正确引导学生探究凸透镜成像的规律

张福田

【摘 要】《探究凸透镜成像的规律》是初中物理非常重要的一节，得出的成像规律为后面光学的学习提供了理论支持，所以正确引导学生探究凸透镜成像的规律，获得丰富、具体的感性认识是非常关键的。学生在体验科学探究的过程中，可培养学生的观察能力、思维能力、分析、概括能力以及实验能力。

【关键词】凸透镜；规律；培养能力

八年级物理（山科版）第四章第二节《探究凸透镜成像的规律》是学生实验中最重要的实验之一，在教学过程中，探究流程的每一个环节，可以让学生小组合作交流自主完成，同时启发学生思维、回答问题；鼓励学生动手、动脑、动笔、动口，锻炼学生动手能力和科学表达能力，使学生学得主动积极、生动活泼。让每一个学生感受探究实验的全部过程，把观察到的成像规律用准确的语言表达出来，从而培养学生的观察以及思维能力，教师巡视指导，精讲点拨，切记包办全过程。

1.对学生观察能力的培养

观察能力，主要是指人们通过对客观事物和现象的观察，从而区别它们的特征的一种能力。在物理学中，主要是观察物理现象和过程，观察使用的仪器和装置以及物理图表的能力。实践证明，学生的观察能力是在观察活动中逐渐培养和发展起来的。在实验中，给学生创造观察的条件，指导观察的方法，培养勤于观察的能力，不断提高他们的敏锐性、深刻性、精确性，逐步形成较强的观察力。初中学生观察能力比较薄弱，实验时，他们的注意力往往会被许多仪器、设备所吸引，盲目乱看，不知道需要观察什么。因此，我在教学中引导学生一边观察一边思考一下几个问题：

（1）首先观察点燃的蜡烛由远而近向凸透镜移动，成倒立缩小、等大、放大实像和正立放大虚像时，蜡烛和光屏分别到凸透镜的距离。

（2）找出凸透镜成缩小和放大的像的分界点。

（3）找出凸透镜成实像和虚像的分界点。

（4）观察凸透镜成实像和虚像时，当物距增大或减小，像和像距怎么变化，以及像的变化。

（5）观察凸透镜成实像时，像与物是同侧还是异侧。成虚像时，像与物是同侧还是异侧。

（6）当光屏上成倒立放大或缩小实像时，保持凸透镜位置不变，讲蜡烛和光屏的位置互换，观察其成像情况。这说明了什么？

特别是在观察凸透镜成虚像的实验时，学生不易完成，因为虚像不能在光屏上呈现，所以无论怎么移动光屏也找不到像。这时可引导学生想一想手拿放大镜能看清楚报纸上的很小字的方法，提醒学生报纸上的字（物）和看到的字（像）是在凸透镜的同一侧，这样的话，学生就会想到取下光屏，透过凸透镜而能观察到蜡烛的像。

2.对学生思维能力的培养

在教学中，切不可代替学生思考，而是通过学生思考进行分析、比较，并引导他们概括和总结。在这一方面，一、需要平时的训练。二、需要教师正确的引导。在这一节，我首先让学生叙述自己所观察到的现象，在叙述过程中，有目的的进行引导，并且对他们所叙述的内容进行矫正。在我的有意引导下，学生通过感性认识回答出了以下几个问题：蜡烛从较远处逐渐向凸透镜移动的过程中，蜡烛经过凸透镜先后成倒立缩小的实像、倒立等大的实像、倒立放大的实像、正立放大的虚像；二倍焦距是缩小和放大像的分界点；一倍焦距是实像和虚像的分界点；成实像时物距增大像距减小，像也变小；物距减小像距增大，像也变大；成实像时，物与像异侧。成虚像时，物与像同侧；成实像时，挡住凸透镜的一部分，像仍然是完整的，但亮度变暗；蜡烛火焰摆动时，光屏上的像与此摆动方向相反；当蜡烛燃烧剩余较短时，光屏上的像在上方；当光屏上成倒立放大或缩小实像时，保持凸透镜位置不变，讲蜡烛和光屏的位置互换，观察到的是缩小或放大的像。在做成实像实验时，不小心挡住凸透镜的一部分，观察到光屏上的像仍然是完整的，但亮度较暗；还观察到蜡烛的火焰左右摆动时，光屏上的像摆动的方向与此相反；蜡烛燃烧剩余的长度较短时，还发现像成在光屏的上方。

3.对学生分析、概括能力的培养

引导学生对做探究实验时观察到的物理现象和记录的数据进行分析，分析凸透镜成不同的像时，物距与焦距的关系、像距与焦距的关系，这一教学环节在整堂课中是最关键也是最难的。切記不要代替学生的思考，而要通过学生进行分析、比较，引导他们概括和总结，这样才能进行由特殊到一般的思维方法的训练，使其抽象思维能力得到发展与提高。例如本节实验：逐一分析记录的物距和像距，得出：只有物距大于二倍焦距，才能在光屏上得到一个倒立的、缩小的实像，且像距大于一倍焦距小于二倍焦距；只有物距等于二倍焦距时，才能在光屏上得到一个倒立的、等大的实像；只有物距大于一倍焦距小于二倍焦距，才能在光屏上得到一个倒立的、放大的实像；物距等于一倍焦距时，不成像；只有物距小于一倍焦距，取下光屏透过凸透镜才能观察到正立的放大的虚像。列表表示物距与焦距的关系、像的性质、像距与焦距的关系学生有些困难，这样师生共同努力完成下表：

4.对学生实验能力的培养

凸透镜成像规律实验是学生学习物理以来第一个较大较难的实验，所以这次实验培养他们的实验能力和养成良好的习惯尤为重要。这次实验，在使学生明确实验目的、原理、以及步骤的基础上，还要严格按照操作规程有条不紊地进行实验，以养成他们良好的实验习惯。实验过程中教师巡回指导，提醒他们火柴的使用、仪器的使用以及实验桌上物品的摆放、表格的设计以及物距、像距的记录等。并逐步引导他们自己根据记录的实验数据，分析归纳得出结论。

此实验，现象非常直观，学生在实验探究中自主研究，体验科学探究的全过程，可以培养他们的观察能力、实践能力、思维能力以及解决问题的能力。整个过程学生学习积极性非常高，真正体现了在“玩”中学。