諶華生

1 現(xiàn)有觀點

人教版八年級《物理》上冊教科書（2006年）中的第二章第三節(jié)“平面鏡成像”中明確指出：“…再拿一支沒有點燃的同樣的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合.”（第43頁）

人教新版八年級《物理》上冊教科書（2012年）中的第四章第三節(jié)“平面鏡成像”中也明確指出：“…再拿一支外形相同但不點燃的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合.”（第77頁）

在人民教育出版社義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《八年級〈物理〉上冊教師教學(xué)用書》第二章第三節(jié)“平面鏡成像”的教學(xué)建議中，建議教師“一定要讓學(xué)生充分討論各個器材的目的，如為什么準(zhǔn)備兩支完全一樣的蠟燭？…”（第84頁）.

上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版的八年級《物理》教科書（2001年）中的第四章第二節(jié)“光的反射”中這樣描述：“實驗需要的器材包括兩支完全一樣的蠟燭、一塊玻璃板……（b）移動未點燃的蠟燭，觀察像與蠟燭的大小關(guān)系；”（第54頁）

由湖北教育出版社出版、湖北省教學(xué)研究室編寫的《八年級上冊物理實驗報告》實驗探究三“平面鏡成像的特點”中要求本實驗的實驗器材為：“一張大白紙，一塊玻璃板，兩支相同的蠟燭，刻度尺，鉛筆，火柴”（第12頁）.

同樣，在由吉林人民出版社出版、由李宗倫和關(guān)瑩主編的《八年級上冊物理新教材完全解讀》（配人教版新課標(biāo)）教輔用書中，所列出本實驗的實驗器材為：“桌面，白紙，記號筆，直尺、玻璃板，兩支同樣的短蠟燭，火柴等”（第87頁）.

……

諸多的相關(guān)教學(xué)教輔用書都持有同樣的觀點，即認(rèn)為在“探究平面鏡成像的特點”實驗中應(yīng)該用“兩支相同的蠟燭”就可以完成實驗.

2 筆者的觀點

筆者在這部分內(nèi)容的教學(xué)實踐中，屢感不能自圓其說，認(rèn)為本實驗在儀器的選擇上有悖于實驗的設(shè)計思路，應(yīng)該用“不同大小的蠟燭”替代現(xiàn)有實驗中的“兩支同樣的蠟燭”.下面就以學(xué)生探究過程為思路加以分析與論證.

現(xiàn)在的物理新課程，倡導(dǎo)的是探究式教學(xué)，提倡像科學(xué)家搞研究一樣進(jìn)行學(xué)習(xí)，現(xiàn)行教材更是在教科書中安排了諸多的探究實驗.針對本實驗，探究的第一個環(huán)節(jié)即提出問題自然是“平面鏡成像有什么特點？” 在第二個環(huán)節(jié)“猜想”環(huán)節(jié)中，同學(xué)們一般會如何猜測呢？不同的學(xué)生根據(jù)自己已有的知識和生活經(jīng)驗，會提出不同的猜想.根據(jù)筆者的調(diào)查，通常學(xué)生在被問及這個問題時的回答是“像與物大小相等”，但當(dāng)被追問“人離鏡子越來越遠(yuǎn)的過程中，像會怎么變化？”時，他們的回答一般是“人的像越來越小”.由此可見，大部分學(xué)生會認(rèn)為“物離平面鏡的距離不同，所成像的大小就不同，即像的大小是有變化的”.這一點從課后的練習(xí)中更能說明，很多學(xué)生在學(xué)完這一節(jié)的內(nèi)容后，并不能立即更正自己錯誤的經(jīng)驗，在選擇和判斷中常常犯下“物體越遠(yuǎn)，像就越小”的錯誤，這說明他們已習(xí)慣性地認(rèn)為“平面鏡所成的像的大小是在變化著的”.

接下來的探究環(huán)節(jié)是“設(shè)計實驗”，就是設(shè)計合適的實驗從而驗證猜想的正誤.所以，怎么設(shè)計實驗，源于你有怎樣的猜想.本實驗之所以能夠探究出平面鏡成像的特點來，是因為設(shè)計者設(shè)計巧妙，兩次運(yùn)用等效替代法把不能用平面鏡直接探究的問題巧妙地解決了.一是用與像完全重合真實的蠟燭來記錄虛像的位置及其大??；二是用玻璃板替代平面鏡，利用玻璃板既能成像、又能透光的性質(zhì)來觀察蠟燭與虛像的重合情況.既然學(xué)生們猜想所成的像是有變化的，那么用來與像重合的實際蠟燭，理應(yīng)與充當(dāng)物體的這個蠟燭的大小是有變化的，或者大一些，或者小一些，或者大的多一些，或者小的多一些等等，但猜想有時是會出錯的，所以還要準(zhǔn)備一支完全相同的蠟燭.因此，按照學(xué)生的考慮，儀器中所要準(zhǔn)備的蠟燭，應(yīng)該是大小各異的好幾支蠟燭，而不是“與之相同的一支蠟燭”.否則就可能出現(xiàn)真實蠟燭不能完全與像重合即像不能完全被替代的情況，因為實驗結(jié)論對正在探究的孩子們來說還是未知的，猜想未必正確，接下來“一切皆有可能”.

從探究的第四個環(huán)節(jié)“進(jìn)行實驗”來看，在第一次實驗完成后，還需把蠟燭向后移動（一般是按先近后遠(yuǎn)的順序來做），即改變蠟燭到平面鏡的距離再做兩次實驗，從眾多數(shù)據(jù)中概括總結(jié)出更普遍性的結(jié)論.這時處在玻璃板前面的人眼，離物體的距離近，而離其像的距離遠(yuǎn)，學(xué)生會明顯地發(fā)現(xiàn)像要比物?。ǜ鶕?jù)人眼視物“近大遠(yuǎn)小”的規(guī)律，物理中用“視角”大小來解釋）.對于還不知道平面鏡成像特點和正處在探究中的學(xué)生來講，接下來他要做的是什么呢？他會根據(jù)自己親眼觀察到的情況并作出判斷，用一支跟所看到的像差不多大小的蠟燭也就是說用一支比充當(dāng)物體的那支蠟燭稍小一些的蠟燭來嘗試替代像.可想而知，這次他會失敗的，當(dāng)他們把這樣一只蠟燭在玻璃板后面移動時，總不能與像完全重合，它的大小要比所成虛像小一些.接下來，他會根據(jù)剛才的觀察比對，用稍大一些的蠟燭再次嘗試替代虛像，直到成功地完全替代像為止.可見，學(xué)生是不會一開始就用一支與充當(dāng)物體的蠟燭同樣大小的蠟燭來做實驗的，除非他們不相信自己的眼睛.如果是那樣的話，所做的實驗，不是在探究，而是在驗證.

到此，我們已經(jīng)了解了一個初中生在實驗前后到底是怎么想、怎么做的，也就是他們的思維過程.他們的猜想與觀察都顯示出“像可能比物小”的結(jié)論，而解決的辦法只能是等效替代像，既然他們不知道像與物的大小關(guān)系，那么用來替代像的這支蠟燭為何是兩支相同的蠟燭中的一支呢？

如果千篇一律地“拿一支沒有點燃的同樣的蠟燭”，等于默認(rèn)所有的學(xué)生有同樣的猜想即“像與物永遠(yuǎn)大小相等”，也等于默認(rèn)所有學(xué)生的猜想都將是正確的.顯然，這是不符合實際情況的，也不符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的，更不符合物理學(xué)科所倡導(dǎo)的科學(xué)探究精神.

老教材（2001年人民教育出版社九年義務(wù)教育三年制初級中學(xué)教科書《物理》第一冊）的第69頁也有關(guān)于這個實驗的描述：“另外拿一支相同的蠟燭在玻璃板后面移動，直到看上去它跟像完全重合”，當(dāng)時被安排為教師的演示實驗，那時還不怎么大力倡導(dǎo)探究式教學(xué)，教師演示實驗只要能驗證出平面鏡成像的特點的規(guī)律即可.筆者認(rèn)為，在當(dāng)時這種處理教材未嘗不可.如今，教學(xué)觀念發(fā)生了天翻地覆的變化，再用驗證的思路來設(shè)計探究實驗，就是在“穿新鞋走老路”，筆者相信這不是新課程所倡導(dǎo)的.畢竟，驗證性實驗與探究式實驗的設(shè)計思路截然不同.

3 總結(jié)及建議

鑒于以上的分析，筆者認(rèn)為，在“探究平面鏡成像的特點”實驗中，實驗器材中不應(yīng)只準(zhǔn)備“兩支相同的蠟燭”，而應(yīng)準(zhǔn)備“大小各異的好幾支蠟燭”.實驗在設(shè)計上，把“…再拿一支沒有點燃的同樣的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合.”調(diào)整為“…嘗試著用沒有點燃的不同大小的蠟燭，豎立著在玻璃板后面移動，直到看上去它跟前面那支蠟燭的像完全重合”.

這樣處理表現(xiàn)出對學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的遵循，更表現(xiàn)出對學(xué)生主體的尊重，而不是生拉硬拽讓學(xué)生按實驗步驟來做實驗.

顯然，這樣的探究才是真實的，這種在嘗試中的探究才是真正意義上的探究，而且更能讓學(xué)生領(lǐng)會到探究的內(nèi)涵與真諦.只有讓學(xué)生真正經(jīng)歷過有效的探究過程，才能體會到實驗探究的精妙設(shè)計思路，回歸探究的本質(zhì).

總之，這不是多幾支蠟燭的簡單問題，而是關(guān)系到設(shè)計實驗時的探究思路是否嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇髥栴}，是科學(xué)態(tài)度是否實事求是的大問題.