初中物理“探究平面镜成像特点”实验的改进

谢春华

“平面镜”一节是初中物理光学部分的重要内容，它是通过实验总结出平面镜成像的特点，进而用光的反射定理说明平面镜成像的原理，提出虚像的概念，做好平面镜成像的实验是关键。

平面镜成像特点的探究活动，找准物体在平面镜所成像的位置，像与物大小关系，是认识平面镜成像特点的关键。还有用未点燃蜡烛去代替镜后的像，进而研究像与物关系这一思路很巧妙。我以猜猜猜魔术和隐币魔盒引入新课，激发学生学习探究的兴趣。指导学生完成实验：我在教学中注意引导学生完成：猜想假设，实验论证。交流评估，并引导学生分组讨论探究方案，设计好可行的实验方案、怎样记录实验数据、怎样分析证据得出科学结论、交流试验中的得失优缺点、评估实验方案。

在平面镜成像的教学中，我们常利用蜡烛和玻璃板做演示实验：在桌面上铺一张纸，纸上竖直放置一块玻璃板，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面。可以看到它在玻璃板后的像。再拿一支同样的，但没有点着的蜡烛，把它放到玻璃板后面蜡烛的像的位置，移动蜡烛，直到看上去它跟前面那只蜡烛的像完全重合，这支蜡烛也好像点着似的。在纸上记下这两个位置。这样操作可以很快得出像和物体的关系。但是，由于玻璃的透光性太强，白天光线强，在教室里演示，看到的虚像往往不很清晰。在课堂教学实际中，老师常常让学生对比平面镜和玻璃，选择哪个做成像的反射面。相当一部分学生选择平面镜，因为它成像清晰，而忽视它不能透光的问题。虽然对比后选择玻璃做反射面完成实验，但是总有学生发问：为什么不把平面镜抠几个眼呢？这样又能看清像，又能确定镜后的像。针对这一妙想，所以对实验进行了改进。

在本节课中，学生以小组为单位，让学生会分析实验仪器，对实验方法、过程进行交流，做好实验的优缺点总结。引导学生畅所欲言，积极表达。增进学生的语言表述能力，也加强合作交流的能力。通过实验也体现在合作探究中互帮互助。

大家根据现有器材，讨论准备选择哪些器材做实验？分成几组进行实验探究。有学生发言：我们组用玻璃板来成像，用蜡烛来当做物。有学生发言：我们组用玻璃板来成像，用卡通模具来当做物。还有学生发言：我们组用残缺平面镜来成像，用小红旗模型来当做物。师：在实验过程中做个有心人，做好本组实验方案优缺点记录。比较哪个方案更好。为什么？可能出现的方案及问题：

1、用较薄玻璃板、蜡烛完成实验。优点：像颜色形状清晰，易于测量比较物像大小，物距像距关系，克服厚玻璃板所成的像，有前后两个；不足：蜡烛易倒，实验时间稍长蜡烛变短。蜡烛燃烧后有刺鼻气味。

2、用较薄玻璃板、小红旗模型完成实验。优点：避免用蜡烛完成试验，给学生造成只有发光的物体才能在玻璃板后成像的误区；不足：由于实验室条件和物体反射光线较弱，用小红旗模型完成试验效果不明显，甚至看不到像

3、用改进后的平面镜、蜡烛或小红旗模型完成试验。改进了以上试验的种种不足，实验效果明显。

通过三组实验方案对比进行，发现残破面镜这组用时最少，避免使用玻璃成像时出现的两个虚像问题，克服使用蜡烛实验出现的放不稳，蜡烛越烧越短的问题。也避免玻璃模具组实验中光线不够，成像模糊的缺点。实验效果良好。学生完成试验后，一致认为自制残破面镜方案最优。通过对比，学生也获得成功喜悦。

具体操作如下

【实验器材】自制残缺平面镜、自制相同小红旗模型2个、方格纸，刻度尺、三角板2个

【实验操作步骤】

1、将残缺平面镜竖直架在水平桌面上，将方格纸居中，放在玻璃板下。

2、将模具A放在残缺平面镜前做物。将另一模具B放在残缺平面镜后，移动B使它与A的像重合。（并在模具A和模具B处做标记）改变模具A的位置，再重复做两次实验，并将数据与观察到的现象填入表格内。再换两个位置重做以上实验，可以得出像和物是等大的

3、再利用方格数出像和物到平面镜的距离，很方便得出结论：像和物到平面镜的距离相等。

4、利用数学中有关对称的相关知识，还可以得出：平面镜所成的像与物体关于镜面对称。

【实验效果】

实验简单，操作性强，实验现象明显，便于学生得出结论。

【实验创新之处】

1.原实验中用模具清晰度小，还容易受到光线的影响，实验效果不能做到次次明显，不能很好地展示给学生观察。

2.原实验用蜡烛，则蜡烛燃烧中高度发生变化，像物难以重合。另外，室内气流会使烛焰不稳定。吹灭蜡烛后室内还有较大的气味。

3.打印好的方格纸代替原实验中的大白纸，在放置镜子处预留好和镜子一样厚度的一条边，把残破镜竖立此处，不用尺量，形象直观就观察到平面镜中“对称的像”，标注好记号能准确说明像物等距。连线与平面镜垂直等特点。

4.实验的直观性和可操作性都很强，实验探究过程有又快捷、又准确，对比中优势明显。对学生吸引力很大。

【附制作说明】

1、制作原理 平面镜成像

2、制作材料 三条2-3厘米宽，长度30厘米左右的镜片，两条3厘米左右，长度30厘米左右的玻璃片。玻璃胶适量。红色油光纸，喝酸奶的吸管2个，卡子四个。

3、制作方法 取用三条2-3厘米宽，长度30厘米左右的镜片，将它们用玻璃胶粘在事先准备的玻璃窄条或木条上。再取用两个卡子将它能直立即可。我选用实验模具盒里的固定玻璃板的那种卡子。实验的物像制作成小红旗模具，高度占残破面镜二分之一左右效果最好，先裁成大小一样的小红旗，粘在喝酸奶的吸管上，吸管宽扁可以变化，更好卡在卡子里使它们站立稳当。

【附注说明】镜片窄条和玻璃窄条都是玻璃店的废弃边角料。所以不用一分钱也可以制作残破面镜。实现废物二次利用。体现环保理念。

【附注照片说明】