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解答初中物理探究凸透镜成像规律难题

日期:2015/8/2 16:21:20 来源:本站原创 访问量:
 怎么样对物理中凹凸镜原理深刻认识。江浙沪招生考试网针对这个问题让特级教师帮我解答这个问题

  “探究凸透镜成像规律”是人教版八年级《物理》上册教材中的重要内容,对培养学生的实验操作能力和归纳能力很重要。凸透镜成像规律是初中光学知识的教学重点,也是教学难点。突破这个难点,对培养学生学习物理的兴趣、树立学生的自信心、提高整体教学质量有着积极的意义。

  在学生分组探究实验中,我向学生强调实验步骤和注意事项,实验时,大部分学生也很认真操作、观察并记录,可是,有些学生只能写出成像时具体的物距和对应的像距,却没有归纳出凸透镜成像的规律。

  我认真反思和分析了产生这种现象的原因,从规律本身看,凸透镜成像概念多而又易混淆,如焦距与物距、像距,实像与虚像,放大与缩小,加之规律较多,在不同的物距条件下所成像的性质不同。从学生的思维特点看,八年级学生正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段,学生分析数据归纳规律的能力不强,而理解并熟练掌握该规律必须具备一定的归纳能力和抽象思维能力。从教师的教学策略看,教师自己做演示实验,如果只让学生观看,那么学生就只能死记硬背成像规律。教师虽然使用了探究式教学,但由于引导学生分析的方法不当,最后只能由教师包办说出规律,失去探究实验的意义。下面,笔者就“探究凸透镜成像规律”难点突破策略,谈几点粗浅的看法:

  一、精心设计实验,在探究互动中突破难点

  物理规律的教学适宜用探究式教学方法,如何在课堂上让学生探究凸透镜成像规律,这是困扰教师的问题。为让学生能顺利探究出规律,教师要全盘考虑前后概念的联系,还要在课前进行精心设计,比如,如何创设提问的情境?引导学生提什么样的问题?采用什么实验装置?如何用器材进行探究?探究时需要观察、记录哪些数据和现象?如何引导学生分析数据、归纳出规律?由于此实验得到的数据量大,数据规律不是明显的正比或反比定量关系,数据中蕴藏的规律属于界定范围的定性规律,学生从来没有遇到过,所以分析数据是本节课的最大难点,引导学生正确分析出数据的规律是本节课的关键一环。教师如果直接让学生分析,学生很难得出正确的结论。教师要发挥主导作用,可以利用多媒体引入一些分析数据的技术工具。比如直接用电脑中的Excel软件分析,可在短时间内处理大量数据。这样一来,不但能激发学生浓厚的兴趣,还可用贴图法展示成像规律。课前,教师准备一些教具,在一张大白纸上画好凸透镜符号,画出主光轴,标出一倍焦距处和二倍焦距处,目的是增大可见度,学生就容易说出凸透镜的成像规律。

  在实验时,教师让学生把点燃的蜡烛从距离凸透镜最远处慢慢移近凸透镜,观察像的变化,并反复操作。这一步是最关键的,也是学生容易出现失败的地方,可以让学生顺着教师设计的问题进行实验,如果找到一个问题的答案,那就可以再继续下一步实验。如在学生分组实验的基础上进行深入一步的分析,可加深对凸透镜成像规律的理解。要达到这一点,我们在实验后可以再用Flash动画课件向学生展示凸透镜成像的连续变化规律,以形成深刻的印象。当我们总结出成实像或虚像时,便可得出当物距连续变化,会引起像和像距的变化规律。利用课件让学生观察出二倍焦距处和一倍焦距处的特殊意义。理解正立的像一定是放大的虚像,倒立的像一定是实像。通过教师演示实验,让学生再去挖掘其他的关联性质就能加深对该规律的理解。

  教师还可设计以下几个问题让学生思考,以加深巩固对成像规律的认识。1.物体在光屏上的像的大小一直不变吗?如果变,是怎样变化的?2.物体移动的方向与光屏上的像在光具座上移动方向的关系怎样?当物距减小时,像距怎样变化?3.物体在什么范围内光屏上的像是缩小的?(可以写出物距的数值范围,再和焦距比较。)4.物体在什么范围内光屏上的像是放大的?5.物体在什么位置凸透镜成等大的实像?6.物体在光具座上任何位置,光屏上都有像吗?在什么时候开始看不到像了?能比较这个范围和焦距的关系吗?

  二、加强知识联系,在前后对比中突破难点

  学生对凸透镜成像没有感性认识,让他们直接探究凸透镜成像规律,学生往往觉得无所适从不知道从哪里开始探究,不知道究竟探究什么。为此,在探究凸透镜成像规律之前,要加强相关知识的联系,在对比中突破教学难点。

  为突破凸透镜成像规律的教学难点,必须事先做好小孔成像实验。在人教版《物理》教材八年级上册第二章第一节“光的传播”中,有小孔成像的“想想做做”,我们可以在空罐的底部中央打一个小孔,再用一片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上,这样就制成了一个针孔照相机。利用它观察窗外的景物,你看见了什么?记下所成像的特点,并试着加以解释,教材这样处理小孔成像现象有它的绝妙之处。我们应该用点燃的蜡烛代替景物,让学生继续探究小孔到烛燃距离不同时像的特点,最终归纳出像的特点和物距、像距的关系。学生通过这个探究实验建立描述像特点的概念:如实像、放大和缩小、倒立等,认识到像不总是缩小,为探究凸透镜成像做好知识准备。凸透镜成像与小孔成像的比较。当凸透镜成实像时,根据像距与物距的大小关系可以推定成像的性质,这与小孔成像现象相同。两者的共同点是:像距小于物距时,成倒立、缩小的实像;像距大于物距时,成倒立、放大的实像;像距等于物距时,成倒立、等大的实像。

  为突破凸透镜成像规律的教学难点,还必须做好平面镜成像的探究,平面镜成像也是光学中的重要探究实验。把该探究实验孤立看只不过是平面镜成像特点,但从完善学生的认知结构分析,该实验使学生第一次知道虚像概念,认识比较实像与虚像的方法,通过比较认识实像与虚像的不同。为探究凸透镜成像规律又准备了一个必备的知识点。

  仔细研究人教版《物理》八年级上册第三章第二节的“动手动脑学物理”第四题:用水彩笔在磨砂电灯光的侧面画一个你所喜爱的图案,然后接通电源,拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动,能不能在墙上得到所画图案的像?有几个位置可以使凸透镜在墙上成像?像是放大的还是缩小的?是正立的还是倒立的?本题也属于实验类作业,这是在学生探究凸透镜成像规律前预备实验,教师应该把凸透镜发给学生让学生做一做、看一看,学生认识到凸透镜不总是成放大的正立像,还能成放大的倒立像、缩小的倒立像,使学生对凸透镜能成不同的像有了感性认识。

  三、激发学生兴趣,在口诀运用中突破难点

  兴趣是最好的老师,兴趣能激发学生内在的动机和创新欲望,教师应借助各种工具引导学生主动积极思考、理解、吸收新知识,口诀记忆能产生这样的效果。知识转变为能力是我们的目标,但在学习的过程中,学生有些知识一时难以记忆,故帮助学生记忆显得十分重要,因为只有将所需要的知识点长久牢记下来才有助于以后更好理解。口诀的运用,则是教学中落实知识的重要途径之一,运用得好,可以化难为易,达到事半功倍的教学效果。从而也就有利于激发学生的学习兴趣,提高学习效率并养成动手动脑的良好习惯,更能培养学生思维能力。在学生得出凸透镜成像规律的基础上,可以使用以下几种口诀帮助学生记忆,以突破教学难点。

  口诀一:凸透镜,本领大,照相、幻灯和放大;二倍焦外倒实小,二倍焦内倒实大;若是物放焦点内,像物同侧虚像大;一条规律记在心,物近像远像变大。

  口诀二:三物距、三界限,成像随着物距变;物远实像小而近,物近实像大而远;如果物放焦点内,正立放大虚像现;幻灯放像像好大,物处一焦二焦间;相机缩你小不点,物处二倍焦距外。

  在优化课堂教学模式并尽快适应新课改的教学要求下,让学生学习积极性得到充分发挥,让学生准确有效把握知识规律,延长知识长久记忆及培养创新能力,口诀记忆法的应用是一种非常有效的措施。在物理教学中,教师可以尝试编写一些口诀来帮助教学,也可以指导和鼓励学生编写口诀来帮助记忆。

  在初中物理光学知识教学中,教师应有全局一盘棋的思想。重视教学策略的研究,从总体上把握前后概念、规律之间的联系,杜绝凸透镜成像规律教学孤立化倾向,把探究凸透镜成像规律时涉及的基本概念分散开来,使学生在课堂探究时不必为一些概念花费较多的时间,让学生集中时间和精力去提出问题、设计实验、分析数据、归纳规律,这样就能化解探究凸透镜成像规律这个教学难点,使学生理解这一规律。

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