上讓學生探究凸透鏡成像規律，這是長期困擾初中物理教師的難題。為讓學生能順利探究出此規律，教師要全盤考慮前后概念的聯系，還要在新授課前進行教學設計，主要考慮以下幾點：如何創設提問題的情境？引導學生提什么樣的問題？采用什么實驗裝置？如何用器材進行探究？探究時需要觀察、記錄哪些數據和現象？如何引導學生分析數據并歸納出規律？其中，提問題和分析數據是最易被忽視的教學環節。如上文所述，學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像，教師應該引導學生提出這樣的問題：當物體與凸透鏡之間的距離不同時，物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢？這樣提問題能使學生知道探究的目的，能引導學生尋找探究的方法，比其他提問方法效果好。

當學生得到許多實驗數據后，教師這樣問學生：“凸透鏡究竟能成幾種像呢？”引導學生先把像的種類分析出來，共有四種。繼續追問：“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢？”激發學生進一步分析數據的興趣。其余類推。

此實驗得到的數據量大，數據規律不是明顯的正比或反比例關系，數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律，學生從來沒有遇到。所以，分析數據是本節課的最大難點，引導學生正確分析出數據的規律是本節課的關鍵一環。教師如果直接讓學生分析，學生很難得出正確的結論。此時，教師要引導學生分析數據進行總結，并和學生共同繪制凸透鏡成像規律的表格（見下表）。

四、深入分析，加深對凸透鏡成像規律的理解

（1）用《凸透鏡成像》光路圖向學生展示凸透鏡成像的連續變化規律，形成深刻的印象。總結出成實像或虛像時，當物距連續變化，引起像和像距的變化規律，并且讓學生觀察出兩倍焦距和一倍焦距處的特殊意義。

（2）凸透鏡所成像性質之間的關聯。凸透鏡成像的性質可從正立或倒立、放大或縮小、虛像或實像三方面描述。這些性質之間有關聯，例如正立的像一定是放大的虛像，倒立的像一定是實像。

（3）凸透鏡成像與小孔成像的比較。當凸透鏡成實像時，根據像距與物距的大小關系可以推定成像的性質，這與小孔成像現象相同。兩者的共同點是：像距小于物距時，成倒立、縮小的實像；像距大于物距時，成倒立、放大的實像；像距等于物距時，成倒立、等大的實像。

在整個光學部分，教師應有總攬全局的思想，重視教學策略的研究，從總體上把握前后概念、規律之間的聯系，把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來，使學生在課堂探究時不必為一些概念花費較多的時間，讓學生集中時間和精力去提出問題、設計實驗、分析數據、歸納規律，這樣就能化解探究凸透鏡成像規律這個教學難點，使學生理解這一規律。

（賓縣新甸中學）