“透镜”的教学拾零

韩雪飞+荆莹+苏福河

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）14-177-01

现将“透镜”教学的拾零简述如下，用以跟同行交流，并望得到各位师长指教。

1、研制实验器材：如图1～图3所示；

（1）用瓶壁薄而均匀的玻璃小瓶装水立放，替代玻璃透镜安排学生实验（实验前教师先演示：装水立放的玻璃小瓶，在空气里对光的作用跟玻璃透镜十分相似）。

（2）“三束平行光源”（已经通过“科技成果技术鉴定”；曾在国际学术会议上“交流和展出，受到了很高的评价，样品已存放在联合国教科文亚太地区局”）：前后移动灯座，可使三束光线发散或会聚；左右微移灯座，可调节三束光线间距；无需暗室条件（用书本遮挡直射的阳光即可），非常便于学生实验使用。

（3）学生使用自制教具（每件均能升降高度5cm）如图3所示，探究“凸透镜成像规律”。

2、改迸教学方法

初中物理知识，学生几乎都是通过实验探索、自学或教师讲解等渠道获取的，极少应用“理论推导→实验验证”这一重要的科学方法。在教学中我们的作法有：

（1）按图4所示：先引导学生依据光的折射规律逐步画图，得出玻璃凸透镜在空气里对光的有会聚作用，然后再用单束光源和梯形玻璃砖，验证其结论是正确的，教学效果很好。

（2）重视三条光线：图1的A瓶能显示凸透镜能把“平行主轴的入射光线会聚在主轴上”：B瓶显示“调试后的凸透镜能把过焦点的入射光线会聚成平行光”：中间的1条光线则证明：“通过光心的入射光线传播方向不改变”。至此教师要强调：“光在真空里；在同种均匀介质里；光从一种均匀介质垂直射入另种均匀介质里；和光通过薄透镜光心时，是沿直线传播的”！明确“光的直进原理”的全部内涵）。

（3）依据凸透镜的三条光线，引导学生画图推导，得出凸透镜的成像规律如图5所示：

①当u>2f时，凸透镜能成倒立、缩小的实像（应用实例：照相机）；②当u=2 f时，凸透镜能成倒立、等大的实像；③当2f>u>f 时，凸透镜能成倒立、放大的实像（应用实例：投影仪）；④当u= f时，凸透镜不成像；⑤当f>u时，凸透镜能成正立、放大的虚像（应用实例：放大镜）。

学生使用图3所示的自制教具，顺次验证上述5条成像规律正确无误，教学效果很好。

（4）教师小结：依据己知的物理知识（光的折射规律和凸透镜的三条光线等），应用数学工具（几何作图等）推导演绎、得出新的物理规律，并能用实验证明是正确的，这是学习物理的又一个重要方法！请同学们予以关注。

3、探究透镜（对光的）作用

（1）对常见“透镜对光的作用”论述的质疑：请看下列实验事实：①图6显示装水的小烧杯，在空气里对光有会聚作用；②图7是用铅笔压住空小玻璃瓶（相当于“空气柱形透镜”），置入装水小烧杯里，它对光却有“发散作用”！其原因是：空小玻璃瓶把小烧杯里左右两部位的水，分割成两个“水凹透镜”，水凹透镜在空气里对光就有发散作用！

（2）得出结论：

①透镜对光的作用：是由“透镜的种类、制作的材料和置于哪种介质里”3个要素决定的！我们认为：只提透镜种类、丢掉另外两个要素的论述，是不准确的物理知识！实验证明：用玻璃和水等传播光速慢的介质材料制作的凸透镜，把它置于传播光速快的空气介质里时，它对光才有“会聚作用”！ 反之凸透镜对光则有“发散作用”。“结论”里只讲“实验结果”、不提“实验条件”，是初中物理教学的最大弊端！②据此课文里要补写“常见”或“常用”的“透镜对光的作用”。

因受篇幅所限，凹透镜对光的作用等不再赘述。

4、学生实验拾零

（1）原理：①光的折射规律”；②成虚像时还要应用“光的直线传播原理”。（2）调节：实验前要调节，要使蜡焰、凸透镜和光屏的中心：①大致在同一高度上（蜡焰可以稍高点）；②能在同一条直线上（蜡烛不得倾斜等）；③镜面和光屏的表面还要跟光具座的轨道垂直等。（3）观察：要把试题的内容变为学生实验观察的内容，例如：当凸透镜成倒立、缩小的实像时，从蜡焰一侧看镜里有几个像？它们是怎么形成的？……

（4）数据：由于光具座的0刻线在左端，故要强调：①物距（决定成像性质）u=凸透镜光心处的示数，减去蜡烛中心处的示数；②像距υ=光屏中心处的示数，减去凸透镜光心处的示数。

（5）表格如右：①“像的性质”是由4个要素决定的，应该补充像的位置在“哪一侧”（可填像跟物是“同侧”或“异侧”）；②表格右侧可以补充一列“应用举例”。

因受篇幅所限，其余浅见不再赘述。向提供图片和提出很好修改建议的王秀峰高级教师致谢！以上谬误难免，敬请各位师长施教。