探究平面鏡成像特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)研究

【摘要】：探究平面鏡成像的特點(diǎn)是初中光學(xué)中的重要實(shí)驗(yàn)，它與學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系十分密切。探究平面鏡成像特點(diǎn)讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程。在通過實(shí)驗(yàn)得出平面鏡成像的有關(guān)知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析解釋大量生活中的成像問題。但是傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)看似探究，實(shí)為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并且對(duì)于成虛像這一特點(diǎn)的本質(zhì)沒有突破。因此，本研究主要從四個(gè)方面改進(jìn)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)探究過程的同時(shí)，體會(huì)到成虛像的原因。

【關(guān)鍵詞】：平面鏡成像 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

一、實(shí)驗(yàn)課題名稱：探究平面鏡成像的特點(diǎn)

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：

運(yùn)用光的反射定律探究平面鏡成像的特點(diǎn)。

三、實(shí)驗(yàn)在教材中所處的地位與作用：

該實(shí)驗(yàn)是八年級(jí)物理第四章第三節(jié)內(nèi)容，本節(jié)是在學(xué)習(xí)了光的傳播和光的反射的基礎(chǔ)上，對(duì)光的反射的延伸，是光的重要組成部分，它與學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系十分密切。探究平面鏡成像特點(diǎn)讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程。在通過實(shí)驗(yàn)得出平面鏡成像的有關(guān)知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去分析解釋大量生活中的成像問題。體現(xiàn)出“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念?！疤骄科矫骁R成像特點(diǎn)”是一個(gè)完整的探究過程，學(xué)生在經(jīng)歷此探究過程中，學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中信息的記錄和處理。在探究“平面鏡成像特點(diǎn)”中領(lǐng)略物理現(xiàn)象的美妙與和諧，獲得“發(fā)現(xiàn)”成功的喜悅。通過對(duì)平面鏡、球面鏡的應(yīng)用的了解，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類生活的影響。

四、實(shí)驗(yàn)器材：

自制探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)操作板（包含底座，可調(diào)節(jié)角度的玻璃板，平面鏡、量角器）、三對(duì)大小不同的小燈泡、一張坐標(biāo)紙、刻度尺、DISLAB溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、電腦。

五、實(shí)驗(yàn)原型及不足之處：

教材所給的方法是都是直接給出學(xué)生一對(duì)等大的蠟燭來做該實(shí)驗(yàn)，但是我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了幾點(diǎn)不足之處：

1、“選用兩支完全相同的蠟燭”、“把玻璃板豎立”等預(yù)設(shè)性的探究不符合探究實(shí)驗(yàn)的要求，應(yīng)變成“生成性”的探究。

2、蠟燭在燃燒過程中會(huì)發(fā)生形變（另一只不變），不便于構(gòu)建“像與物大小相等”的特點(diǎn)，不利于正確觀察、實(shí)事求是地得出結(jié)論。

3、原實(shí)驗(yàn)可見度差，特別是天氣晴朗光線強(qiáng)的條件下，效果欠佳。且蠟燭燃燒有氣味，會(huì)污染室內(nèi)空氣，不利于低碳環(huán)保。

4、用刻度尺量像和物到玻璃板的距離時(shí)容易碰到蠟燭，不論是被火焰燙著還是被晃動(dòng)而滴下的滴蠟燙著都很危險(xiǎn)。

5、學(xué)生對(duì)“虛像”這一新概念認(rèn)識(shí)模糊。

六、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)之處：

1、給學(xué)生提供至少三對(duì)大小不同的小燈泡。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是探究性實(shí)驗(yàn)，教材一直是直接給出學(xué)生一對(duì)等大的蠟燭來做該實(shí)驗(yàn)，其實(shí)等于沒有探究。學(xué)生對(duì)比至少三對(duì)大小不同的燈泡之后，自然明白平面鏡成的像是等大的。

2、使用小燈泡使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，并能避免空氣流動(dòng)對(duì)燭焰的影響，造成物像不能完全重合，抗干擾，成像效果好，低碳環(huán)保。

3、通過坐標(biāo)紙方便快捷的讀出像物到平面鏡的距離。

4、用DISLAB溫度傳感器證明虛實(shí)像。學(xué)生很難理解像的虛實(shí)，但溫度是個(gè)突破口——實(shí)像有實(shí)際光線經(jīng)過成像處，那里的溫度必然比周圍溫度略高，虛像則沒有這一情況。所以可以同時(shí)把小孔成像實(shí)驗(yàn)展示出來，敏感的DISLAB溫度傳感器是可以測(cè)出小孔成像的光屏處溫度略有升高，而平面鏡后面等距離處的探針沒有示數(shù)變化，使學(xué)生對(duì)虛實(shí)像的概念有更直觀的感受。

七、實(shí)驗(yàn)操作步驟：

1、兩人一組，組裝好探究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)操作板，在板上平鋪一張坐標(biāo)紙，正中畫一條直線將紙分成左右兩部分，把玻璃板立在直線位置上，這條直線表示平面鏡的位置。

2、將一個(gè)小燈泡放在玻璃板左側(cè)，調(diào)整玻璃板角度，直至小燈泡的像豎立在操作板上，記錄玻璃板與操作板的夾角。

3、分別拿出大、中、小三種型號(hào)的燈泡在右邊的桌面上移動(dòng)，直到看上去跟左邊那個(gè)燈泡的像完全重合，這個(gè)燈泡的大小和位置就表示像的大小和位置。

4、移動(dòng)和換用左邊的小燈泡，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。用物和像到玻璃板的距離來表示物和像的位置關(guān)系，測(cè)出數(shù)值記入表中。最后分析表中所記錄的信息，歸納出平面鏡的成像特點(diǎn)。

5、連接DISLAB溫度傳感器，放置在右側(cè)燈泡成像的位置，采集該位置的溫度信息，對(duì)比小孔成像處的溫度信息，探究成像位置是否有實(shí)際光線到達(dá)，得出成像的虛實(shí)。

八、實(shí)驗(yàn)效果：

通過實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，在教學(xué)中學(xué)生更容易接受平面鏡成像的規(guī)律特點(diǎn)，更容易弄懂平面鏡所成的是正立等大的虛像，對(duì)虛像與實(shí)像的判定方法有了更清晰的認(rèn)識(shí)，并能運(yùn)用這些知識(shí)解釋一些常見的日常生活實(shí)例。

九、改進(jìn)亮點(diǎn)

1、該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)比原實(shí)驗(yàn)更容易控制，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的亮度來調(diào)節(jié)小燈泡的亮度，增加了實(shí)驗(yàn)的可見度和可操作性。

2、采用坐標(biāo)紙，學(xué)生通過看坐標(biāo)紙上格數(shù)準(zhǔn)確判斷像和物的位置，而避免了用刻度尺碰撞蠟燭的情況。操作簡(jiǎn)便，安全可靠。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差更小，實(shí)驗(yàn)結(jié)論更直接，便于學(xué)生理解知識(shí)和解決實(shí)際問題。

4、利用DISLAB溫度傳感器，采集成像處的溫度信息，與小孔成像所成實(shí)像處的溫度信息對(duì)比，結(jié)合教材中用光屏判斷虛實(shí)像的方法，讓學(xué)生更加準(zhǔn)確地理解虛實(shí)像成像的原理，使學(xué)生更容易理解課本78頁圖4.3-3平面鏡成像原理圖。

十、教學(xué)反思

這節(jié)課的設(shè)計(jì)把重點(diǎn)放在激發(fā)學(xué)生的探究興趣上，而不是簡(jiǎn)單地追求知識(shí)的結(jié)論。對(duì)于剛剛接觸物理學(xué)科的八年級(jí)學(xué)生，讓他們?cè)谟幸饬x的探究活動(dòng)中體驗(yàn)正確的認(rèn)識(shí)是怎樣產(chǎn)生的，是我在教學(xué)過程中比較成功的一面。雖然有些問題還不能用現(xiàn)有的知識(shí)來解決，但讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，本身就是探索。這種以實(shí)驗(yàn)探究為手段，讓學(xué)生自己解開科學(xué)之謎的方法，極大地激發(fā)了學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，有利地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立探索精神和創(chuàng)造力。

作者簡(jiǎn)介：李翀（1989—），女，漢族，廣西南寧市人，教育碩士，單位：廣西南寧市第二十六中學(xué)