淺談平面鏡一課的實驗教學(xué)

沙琦波

【摘 要】探究平面鏡成像的特點是華師大版《科學(xué)》八年級下冊第二章第一節(jié)平面鏡一課的重要實驗，本文從實驗教學(xué)目標(biāo)、實驗教學(xué)過程和實驗教學(xué)反思三方面入手，提出了自己在實驗教學(xué)設(shè)計上的一些思考。

【關(guān)鍵詞】平面鏡；成像；特點

探究平面鏡成像的特點是華師大版《科學(xué)》八年級下冊第二章第一節(jié)平面鏡一課的內(nèi)容。它是在學(xué)習(xí)光的直線傳播與光的反射的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)認(rèn)識平面鏡成像的特點、原理與應(yīng)用。本課既與生活聯(lián)系緊密，又為將來學(xué)到的凸透鏡成像提供感性認(rèn)識。所以，它既是重要的基礎(chǔ)知識，又具有承上啟下的作用。

一、實驗教學(xué)目標(biāo)

知識和技能：知道平面鏡成像的特點。

過程與方法：通過實驗探究培養(yǎng)實驗設(shè)計及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。

情感、態(tài)度、價值觀：在探究像的過程中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，體會克服困難、解決問題的過程，獲得發(fā)現(xiàn)成功的喜悅，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度。

在這樣的目標(biāo)引領(lǐng)下，筆者借助于自制教具輔助教學(xué)，沿著認(rèn)識平面鏡、探秘鏡中像、深究平面鏡的思路展開教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。

二、實驗教學(xué)過程

（一）認(rèn)識平面鏡

教師用學(xué)生熟悉的照鏡子引課，問：你在鏡中看到了什么？學(xué)生說看到了她自己，教師就告訴學(xué)生鏡中的你就是平面鏡所成的像。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗舉例出平靜的水面、光滑的金屬面，玻璃板也能類似成像。教師就告訴學(xué)生們像鏡子，玻璃板這樣表面平滑透明且能夠成像的物體叫做平面鏡。幫助學(xué)生們一起建立起平面鏡模型，即認(rèn)識平面鏡，激發(fā)探究興趣。

（二）探秘鏡中像

有了平面鏡概念后，教師讓每個同學(xué)再次拿起鏡子照一照，問他們你對鏡中的像有什么發(fā)現(xiàn)？你會提出什么問題呢？這時候?qū)W生們便活躍起來了，有的學(xué)生說為什么我舉右手，像舉左手？為什么我離鏡遠(yuǎn)去時，像也離鏡遠(yuǎn)去？像和我大小一樣嗎？學(xué)起于思，思源于疑，課堂上學(xué)生將自己感到困惑的問題一一提出。教師便鼓勵他們大膽進(jìn)行猜想，隨后順理成章地帶領(lǐng)學(xué)生們進(jìn)入設(shè)計實驗，搜集證據(jù)環(huán)節(jié)。

書中原有實驗裝置是這樣的：一塊茶色玻璃板、一張布滿方格的紙和兩顆棋子。但是要讓學(xué)生自己想到用這樣的實驗裝置來探究是有難度的：難點一、選擇玻璃板代替平面鏡做探究實驗。要探究平面鏡成像的特點，首先要找到像的位置。可是如何做到既能看到物體成的虛像又看到鏡后的物體呢？為了能讓學(xué)生自己想到玻璃板，而不是老師直接硬性地直接給出答案，教師用視頻播放了一個自己做的“水中蠟燭”的實驗。玻璃杯中有一支蠟燭在安靜地燃燒，往玻璃杯中澆水至蓋過火焰，蠟燭卻并沒有被澆滅，為什么蠟燭沒有熄滅呢？原來這個澆的是燃燒的蠟燭通過玻璃板成的虛像，教師用這個趣味實驗，啟迪學(xué)生的思維，讓知識和方法得到遷移，讓學(xué)生們自主想到可以用玻璃板代替平面鏡來做探究實驗。難點二、選擇等大的兩個物體來比較像和物體的大小。有了玻璃板我們既可以看到物體所成的虛像，也可以看到玻璃板后面的物體，為了比較平面鏡所成的虛像和物體的大小，同學(xué)們經(jīng)過討論可以想到用兩個等大的物體，一個作為成像的物體，一個放在像的位置。老師補(bǔ)充說明這種方法在科學(xué)上成為等效替代法。但是如何選擇實驗的物體呢？教材中選用了兩個相同的棋子，也有別的教材選用蠟燭。于是，教師組織學(xué)生討論：你認(rèn)為棋子和蠟燭哪種做成像實驗更好呢？學(xué)生們有的說點燃的蠟燭成像更清晰，但是蠟燭在燃燒時煙熏火燎，燃燒變短導(dǎo)致兩支蠟燭不等大，不好比較物和像的大小，資源也浪費。有的學(xué)生說棋子做實驗更環(huán)保，而且大小一樣方便比較像與物體大小關(guān)系。但是不管是用蠟燭還是棋子，他們的形狀都是左右對稱的，而之前學(xué)生觀察到自己舉右手，像舉左手，有了像和物左右對稱的猜想，那么用蠟燭和棋子都無法觀察到平面鏡成像時像與物在左右形狀上的對稱性。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，老師出示自制的F形教具。這樣的教具，成像清晰，解決了因蠟燭燃燒造成成像蠟燭與放在像位置的蠟燭間長短不一的問題，也避免了空氣污染，不僅能夠探究像與物位置相對平面鏡的對稱性，也能觀察到其在形狀上的對稱性。

在這個教學(xué)環(huán)節(jié)，通過教師引導(dǎo)，學(xué)生合作設(shè)計出探究方案，在過程中讓學(xué)生體驗設(shè)計實驗需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

（三）深究平面鏡

實驗的時候，書本強(qiáng)調(diào)，玻璃板要豎直放置在紙面上，那如果，鏡面與紙面不垂直呢？顯然原裝置只能探究平面鏡垂直于水平面時成像的特點，具有一定的局限性，這在一定程度上也限制了學(xué)生的思維。于是筆者對裝置進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后的實驗裝置主要有三個可讓固定軸轉(zhuǎn)動的平面組成。并且在它們側(cè)面筆者固定了一個量角器，便于測量兩個平面之間夾角的大小。該實驗裝置不僅能探究平面鏡垂直于紙面的成像特點，還可以探究平面鏡與物體所在平面成任意角度的成像特點，實驗中學(xué)生們可以通過觀察玻璃板后面的F的位置和虛像的位置，結(jié)合量角器讀出兩平面與玻璃板的夾角，來判斷平面鏡成像的特點。

此環(huán)節(jié)拓展了原有的實驗，使學(xué)生的思維得到延伸。學(xué)生們通過多次實驗和數(shù)據(jù)分析，可以總結(jié)出平面鏡成像的特點：平面鏡成像時，像和物的大小相等，像在鏡面的后方，物到鏡面的距離與像到鏡面的距離相等。物點和像點的連線與鏡面垂直。

三、實驗教學(xué)反思

1.筆者改進(jìn)后的自制實驗教具由3個可自由轉(zhuǎn)動的平面組成，可用于探究平面鏡與承放物體平面成任意夾角下的成像特點，使得平面鏡成像的特點更具普適性，有利于學(xué)生的思維進(jìn)一步的拓展和提高。

2.F形的成像物體可隨意移動和固定，成像清晰，環(huán)保，便于確定像的位置和大小，還可以觀察比較鏡中的像與原來的物在左右形狀上的對稱性。

3.本實驗教學(xué)本著由淺入深地教學(xué)原則，注重實驗設(shè)計，注重動手創(chuàng)新能力，注重科學(xué)思維的培養(yǎng)。