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        《凸透鏡成像規(guī)律》教學(xué)方法探討

        2020-03-30 08:41:42
        數(shù)理化解題研究 2020年8期
        關(guān)鍵詞:虛像光屏凸透鏡

        黃 靜

        (廣東省廣州市白云區(qū)嘉禾中學(xué) 510010)

        凸透鏡成像規(guī)律歷來是教學(xué)的難點(diǎn),因?yàn)橐?guī)律比較多,比較抽象,很多學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)候覺得很難理解,對凸透鏡成像的規(guī)律死記硬背.導(dǎo)致的后果是學(xué)不懂,考試題型靈活一點(diǎn)就不會解題,失分比較大,久而久之,甚至影響學(xué)習(xí)物理的興趣.

        如何能更好的開展凸透鏡成像的教學(xué)呢,既能提高教學(xué)的有效性,又能提高教學(xué)的趣味性,讓學(xué)生可以在愉快中掌握好凸透鏡成像的規(guī)律.在多年的教學(xué)中,我覺得可以從下面四個方面開展教學(xué):

        一、直觀法

        在教學(xué)中,往往發(fā)現(xiàn)學(xué)生為什么總是在凸透鏡成像規(guī)律中,會把幾個規(guī)律弄的很混亂?源于在學(xué)生的心目中,總是認(rèn)定凸透鏡就是放大鏡,放大鏡的規(guī)律就是正立放大的像.其他的規(guī)律就胡亂記,死記硬背,結(jié)果考試的時(shí)候張冠李戴,把幾個規(guī)律寫的亂七八糟.那如何能改變學(xué)生心目中,凸透鏡就是放大鏡這一概念呢?我覺得可以讓學(xué)生利用直觀法,把凸透鏡就是放大鏡這一概念給轉(zhuǎn)變過來.

        直觀法就是在新授課時(shí),每兩個學(xué)生或四個學(xué)生組成一組,每組發(fā)一個凸透鏡給他們,讓學(xué)生拿著凸透鏡去進(jìn)行觀察物理課本.剛發(fā)凸透鏡的時(shí)候,如果老師問學(xué)生那是什么工具的時(shí)候,大部分學(xué)生會認(rèn)為那是一個放大鏡,因?yàn)樗麄冊谏钪锌吹降木褪欠糯箸R.然后逐步的引導(dǎo)學(xué)生在離書本較近的地方觀察某個詞語,譬如讓他們觀察“物理”的“物”字,提問學(xué)生看到了什么.這個時(shí)候大部分的學(xué)生都能看到“物”字是放大的,接著讓他們體會一下什么叫“正立”.接著,讓學(xué)生把凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離書本,在這個過程中,有一段距離他們會感覺到什么也看不見.而在下一刻,他們會觀察到看到的“物”字是放大的,而且是反過來的,這是引導(dǎo)他們思考什么叫做“倒立”的像.這個時(shí)候通常學(xué)生都會很興奮,覺得和平常放大鏡看到的效果原來可以不一樣的.緊接著,讓學(xué)生繼續(xù)把凸透鏡拉遠(yuǎn)一些,讓他們自己觀察,說說看到的效果,這時(shí)做得快的學(xué)生就可以看到了“縮小的倒立”的“物”字,做得慢的學(xué)生聽到有這么新奇的效果,也會加把勁努力把這種效果找出來.最后,讓學(xué)生舉著凸透鏡,觀察遠(yuǎn)處的房子,這時(shí),往往全部學(xué)生都會沸騰起來,因?yàn)?,他們看到了房屋變成了“倒立的”,并且是“縮小”的.這時(shí),可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論,為什么用同一個放大鏡觀察同一個物體,可以看到多種不同的效果?經(jīng)過討論,學(xué)生感受到應(yīng)該是放大鏡離觀察物體的距離遠(yuǎn)近不同而導(dǎo)致的.

        通過直觀法,可以讓學(xué)生比較直觀的感受到用凸透鏡觀察到的物體,由于距離的原因會有不同的.這樣,大大增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)了他們的求知欲,這樣有利于開展后面系統(tǒng)的教學(xué),得出凸透鏡成像的規(guī)律.

        二、圖像法

        在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律之前,我們已經(jīng)教會了學(xué)生凸透鏡對光線有會聚作用,教會了他們?nèi)绾萎嫀讞l特殊光線通過凸透鏡后的光路圖.在學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律時(shí),我們就可以使用圖像法,讓他們把兩條特殊光線通過凸透鏡的光路圖給畫出來.如圖1,圖2所示.

        這樣就可以很清楚的從圖1,圖2中看出,像的正立倒立,放大、等大、縮小.甚至讓學(xué)生理解了什么是真實(shí)的光線,什么是光線的反向延長線,實(shí)像是怎樣形成的,而虛像又是怎樣形成的.初步接觸物距、像距的概念,從而帶出凸透鏡成像的規(guī)律.

        三、實(shí)驗(yàn)法

        經(jīng)過直觀法和圖像法,學(xué)生心中已經(jīng)有一個關(guān)于凸透鏡成像的大致概念.那接著,我們就可以讓學(xué)生來到實(shí)驗(yàn)室,通過做實(shí)驗(yàn)的方法,再次驗(yàn)證凸透鏡成像由于物距的不同,成的像特點(diǎn)就不同,明確得出凸透鏡成像的規(guī)律.

        具體的實(shí)驗(yàn)步驟可以如下設(shè)計(jì):

        ①把透鏡放在光具座標(biāo)尺中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距f和2倍焦距2f的位置.

        ②點(diǎn)燃蠟燭,調(diào)整它們的高度,使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.

        ③把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠(yuǎn)的位置上,調(diào)整光屏到透鏡的距離,使?fàn)T焰在屏上成一個清晰的像,觀察像的大小、正倒.測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,把數(shù)據(jù)記錄在表格中.

        ④繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近,觀察像的變化是放大還是縮小,是正立還是倒立,蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離測出,將數(shù)據(jù)記錄在表格中.

        ⑤當(dāng)蠟燭到一定位置上時(shí),光屏沒有像,用眼睛直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像,把蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡的距離,像是放大還是縮小的,像的正倒,填入表格中.

        實(shí)驗(yàn)中,特別要體驗(yàn)出光屏上接收到的是實(shí)像,不能用光屏接收,只能用眼睛觀察的是虛像.但要注意,眼睛既能觀察實(shí)像也能觀察虛像.

        最后,結(jié)合圖像法和實(shí)驗(yàn)法,讓學(xué)生自己總結(jié)歸納出凸透鏡成像的規(guī)律如下表:

        物距像的特點(diǎn)正/倒大/小虛/實(shí)像距u2fu=2f倒立等大實(shí)像v=2fu>2f倒立縮小實(shí)像f

        四、口訣法

        在經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)探究后,還要教學(xué)生牢固掌握、記憶知識,以便在做題時(shí)可以很快回憶起來.除了靠機(jī)械記憶外,還可以采取一些技巧性的記憶方法.所以,參考很多教參和教學(xué)方法后,我把凸透鏡成像規(guī)律編成瑯瑯上口的口訣,對凸透鏡成像規(guī)律記憶時(shí),可以使用口決,這樣可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,便于記憶和運(yùn)用.口訣法如下: “一焦分虛實(shí),二焦分大??;虛像同側(cè)正, 物遠(yuǎn)像變大;實(shí)像異側(cè)倒,物遠(yuǎn)像變小”.

        “一焦分虛實(shí)”,在焦點(diǎn)以外,成實(shí)像,在焦點(diǎn)以內(nèi),成虛像,焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn).

        “二焦分大小”,在二倍焦距以外,成縮小的實(shí)像,在二倍焦距以內(nèi),成放大的實(shí)像,二倍焦距點(diǎn)是放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn).

        “虛像同側(cè)正”,像和物在凸透鏡同一側(cè)的話,成的是正立的虛像.

        “物遠(yuǎn)像變大”,成虛像時(shí),凸透鏡離物體越遠(yuǎn),成的虛像就越大.

        “實(shí)像異側(cè)倒”,像和物在凸透鏡兩側(cè)的話,成的是倒立的實(shí)像.

        “物遠(yuǎn)像變小”,成實(shí)像時(shí),凸透鏡離物體越遠(yuǎn),成的實(shí)像就越小.

        通過口訣法,加深學(xué)生理解凸透鏡成像規(guī)律的特點(diǎn),能對凸透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)效果起到畫龍點(diǎn)睛的作用.

        以上這些是針對凸透鏡成像規(guī)律的一些教學(xué)方法,并不全面.還有待教學(xué)一線的教育工作者們在實(shí)際的教學(xué)工作中不斷探索,不斷改進(jìn).無論采用怎樣的方法,只要從學(xué)生出發(fā),盡最大可能去激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,讓他們能主動學(xué)習(xí),相信會使學(xué)生更好的掌握凸透鏡成像規(guī)律,取得較好的成績.

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