針對學生對凸透鏡成像理解的障礙,我們研究、設計和製作這套裝置,它具有“分步驟、立體化”的演示效果,能幫助學生真正理解凸透鏡成像的實質。
作者:李為模曾園紅;圖文整理:曾園紅
在教學中,大家都清楚物體通過凸透鏡可以成倒立的實像,但不少教師在物理教學中發現一個問題:學生對於凸透鏡成像中“倒立”的理解存在很大的障礙,學生僅僅把這個“倒立”簡單地理解為“上下顛倒”,而沒有理解實物和像之間是“上、下、左、右‘完全’顛倒”的實況。
在人教版、北師大版的初中《物理》及初中《科學》教材中關於凸透鏡成像的探究都有很明確的實驗或活動安排,其實驗活動的要求也基本相同,即都要求學生理解物體通過凸透鏡成像的“虛、實、正、倒、放大、縮小”等,提供的器材均為蠟燭、光距座、凸透鏡、光屏等。
基於學生理解凸透鏡成像的困難,不少教師進行了改進,有的將蠟燭(光源)用燈泡替代[1],有的用發光二極管製成電子蠟燭做光源[2],還有的用發光二極管製作“F”字型的光源[3],等等,對學生的理解都起到了一定的幫助作用。
針對這個問題,我們在“凸透鏡成像演示裝置設計”思路[注]的基礎上,共同研究、設計和製作了一套演示凸透鏡成像的裝置,這套裝置具有“分步驟、立體化”的演示效果,能幫助學生真正理解凸透鏡成像的實質。以下就介紹該裝置的演示步驟。
[注]“‘凸透鏡成像演示裝置設計’思路”由德智外國語學校吳燕梅老師提供。 [1]張振福.“探究凸透鏡成像規律”實驗中光源的改進.中學物理教學參考,2005.5,(27). [2]羅禮汗.兩個中學物理實驗用具的改進.甘肅教育·理化生教學,2007.3,(52頁). [3]曾彤兵.用發光二極管改進中學物理實驗.實驗技術,2003.6,(28頁) [1][2][3] 針對學生對凸透鏡成像理解的障礙,我們研究、設計和製作這套裝置,它具有“分步驟、立體化”的演示效果,能幫助學生真正理解凸透鏡成像的實質。 ”形狀光源,並用獨立的開關和電源分別控制紅、綠光源,如圖1—1、1—2所示。 圖1—1圖1—2 2、將光源、凸透鏡和光屏按要求放置在光距座上,並進行調節,準備實驗,如圖2—1、2—2所示。 圖2—1圖2—2 3、單獨打開綠色二極管單箭頭型光源,引導學生觀察它的“倒立”的像,是“左右”倒立?“上下”倒立?還是“上下左右”同時或全部倒立?如圖3所示。 4、單獨打開紅色二極管單箭頭型光源,重複3步驟,強化對“倒立”的理解,如圖4所示。 圖3圖4 5、同時打開紅、綠“ ”光源,引導學生觀察它的“倒立”的放大或縮小的實像,從“整體”上來理解“倒立”的含義,如圖5—1、5—2所示。 圖5—1圖5—2 針對學生對凸透鏡成像理解的障礙,我們研究、設計和製作這套裝置,它具有“分步驟、立體化”的演示效果,能幫助學生真正理解凸透鏡成像的實質。 6、用六支激光筆製作“┓”型特殊光源(特殊物體),每支激光筆都有獨立的開關控制,另外用一支激光筆做參考用,它的光線剛好通過凸透鏡的光心,也有獨立開關控制,並把這個特殊光源(特殊物體)安裝固定在光路暗箱上,如圖6—1、6—2示。 圖6—1圖6—2 7、單獨開“┓”特殊光源(特殊物體)中的“上下”兩支激光筆,從光路暗箱的側面觀察光路的傳播,兩條光路“上下倒立”如圖7所示。 8、單獨開“┓”特殊光源(特殊物體)中的“左右”兩支激光筆,從光路暗箱的上面“俯視”觀察光路的傳播,兩條光路“左右倒立”,如圖8所示。 圖7圖8 9、按“從左到右、從上到下”的順序依次打開“┓”特殊光源(特殊物體),可以“動態的、立體化”的觀察到“┗”型的像,如圖9—1、9—2所示。 圖9—1圖9—2② 10、打開參考用激光筆,觀察它的光線傳播情況,可以看到通過凸透鏡光心的光線其傳播方向不發生變化,如圖10—1、10—2所示。 圖10—1圖10—2 責編:唐妍梅