谈凸透镜成像规律的教学

刘连印

凸透镜在日常生产与生活中有着广泛的应用，凸透镜成像规律已成为初中物理光学部分的教学难点。物体经凸透镜成像时，由于物距的变化，导致所成的像的大小、虚实、倒正随之相应变化，对于这一点，通过多年的教学经验我体会到，学生在实验中都能做出凸透镜成放大和缩小的像，但像和像距以及物距的大小变化规律却很难找出，而且过一段时间学生会遗忘或张冠李戴。为此，我在多年的教学中进行了教材重组，并进行了有创意的教学，特别注重教学策略，化解教学难点。

一、重视小孔成像规律的探究，初步建立实像的概念

在教科版物理教材八年级（上）第四章第一节《光的传播》的课后习题中，安排了这样一道习题：在空的易拉罐的底部中央，用钉子敲个小孔，罩上一层塑料薄膜，这样就制作成了一个针孔照相机。利用它观察窗外的景物，你看见了什么？记下所成像的特点，并试着加以解释。利用小组合作方式先让学生课后制作好实验装置，观察远处景物，记录看到像的特点，在课堂汇报、展示实验成果。由于观察窗外景物时，物距大于像距，学生只能看到倒立、缩小的实像。实验如果到此结束只能算完成一个阶段。应该用烛焰代替景物，让学生继续探究小孔到烛焰距离不同时像的特点，最终归纳出像的特点和物距、像距的关系。这样，学生通过这个探究实验，就建立了描述像的特点的概念，如实像、放大和缩小、倒立等，认识到像不总是缩小，为以后探究凸透镜成像做好了知识储备。

二、做好平面镜成像的探究，通过比较认识实像与虚像的不同

平面镜成像一直是初中物理的重要探究实验。把该探究实验孤立看只不过是平面镜成像特点，但从完善学生的认知结构分析，该实验使学生第一次知道虚像概念，知道了实像与虚像的区别，为以后探究凸透镜成像规律又做好了一个知识储备。

三、精心设计《凸透镜成像规律》教案，为课堂探究作准备

物理规律的教学适宜用探究式教学方法，如何在课堂上让学生探究凸透镜成像规律，这是长期困扰初中物理教师的难题。为让学生能顺利探究出此规律，教师要全盘考虑前后概念的联系，还要在新授课前进行教学设计，主要考虑以下几点：如何创设提问题的情境？引导学生提什么样的问题？采用什么实验装置？如何用器材进行探究？探究时需要观察、记录哪些数据和现象？如何引导学生分析数据并归纳出规律？其中，提问题和分析数据是最易被忽视的教学环节。如上文所述，学生在探究此规律前应该知道凸透镜能成不同的像，教师应该引导学生提出这样的问题：当物体与凸透镜之间的距离不同时，物体通过凸透镜成的像有什么不同呢？这样提问题能使学生知道探究的目的，能引导学生寻找探究的方法，比其他提问方法效果好。

当学生得到许多实验数据后，教师这样问学生：“凸透镜究竟能成几种像呢？”引导学生先把像的种类分析出来，共有四种。继续追问：“在什么条件下凸透镜成倒立、缩小的实像呢？”激发学生进一步分析数据的兴趣。其余类推。

此实验得到的数据量大，数据规律不是明显的正比或反比例关系，数据中蕴藏的规律属于界定范围的定性规律，学生从来没有遇到。所以，分析数据是本节课的最大难点，引导学生正确分析出数据的规律是本节课的关键一环。教师如果直接让学生分析，学生很难得出正确的结论。此时，教师要引导学生分析数据进行总结，并和学生共同绘制凸透镜成像规律的表格（见下表）。

四、深入分析，加深对凸透镜成像规律的理解

（1）用《凸透镜成像》光路图向学生展示凸透镜成像的连续变化规律，形成深刻的印象。总结出成实像或虚像时，当物距连续变化，引起像和像距的变化规律，并且让学生观察出两倍焦距和一倍焦距处的特殊意义。

（2）凸透镜所成像性质之间的关联。凸透镜成像的性质可从正立或倒立、放大或缩小、虚像或实像三方面描述。这些性质之间有关联，例如正立的像一定是放大的虚像，倒立的像一定是实像。

（3）凸透镜成像与小孔成像的比较。当凸透镜成实像时，根据像距与物距的大小关系可以推定成像的性质，这与小孔成像现象相同。两者的共同点是：像距小于物距时，成倒立、缩小的实像；像距大于物距时，成倒立、放大的实像；像距等于物距时，成倒立、等大的实像。

在整个光学部分，教师应有总揽全局的思想，重视教学策略的研究，从总体上把握前后概念、规律之间的联系，把探究凸透镜成像规律时涉及的基本概念分散开来，使学生在课堂探究时不必为一些概念花费较多的时间，让学生集中时间和精力去提出问题、设计实验、分析数据、归纳规律，这样就能化解探究凸透镜成像规律这个教学难点，使学生理解这一规律。

（宾县新甸中学）