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      初中物理“探究平面鏡成像特點”實驗的改進

      2019-08-29 07:07:34謝春華
      關(guān)鍵詞:小紅旗玻璃板平面鏡

      謝春華

      “平面鏡”一節(jié)是初中物理光學(xué)部分的重要內(nèi)容,它是通過實驗總結(jié)出平面鏡成像的特點,進而用光的反射定理說明平面鏡成像的原理,提出虛像的概念,做好平面鏡成像的實驗是關(guān)鍵。

      平面鏡成像特點的探究活動,找準物體在平面鏡所成像的位置,像與物大小關(guān)系,是認識平面鏡成像特點的關(guān)鍵。還有用未點燃蠟燭去代替鏡后的像,進而研究像與物關(guān)系這一思路很巧妙。我以猜猜猜魔術(shù)和隱幣魔盒引入新課,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探究的興趣。指導(dǎo)學(xué)生完成實驗:我在教學(xué)中注意引導(dǎo)學(xué)生完成:猜想假設(shè),實驗論證。交流評估,并引導(dǎo)學(xué)生分組討論探究方案,設(shè)計好可行的實驗方案、怎樣記錄實驗數(shù)據(jù)、怎樣分析證據(jù)得出科學(xué)結(jié)論、交流試驗中的得失優(yōu)缺點、評估實驗方案。

      在平面鏡成像的教學(xué)中,我們常利用蠟燭和玻璃板做演示實驗:在桌面上鋪一張紙,紙上豎直放置一塊玻璃板,沿著玻璃板在紙上畫一條直線,代表平面鏡的位置。把一支點燃的蠟燭放在玻璃板的前面??梢钥吹剿诓AО搴蟮南?。再拿一支同樣的,但沒有點著的蠟燭,把它放到玻璃板后面蠟燭的像的位置,移動蠟燭,直到看上去它跟前面那只蠟燭的像完全重合,這支蠟燭也好像點著似的。在紙上記下這兩個位置。這樣操作可以很快得出像和物體的關(guān)系。但是,由于玻璃的透光性太強,白天光線強,在教室里演示,看到的虛像往往不很清晰。在課堂教學(xué)實際中,老師常常讓學(xué)生對比平面鏡和玻璃,選擇哪個做成像的反射面。相當一部分學(xué)生選擇平面鏡,因為它成像清晰,而忽視它不能透光的問題。雖然對比后選擇玻璃做反射面完成實驗,但是總有學(xué)生發(fā)問:為什么不把平面鏡摳幾個眼呢?這樣又能看清像,又能確定鏡后的像。針對這一妙想,所以對實驗進行了改進。

      在本節(jié)課中,學(xué)生以小組為單位,讓學(xué)生會分析實驗儀器,對實驗方法、過程進行交流,做好實驗的優(yōu)缺點總結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生暢所欲言,積極表達。增進學(xué)生的語言表述能力,也加強合作交流的能力。通過實驗也體現(xiàn)在合作探究中互幫互助。

      大家根據(jù)現(xiàn)有器材,討論準備選擇哪些器材做實驗?分成幾組進行實驗探究。有學(xué)生發(fā)言:我們組用玻璃板來成像,用蠟燭來當做物。有學(xué)生發(fā)言:我們組用玻璃板來成像,用卡通模具來當做物。還有學(xué)生發(fā)言:我們組用殘缺平面鏡來成像,用小紅旗模型來當做物。師:在實驗過程中做個有心人,做好本組實驗方案優(yōu)缺點記錄。比較哪個方案更好。為什么?可能出現(xiàn)的方案及問題:

      1、用較薄玻璃板、蠟燭完成實驗。優(yōu)點:像顏色形狀清晰,易于測量比較物像大小,物距像距關(guān)系,克服厚玻璃板所成的像,有前后兩個;不足:蠟燭易倒,實驗時間稍長蠟燭變短。蠟燭燃燒后有刺鼻氣味。

      2、用較薄玻璃板、小紅旗模型完成實驗。優(yōu)點:避免用蠟燭完成試驗,給學(xué)生造成只有發(fā)光的物體才能在玻璃板后成像的誤區(qū);不足:由于實驗室條件和物體反射光線較弱,用小紅旗模型完成試驗效果不明顯,甚至看不到像

      3、用改進后的平面鏡、蠟燭或小紅旗模型完成試驗。改進了以上試驗的種種不足,實驗效果明顯。

      通過三組實驗方案對比進行,發(fā)現(xiàn)殘破面鏡這組用時最少,避免使用玻璃成像時出現(xiàn)的兩個虛像問題,克服使用蠟燭實驗出現(xiàn)的放不穩(wěn),蠟燭越燒越短的問題。也避免玻璃模具組實驗中光線不夠,成像模糊的缺點。實驗效果良好。學(xué)生完成試驗后,一致認為自制殘破面鏡方案最優(yōu)。通過對比,學(xué)生也獲得成功喜悅。

      具體操作如下

      【實驗器材】自制殘缺平面鏡、自制相同小紅旗模型2個、方格紙,刻度尺、三角板2個

      【實驗操作步驟】

      1、將殘缺平面鏡豎直架在水平桌面上,將方格紙居中,放在玻璃板下。

      2、將模具A放在殘缺平面鏡前做物。將另一模具B放在殘缺平面鏡后,移動B使它與A的像重合。(并在模具A和模具B處做標記)改變模具A的位置,再重復(fù)做兩次實驗,并將數(shù)據(jù)與觀察到的現(xiàn)象填入表格內(nèi)。再換兩個位置重做以上實驗,可以得出像和物是等大的

      3、再利用方格數(shù)出像和物到平面鏡的距離,很方便得出結(jié)論:像和物到平面鏡的距離相等。

      4、利用數(shù)學(xué)中有關(guān)對稱的相關(guān)知識,還可以得出:平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對稱。

      【實驗效果】

      實驗簡單,操作性強,實驗現(xiàn)象明顯,便于學(xué)生得出結(jié)論。

      【實驗創(chuàng)新之處】

      1.原實驗中用模具清晰度小,還容易受到光線的影響,實驗效果不能做到次次明顯,不能很好地展示給學(xué)生觀察。

      2.原實驗用蠟燭,則蠟燭燃燒中高度發(fā)生變化,像物難以重合。另外,室內(nèi)氣流會使燭焰不穩(wěn)定。吹滅蠟燭后室內(nèi)還有較大的氣味。

      3.打印好的方格紙代替原實驗中的大白紙,在放置鏡子處預(yù)留好和鏡子一樣厚度的一條邊,把殘破鏡豎立此處,不用尺量,形象直觀就觀察到平面鏡中“對稱的像”,標注好記號能準確說明像物等距。連線與平面鏡垂直等特點。

      4.實驗的直觀性和可操作性都很強,實驗探究過程有又快捷、又準確,對比中優(yōu)勢明顯。對學(xué)生吸引力很大。

      【附制作說明】

      1、制作原理 平面鏡成像

      2、制作材料 三條2-3厘米寬,長度30厘米左右的鏡片,兩條3厘米左右,長度30厘米左右的玻璃片。玻璃膠適量。紅色油光紙,喝酸奶的吸管2個,卡子四個。

      3、制作方法 取用三條2-3厘米寬,長度30厘米左右的鏡片,將它們用玻璃膠粘在事先準備的玻璃窄條或木條上。再取用兩個卡子將它能直立即可。我選用實驗?zāi)>吆欣锏墓潭úAО宓哪欠N卡子。實驗的物像制作成小紅旗模具,高度占殘破面鏡二分之一左右效果最好,先裁成大小一樣的小紅旗,粘在喝酸奶的吸管上,吸管寬扁可以變化,更好卡在卡子里使它們站立穩(wěn)當。

      【附注說明】鏡片窄條和玻璃窄條都是玻璃店的廢棄邊角料。所以不用一分錢也可以制作殘破面鏡。實現(xiàn)廢物二次利用。體現(xiàn)環(huán)保理念。

      【附注照片說明】

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