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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇初中物理透镜成像,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词 凸透镜成像规律 重点及难点 化难为简
凸透镜成像规律是人教版初中八年级物理上册中光学部分中的重要内容,其重要作用在于对学生的实验操作能力和对物理现象的归纳能力进行训练,并为以后学习打下基础。凸透镜成像的学习是初二物理光学部分中的教学重点,也是初中物理教学过程著名的难点。让学生正确理解这项重点突破这个难点对以后初中学生的提高物理学习的兴趣和对物理学习的自信心有着重大的意义。同时凸透镜成像的学习的成功也有利于培养教师在学生心目中的良好形象。
物理不同于数学学生在小学就开始接触这类理科科目,大多数初中学生没有做太多的物理实验,所以在实验过程中,很多学生认真按照实验步骤进行操作、观察和记录但是确没有归纳出凸透镜成像规律。这种现象值得教师认真的思考找出原因才能解决困难。凸透镜成像规律这一课概念很多,而且对于学生来说很容易出现概念上的混淆。焦距与物距、像距,实像与虚像,放大与缩小,在不同的物距条件下所成像的性质不同这类概念极容易让学生出现不同程度理解困难。其次我们从教学的对象上来看,初中八年级的学生正处于青春期,他们的思维能力能在从形象向抽象的过渡阶段,学生很容易对具体的事务产生巨大的兴趣,但是一旦让他们对具体规律进行归纳总结往往就会变的束手无策,这反映了他们分析据归纳规律的能力不强,然而物理的学习尤其是凸透镜成像规律的学习更需要一定的归纳总结能力。最后从教师的教学策略上来看,很多物理老师在教授凸透镜成像规律这一课的时候,都是仅仅自己做实验,让学生在讲台下自己通过观看进行总结,这样学生往往只会把凸透镜成像规律的具体内容通过死记硬背来理解,这样起不到良好的效果。所以本文主要内容在与帮助物理老师在教授凸透镜成像规律这一课的时候能够有效的让学生理解规律,突破教学过程中的难点。
一、 对实验精心设计,加强师生互动
探究法是初中物理教学过程中一个非常重要的方法,同时探究法也是物理教学非常合适的方法。以凸透镜成像规律这么课为例,教师最头疼的是如何让学生在课堂上正确的对凸透镜成像规律进行自我的归纳和总结。所以为了让学生能够自己对凸透镜成像规律进行总结和归纳,就需要教师在上课开始前进行精心的设计,全盘考虑概念之间的相互关系,考虑到整个课堂可能出现的问题。例如,提问的情境应该发生在课堂的什么时候?学生会产生什么样的疑问?具体实验装置是什么?如何引导学生对实验用的器材进行探究?整个实验过程中学生需要观察和记住哪些数据?最后如何启发学生总结和归纳出规律?整个凸透镜成像规律的实验相对比较复杂,可以得到很多的数据,这些数据不是能够明显看得出正比例和反比例的关系,学生需要从这些复杂的数据中找出凸透镜成像规律,这个分析是初中学生在之前的学习没有遇到过得,也是凸透镜成像规律教学过程中的最大难点。物理教师如果让学生直接进行分析,以初中学生的水平很难能够分析出正确的凸透镜成像规律,所以这个时候需要教师发挥自身在课堂教学过程中的主导作用。例如让学生使用计算机对这些数据进行整合,引导学生发现这些数据中潜在的规律。同时教师还可以使用贴图法对凸透镜成像规律进行演示。上课前,物理教师可以先画好凸透镜,主光轴,一倍焦距和两倍焦距,这样就可以放大实验器具这样就可以让学生更加直观的认识到整个实验的发生过程。
实验过程中,物理教师可以让学生直接参加到整个实验中去,给学生一定的参与感。例如可以让学生自己拿着蜡烛从远到近靠近凸透镜,让自己去观察光柱的变化,可以让很多人去参加实验。可以让学生在教师提问的前提下自己进行实验,如果学生可以找到问题的答案就可以进行下一步的实验。物理老师演示结束之后可以让学生进行分组实验进一步分析,从而学生进一步可以总结出规律,同时还可以让学生通过教师所做的课件进一步的了解其中的规律变化。同时还可以物理教师还可以设计几个问题在学生实验过程中进行提问。例如物体在光屏上扩大了没有?什么时候已经看不到影像了?等一系列的问题去加强学生的理解。
二、 通过前后对比让学生加强知识联系
初中学生在上凸透镜成像规律这一课的时候可能对凸透镜没有直观的印象,如果让学生上来就拿凸透镜进行实验和找规律,学生只会手足无措不知道应该如何去下手,所以在上课之前要给学生就以前的知识进行温习,加强知识的联系。
八年级的物理凸透镜成像规律这课之前学生学习的是光的传播这一课,让学生回顾光是直线传播的这一要点,同时还可以让学生回忆一下之前学到的小孔成像。在学小孔成像的时候,学生已经了解到物距与像距之间的关系,:如实像、放大和缩小、倒立等,认识到像不总是缩小,为凸透镜成像规律的学习打下良好的知识储备。通过让学生联系小孔成像和凸透镜成像之间进行比较。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。
还有为了进一步对凸透镜成像规律进行学习,还要对平面镜的成像进行复习。但是这里不是对平面镜成像的单纯复习还是需要让学生了解虚像的概念,区别认识什么是虚像什么是实像为学习凸透镜成像规律准备必要的知识点。
其次可以在上课之前把凸透镜发给学生让学生对凸透镜有着直观的印象,怎么使用它有个基本的了解这样在实验的过程中就可以节省很多的时间,为物理教师的讲解和学生的理解留下充裕的时间。
三、 利用口诀激发学生的兴趣
兴趣在初中学生中的学习生活有着很大饿帮助,他可以帮助学生激发内在学习的动力,物理老师在物理教学过程中也可以通过对各种工具的使用来激发学生在物理学习过程中的兴趣。其中口诀可以说是一个十分好用的工具,他可以帮助学生在记忆的过程中,充满了乐趣,同时还可以帮助学生进行长久的记忆,提高学习的效率。
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。
在口诀是适应新课改的教学要求一项好的方法,让学生学习物理的积极性得到充分发挥,让学生准确有效把握透镜成像规律,延长对于这堂课的知识内容长久记忆及培养创新能力。最后这两句口诀部是唯一的口诀,物理老师可以在业余的时间内自己编写自己口诀因为老师自己才会对自己的学生有更深的了解。
总之,物理教师要把凸透镜成像规律当作一个前后相连的整体。正确把握整个凸透镜成像规律教学过程中的策略,不要把凸透镜成像规律这一课当作一个完全孤立的课程,要与前后课程相互联系。同时还需要把凸透镜成像规律所涉及的每一个基本概念分开进行阐述,让学生在课堂上能够更好的理解这样凸透镜成像规律的内容,也为课堂教学节省时间,让学生可以有更多的时间和精力去消化、去提问、去自己设计实验。教师的总体要求在与让学生能够准确的理解和归纳凸透镜成像规律,帮助学生去克服凸透镜成像规律中的困难,取得良好的学习效果。
参考文献:
[1] 朱志江.课堂教学难点突破策略例谈[J]. 中学化学教学参考,2004,(Z1) .
[2] 刘职.关于物理教学难点的形成及突破的探讨[J]. 科学大众(科学教育),2010,(12).
[3] 李树红,王凤云.谈“旋转磁场”教学难点的突破[J]. 现代技能开发,1999,(10).
[4] 赵.强化物理实验 落实探究学习[J]. 新课程研究(下旬刊),2009,(8).
【关键词】初中物理 凸透镜 成像规律 课堂探究
【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0182-02
一、通过分析小孔成像,初步建立实像的概念
在我们的物理教材《光的传播》一节后有这样一道关于小孔成像的习题:在空的易拉罐的底部中央,用钉子敲个小孔,罩上一层塑料薄膜,这样就制作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。针对这道习题,教师可以将学生进行分组,让学生按小组在课下制作好实验装置,并制造的针孔照相机观察窗外的景物,记录下看到的景物的像的特点。在课上,学生要汇报课下实验情况,并展示实验的结果,通过观察不难发现,观看窗外的景物时,学生只能看到倒立、缩小的实像。然后教师要根据学生实验情况适当拓展题目,用点燃的蜡烛代替景物,调整烛焰到小孔之间的距离,让学生观察成像的特点变化,最终总结出像距和物距与成像特点之间的关系,给学生在脑海中初步建立一个实像的概念,为讨论分析凸透镜成像规律打下基础。
二、重视平面镜成像,初步建立虚像概念
平面镜成像知识虽然比较简单,但教师要充分重视平面镜成像教学。因为平面镜成像使学生第一次接触了虚像的概念,只有打好基础才能更好地更深入地学习凸透镜成像规律。有了平面镜成像的知识基础,在进行凸透镜成像规律教学时,教师可以将平面镜成像与凸透镜成像进行对比讲解,让学生了解两者的区别,从而使学生所学的知识形成一个完整知识结构。无论是小孔成像还是平面镜成像都是研究凸透镜成像的基础,做好这些知识储备,才能更好地学习凸透镜成像。
三、精心设计凸透镜成像课程教案
在设计凸透镜成像的教案时,首先要选对教学方法,物理规律的教学比较适合用探究式的教学方式,但如何让学生顺利地探究出凸透镜成像的规律,还需要教师全面考虑各个概念的前后联系,精心进行教学设计。选好教学方法后,教师还要考虑课堂实验要采用什么实验器材;如何创设情境,引导学生提出问题;需要观察到哪些现象;记录哪些实验的数据;怎样引导学生讨论分析数据得出结论等教学会遇到问题。本节课中,讨论分析数据是的重点和难点,直接让学生自己进行分析,学生很难得出正确的结论,教师要引导学生对实验数据进行分析总结,以便得出正确的凸透镜成像的规律。
四、深入分析凸透镜成像的规律
在课堂教学中,教师可以通过画光路图,给学生展示凸透镜成像的连续变化规律,学会画不同物距的凸透镜成像的光路图,可以使学生对凸透镜成像的规律掌握的更加牢固。在总结成虚像还是实像时,要让学生自己观察物距连续变化时,像和像距的变化规律,并找出一倍焦距和两倍焦距这两个特殊位置,分析这两个位置的特殊意义。
凸透镜的成像可以从正立或倒立、缩小或放大、虚像或实像三个方面来描述,这些就是凸透镜成像性质,教师要引导学生根据成像的虚实、像距和物距的关系、像距大小和像大小之间的关系、物距与像大小之间的关系等,引导学生从凸透镜成像的过程出发,总结归纳凸透镜成像的性质和规律,并灵活地运用它们解决具体问题,以便更好地掌握凸透镜成像知识。
将凸透镜成像与小孔成像、平面镜成像比较可以找出它们的异同点。凸透镜成像是光经过折射形成的像,可以分为以下几类:小于一倍焦距时,成正立放大的虚像;等于一倍焦距时,成平行光不成像;大于一倍焦距小于二倍焦距时,成倒立放大实像;等于二倍焦距时,成倒立等大实像;大于二倍焦距时,成倒立缩小实像。小孔成像证明的是光沿直线传播,成的是倒立的实像。而平面镜成像的特点是像与物大小相等,像到镜面的距离与物到镜面的距离相等。所以只有凸透镜所成的像为实像时,与小孔成像现象相同。
五、认真解答课堂上学生遇到的问题
凸透镜成像一课中涉及到的实验探究,并且是教学中的难点,在课堂教学中学生难免会遇到这样那样的问题,如:学生在做凸透镜成像的实验时,很可能会遇到像不能呈现在光屏上,或不能在光凭中央等问题。此时,教师就要耐心教给学生调节的方法,并强调实验前调节的重要性。在操作技巧方面,教师要给学生做好正确、标准的示范,引导学生正确实验。在探究思考时,要鼓励学生讨论分析实验数据,独立思考,得出结论。
六、适当应用多媒体进行辅助教学
在课堂教学中,为了便于总结凸透镜成像的规律,教师可以适当利用多媒体进行辅助教学,通过课件演示凸透镜成像的过程。用鼠标拖动光源,随着光源移动让学生观察凸透镜成像的大小、正倒,还有像距、物距发生的变化,多媒体呈现的动态效果一目了然,可以给学生留下深刻的印象。学生可以将自己的实验结果和演示效果进行对比,并讨论分析出凸透镜成像的规律。
七、及时做好课堂反馈
在课堂上教师要给学生留出一定时间,让学生进行课本知识的巩固并进行问题反馈。教师可以将学生分组,让学生以小组为单位互相进行提问测试,并统计测试结果,使学生能够及时了解自己的学习情况。教师通过反馈信息也可以及时了解授课效果的好坏,并针对集中存在的问题进行必要的巩固和矫正。
总之,对于整个光学部分的教学,教师要注重教学策略,总揽全局,强调把握基本概念和性质,并找准性质、规律之间的联系。让学生集中精力完成实验、分析数据、总结规律,保证每一个学生都能真正掌握凸透镜成像的规律。
参考文献:
[1]宋尚雪. 探究凸透镜成像规律及其应用 2011年11期
[2]刘连印. 谈凸透镜成像规律的教学 2012年04期
[3]张东华.浅谈“探究凸透镜成像规律”的教学处理 2012年01期
关键词:初中科学;凸透镜成像;实验改进
作为一门以实验为基础的科学,物理学研究问题的主要方法就是实验和观察。在初中科学物理部分的教学中物理实验除了属于物理教学的基础之外,同时还是促进物理教学有效性的重要内容和手段。通过凸透镜成像实验除了能够让学生将相关内容更好地掌握住之外,还可以使学生对探究成功的乐趣具有更好地体验,极大地增强了学生学好初中科学物理部分的信心,笔者以自己的教学实践经验为根据对凸透镜成像实验的改进措施进行了介绍。
1 凸透镜成像实验光源的问题和改进措施
1.1 凸透镜成像实验光源的问题
首先,在使用蜡烛作为光源的时候,学生通过烛焰所形成的成像能够将上下相反倒立的情况很好地观察到,然而却无法发现左右相反的成像特点,这时候只有用手煽火焰才可以让学生观察到。此外,这种方法无法长时间通过光屏承接,也无法使学生留下深刻的实验印象。
其次,在具体的燃烧过程中蜡烛会出现不断变短的情况,所以,光屏中心、凸透镜光心、烛焰中心在蜡烛燃烧一段时间后不能够保持在同一高度上,这时候必须要对三者的高度进行重新调整才能够找到像,因此会对学生的思维产生极大地干扰作用[1]。
再次,在具体的操作过程中,学生肯定会由于自身的动作导致烛焰周围出现空气流动,而在空气流动的情况下烛焰会发生晃动,并且出现大小不稳定的情况,因此影响到光屏上像的位置和清晰度,而且很难将最清晰像的位置确定下来,最终引发实验误差。此外,由于需要在密闭的暗室中进行该试验,蜡烛燃烧在空气与室外流通不畅的情况下会出现浓烈的气味,并且增加实验室内的二氧化碳浓度,对人体产生不良刺激。
最后,通常都是靠蜡泪将蜡烛粘在托盘上,这样很容易导致蜡烛出现倾斜的情况,而且真实的烛焰到凸透镜光心的距离无法被读出,最终引发实验误差。此外,在进行实验的过程中,学生需要用火柴将蜡烛点燃,而一些学生在完成实验之后还会私下对擦燃火柴的乐趣进行再次体现,再加上在实验的时候需要同时点燃几十只蜡烛,因此整个实验室中会出现很多的着火点,非常容易酿成烧伤事故,在严重的情况下还会引发火灾,因此这种方式具有一定的安全隐患。
1.2 改进蜡烛光源的对策
为了使上述的问题得到有效的解决,在具体的实验过程中可以采用由排列的发光二极管组成的“F”形图案取代实验中的发光物体烛焰。在光屏正面的中央位置以“F”样图案镶嵌九个红色的发光二极管,随后用焊锡在光屏背面将九个二极管串联在一起,与电池和开关连接上。这种改进方式具有以下几个方面的优势:
首先,在具体的实验过程中风不会对光源产生影响,导致光源出现大小改变和晃动的情况,同时也有效地防止了由于烛焰晃动和蜡烛燃烧变短而带来的实验不便的问题,使得光屏上的成像具有更加稳定和清晰的特点,有效地降低了实验误差[2]。
其次,该光源本身属于“F”形,因此学生能够直接观察到在光屏上成像具有左右、上下均相反的特点,通过这种方式能够很好的纠正学生认为凸透镜只有上下倒立的成像的错误观念,因此能够将学生学习中的一个认知难点很容易的突破掉。
最后,该光源还具有可重复使用、安全可靠和方便操作的一系列的优势。
2 凸透镜成像实验光屏的问题和改进措施
采用传统的实验方法往往只能够目测光屏上成像的大小,一旦在位于两倍焦距的距离上物体成等大的实像时,很多学生就会错误的认为其是缩小的,这主要是由于与物体本身相比,成像显得要暗,从而进一步导致学生产生变小的错觉,通过这种方式利用目测的方法很难真正得到的结论。为此,在具体的实验过程中教师可以将等间距的刻度标注在光源所在的承接像的光屏中,这样在对成像大小进行观察、比较和记录的时候显得更加方便,并且极大地提升了实验的准确性。
3 凸透镜成像实验光具座的问题和改进措施
传统实验中光具座的最左端采用标尺和零刻度等,在具体的实验过程中要想得出物距和像距,首先必须要经过两次减法运算。在对其进行改进之后,在光具座原来45厘米的地方标注标尺将零刻度,然后在该位置对凸透镜进行固定,分别从左右两个位置将刻度值读出,由于数字从中间到两边不断地增大,这样在实验的过程只需要将其中的两个数据读出,而且不需要任何计算的过程就能够将像距和物距得出。同时采用这种方式能够有效地避免实验以外的干扰因素,具有节省时间和减小难度的优势,因此学生可以在科学探究中投入更多的精力[3]。
4 凸透镜成像实验透镜的问题和改进措施
在具体的实验过程中,按照凸透镜的成像规律,如果将凸透镜的一部分遮挡住,这时候成效就会变暗,而且成像的位置和大小则保持不变。如果学生没有亲自观察这个现象,就不会接受这个规律。这时候就可以将一个遮光套加设在凸透镜上,对成像在光变体发生变化之后是否条件变化进行观察,其具体的做法为:首先对完整透镜的成像情况进行认真观察,最后通过遮光套的方式使透镜的透光面积逐渐地发生改变,再让学生对成像的变化情况进行认真观察。实验结果表明,通过该方法具有非常显著的效果。
5 结语
在初中科学物理内容的教学中,物理实验具有十分重要的作用。利用探究活动不仅可以让学生获得必要的技能和知识,还可以使学生在探究的活动中掌握创造和探究的能力,更为重要的是在探究活动中每个学生都能够获得较大的成就感,因此教师必须要重视物理实验的教学,并且不断地改进物理实验方式,确保获得最佳的实验效果。
参考文献:
[1]朱正华.初中物理教学中学生动手能力的培养[J].中学生数理化(教与学),2016(02).
[关键词]凸透镜 测量 焦距
一、引言
测量凸透镜焦距是普通物理实验中的一个基本实验。它是通过用一字屏经过凸透镜成像的方式来测量焦距,常用的方法有二次成像法、自准直法,而且不能使用自然光做光源。在实验时,需要利用像的清晰程度来判断,由于像的清晰程度不易确定,从而使测量结果偏差较大。实验证明,该方法无需判别像的清晰程度、且可以利用自然光作为光源,利用放大电路在示波器上显示放大后的信号,再直接从光具座上读数即可,测量结果较准。
二、实验原理
平行光入射时,若像距等于一倍焦距则光斑最亮(即光强度最大),则引起光明电阻的变化也就最大。现将光源和有小孔孔的光屏、组装有光敏电阻的光屏、透镜固定在光具座上(透镜在20.00cm处);在调整让他们处于一水平位置。接通电源后打开电源和示波器,在光具座上左右调整带有光敏电阻的光屏,在示波器上观察变化的极值从而在光具座上读出光屏的位置并记录(反复操作以减小误差)。图一为实验原理图。OO1为主光轴A为入射光源,F为焦点即OF为透镜的焦距。
三、实验装置
如图二放置实验装置,为方便读数把凸透镜固定在光具座上一个整数位置。像屏1 和像屏2 分别放置在凸透镜两边。
四、实验步骤
1.将实验装置按照图二放置好后,将凸透镜固定在20.00cm处;打开电源进行测定。
2.利用示波器的显示,确定屏2的位置,重复测量多次。
3.数据采集及处理
本次测量透镜的标准值为f0=28.00cm 的凸透镜。凸透镜固定在光具座上20.00cm 处,实验数据如表1 所示。
相对误差:
五、与二次成像法测量凸透镜焦距的比较
图3 是二次成像法测量凸透镜焦距的光路图,测量的是标准值为f0=28.00cm 的凸透镜,物屏和像屏分别固定在0.00cm 和120.00cm处,在光具座上前后移动凸透镜,可以在像屏上得到一个清晰放大的像或一个清晰缩小的像,分别测出两次成像的物距S1、S2,Li=|S2-S1|,有公式f ′=(A2-L2)/4A算出凸透镜的焦距,实验数据如表2所示
相对误差:
在实验的操作上我们发现,这种方法比二次成像法简单不受光源的限制;也不用去观察像的清晰程度,而直接通过示波器来直观的表示。而且我们得到的E1 小于E2 也就说明了这种方法的准确性很高。
结论:
该实验与二次成像法相比E1比E2很多,且操作简单可利用太阳光作为光源;说明本文说介绍的这种测定透镜的焦距的方法是一种简单、直观、准确的方法。
[参考文献]
[1]曾仲宁,王秀力.大学物理实验[M].2版.北京:中国铁道出版社,2006:150.
[2]黄金华,刘凤智,赵杰.大学物理实验[M].北京:化学工业出版社,2008:142-143.
[3]杨燕玲.用作图法解析凸透镜成像规律[J].中学理科:初中,2008(8):20.
[4]袁荣友.用光具座测凹透镜焦距[J].物理教学探讨:2006.24(259)
物理在很大程度上可以说是一门实验科学,物理概念、物理定理等的得出都需要物理实验这一重要手段来支撑。相对于抽象枯燥的理论讲解,初中物理授课中,把实际生活中常见的物品与物理中新概念与新理论对比来讲能使教学更直观、生动,更能激发学生参与的兴趣和积极性。最后结合初中物理实验教学让学生切实感受到物理现象的发生过程、物理定理的推导过程等,从而让学生感受到物理就在我们的身边,与我们的生活息息相关。
二、将生活物品融入物理实验环节,激发学生的探究欲望
任何科学都是取之于生活,用之于生活的,脱离现实生活的科学研究是没有任何意义的,物理研究也不例外。因此,我们应该将初中物理教学与实际生活结合起来,充分挖掘生活中的物理教学资源,将物理教学的范围延伸到课外,加强课内外的联系。例如在讲到眼睛视力的矫正这一节时,把眼睛的成像机理与照相机对比来讲,使学生更容易理解。其教学过程如下:
1.提出课程学习前课程目标
在课程学习前,对学生提出学习的目标,引导学生完成这节知识点的预习。如,了解照相机和眼睛成像的基本原理;了解近视眼和远视眼的成因,通过实验了解其矫正办法;养成自觉保护视力的良好习惯。
(1)导入新课程
课程开讲前,教师首先检查学生预习情况,看学生对照相机的主要构造、照相机的成像原理等问题是否熟练。
(2)了解数码相机构造及相关参数
数码相机是一种新兴的照相器材,它和普通照相机的不同之处在于它没有底片,而是通过一个特殊的感光层CCD,将图像的光信号转化成为数字信号保存起来。
(3)学生交流使用照相机的经验
首先,教师向学生提出要拍摄远景如何操作、要拍摄近景如何操作等问题,引导学生进行回答。最后拿出相机实际地操作与互动,发现其中的规律:物距增大,像距变小,像变小;物距减小,像距变大,像变大。
2.引入课程的主要问题
教师基于照相机讲解与眼睛相关的问题,步骤如下:
(1)教师检查学生预习情况,看看学生对眼睛主要结构及其对应的功能是否了解。
(2)引入问题,视力缺陷及矫正:学生与学生互动,让学生摘掉眼睛观看图片,再戴上眼镜看,两次对比,体会视力存在的缺陷。
(3)通过实验探究视力矫正的方法。
步骤:①在光具座上依次放上蜡烛(物体)、凸透镜或凹透镜(眼镜)、凸透镜(晶状体)、光屏(视网膜)。
②在光屏上找到倒清晰的像的位置,确定视网膜的位置。
③摘掉“眼镜”,保持“物体”“眼睛”位置不变,找到此时成像的位置。
④比较摘去眼镜后,成像的位置与原来视网膜位置的关系。
⑤归纳分析视力缺陷形成原因。
(4)实验归纳。
①近视:远处物体的像落在视网膜的前方。
矫正方法:
配戴一副合适的凹透镜,使像相对晶状体向后移,使清晰的像落在视网膜上。
②远视:近处物体的像落在视网膜的后方。
矫正方法:
配戴一副合适的凸透镜,使像相对晶状体向前移,使清晰的像落在视网膜上。
3.巧妙设置习题,巩固所学知识
为了巩固所学的知识,需要在小结后设定与本节知识点配套的练习题,以便使其能在学生的脑海中留下更深刻的印象,使学生更好地掌握知识点。如下题:
某校学生在学习了眼睛和眼镜内容后,想通过实验探究近视眼的形成原因。他们选择了如下器材:蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜(与注射器相连,注射器里有少量水)、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少来调节。
(1)在此实验装置中, 相当于人眼球中的晶状体, 相当于人眼球中视网膜。
(2)现在光屏上得到一个清晰的像。现用注射器向水凸透镜内注水,此时光屏上的像将变得模糊,这是模拟______(近视、远视)眼成像。为了能再次在光屏上得到清晰的像,应在水凸透镜前戴上度数合适的________透镜。
在中考物理实验复习时,首先教师要在基本测量仪器的使用上花一定的时间,让学生对所有基本测量仪器都能熟练了解并会应用.如:温度计、刻度尺、秒表、托盘天平、量筒、弹簧测力计、液体压强计、电压表、电流表、电阻箱、电能表、测电笔等的读数问题和使用方法.其次,重点“重现”教材中的典型实验,培养学生的实验分析能力.由于教材中探究实验较多,掌握实验的原理和研究方法又十分重要的,但在短暂的中考复习阶段,不可能把每一个实验都重新做一遍,这就要求教师复习时要针对典型的实验进行“重现”,并且针对不同的实验采用不同的重现方式,即通过恰当的手段、细致的观察、科学的推理、分析得出物理规律,从而培养学生的科学探究能力、实验分析能力及实事求是的科学态度,提高实验复习的实效.
1重现探究过程, 加深学生对科学探究方法的理解
初中物理中体现“控制变量法”的探究实验比较多,如“探究影响滑动摩擦力大小的因素”,“探究压力作用的效果”,“探究影响液体内部压强大小的因素”,“探究影响浮力大小的因素”,“探究动能、重力势能的大小与哪些因素有关”,“探究影响导体电阻大小的因素”,“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”,“探究影响电流做功多少的因素”,“探究影响电流热效应的因素”等等,我们可以归类进行复习,选其中的一个进实验室重新做一遍,体验探究的过程,加深学生对这种科学探究方法的理解,提高复习的实效.如让学生再次做 “探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验:学生首先要明确实验目的,然后按照科学探究的步骤展开,即本次实验提出什么样的问题,怎样进行猜想和假设,如何设计实验(需要测量哪些物理量,要用到哪些仪器,实验的步骤是什么?),数据记录,然后进行分析和比较,最后归纳写出结论.让学生讨论为什么要使木块做匀速直线运动,书写实验结论时要注意要点(控制变量).再结合例题1进行巩固练习.
例题1在探究滑动摩擦力与什么因素有关的实验中,
(1)木块在水平放置的毛巾、木板、棉布的表面上运动时必须保持运动,根据的原理,得到摩擦力的大小.
(2)分析以下实验数据,得出的结论是:.
(3)有些同学猜想滑动摩擦力可能还跟接触面的大小有关,请针对这一猜想完成以下探究内容.
A.简述主要实验步骤(可以配以图来说明):
B.设计记录数据或现象的表格(只列出表格中栏目名称):
C.根据可能出现的实验现象分析得出相应的结论:
实验次数 接触面的材料 压力(N) 滑动摩擦力(N)1 木块与木板 4 0.82 木块与木板 6 1.23 木块与棉布 6 24 木块与毛巾 6 2.52重现物理规律,加强学生对重要规律的掌握
当然也有些实验是不适宜让学生重新再做的,就可以利用播放多媒体课件的方法把一些实验过程及规律重现出来,如“平面镜成像规律”,“凸透镜成像规律”,“二力平衡的条件”,“阿基米德原理”,“杠杆平衡条件”等等.这些实验可以让学生边回忆边复述实验中的要点与注意点,教师作适当的补充与分析,既节省复习时间又提高实效.例如在“凸透镜成像规律”复习中,该内容是重点又是难点,在进行复习时可以先让学生回忆成像规律,然后再利用课件来演示凸透镜成像的规律,重温“一倍焦距分虚实二倍焦距分大小”“物近像远像变大”等记忆口诀,并投影出问题让学生讨论:烛焰的中心、凸透镜的中心及光屏的中心是在同一高度还是同一直线;蜡烛烧短后,像如何移动;若用物体遮住凸透镜的上半部分,像有何变化;如何用凸透镜成像规律估测凸透镜的焦距等,学生通过讨论来解答达到复习巩固的目的.而在处理有关凸透镜的习题时,有时应把具体的数据化为规律或把规律化为具体数据,帮助学生理解成像规律的具体运用.结合例题2、例题3教会学生熟练地运用规律来解题.
例2在探究凸透镜成像的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏位于如图1所示的位置时,烛焰在光屏上呈现一个清晰的缩小的像,要使烛焰在光屏上呈现一个清晰的放大的像,调节的方法是
A.透镜不动,蜡烛向透镜移动,光屏向透镜移动
B.透镜不动,蜡烛向透镜移动,光屏远离透镜移动
C.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏远离透镜移动
D.透镜不动,蜡烛远离透镜移动,光屏向透镜移动
例题3在探究凸透镜成像规律的实验中,当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图2所示时,光屏上能成一清晰的像.则
A.所成的像是正立缩小的实像
B.所成的像是倒立缩小的实像
C.把蜡烛向左移动,调整光屏的位置,得到的像变小
关键词:初中;物理;光学;作图
初中八年级将要学习《多彩的光》,这是学生初次接触光学知识,也是第一次接触物理作图。光学作图,既可以反映学生对光学知识的理解和掌握程度,提高学生对光学知识的理解和应用能力,更有助于提高学生物理作图的能力。因此,我们有必要,在这一章的学习将要结束时,针对光学作图问题对学生进行训练。
在训练之初,也是在学生刚开始接触物理作图的时候,我们首先要对学生进行严格要求,讲清楚作图要领。光学作图,是学生最早接触的物理作图问题。若能在这个时候养成好的作图习惯,对学生以后画力的示意图、杠杆示意图、滑轮组、电路图、电磁现象图等都将有很大的帮助。很多学生会觉得简单,无非就是几个点、几条线罢了。其实,光学作图时,点的位置、线的虚实、线段的长短及方向的起止都很有讲究。正所谓,工欲善其事必先利其器,选择合适的作图工具也很重要,铅笔、直尺和圆规的规范使用一定要严格要求,切不可图个方便,随手而画。在这里,教师更要注意规范的板书演示,给学生做好榜样。
光学作图问题可分为反射、折射和凸透镜成像三大类,不管是哪种作图问题,首先都要熟练掌握好光在各种情况下的传播规律。下面,我就谈一谈怎样结合习题训练学生的光学作图技巧。
一、光的反射作图
光的反射规律是:反射光线与入射光线和法线在同一平面内;反射光线与入射光线分居法线两侧,;反射角等于入射角,通常情况下,法线的确定是解题的关键。在教学中,我选择了以下类型题:
1.已知入射光线(或反射光线),画出反射光线(或入射光线)
解题技巧:这类题比较简单,解题顺序是先画“法线”,确认入射角或反射角,再画出另一条线。(如图1)
2.已知入射光线和反射光线,确认平面镜位置
解题技巧:先找出入射光线和反射光线的夹角的角平分线,即“法线”。然后过入射点作法线的垂线,即平面镜的所在位置。
例1:如图2所示,用一平面镜将与水平方向成30°角的阳光反射进井底。在图中画出平面镜的位置。
解析:解这道题需要画出法线。那么首先依据题意画出反射光线1,然后画出入射光线和反射光线夹角的角平分线2,也就是法线。最后,作垂直于法线2的平面镜3。见图3。
3.已知光源和反射光线经过点,画出光的传播途径
解题技巧:根据平面镜的成像原理,反射光线的反向延伸线必经过虚像点。
例2:图4中,S是点光源,下方有一平面镜,若反射光线过P点。请画出光路图。
解析:由于此题无法确定入射点,因而直接画出光路图有一定的困难。可先通过平面镜成像特点确定像点,再根据平面镜成像原理作图。见图5。
二、光的折射作图
光的折射规律是:折射光线与反射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水或玻璃,折射角小于入射角;光从水或玻璃斜射入空气,折射角大于入射角;光垂直入射时,传播方向不变。在教学中,我选择了以下类型题:
1.已知入射光线(或反射光线),画出折射光线
例3:如图6甲所示,有一束由空气射入水中的光,请画出反射光线和折射光线。
解析:“法线”还是解题的关键,作出“法线”以后,依据折射规律,确认折射角并画出折射光线。如图6中乙。
2.已知眼睛和观察对象位置,画出光的传播路径
解题技巧:折射现象中,无论光从哪种介质中射入,总是在空气这一侧的角大,又称“斜角空气大”。
例4:如图7所示,潜水员的眼睛在水下A处。B点有条小鱼,C点有只小鸟。请作出潜水员观察小鸟和鱼的光路图。
解析:潜水员在水下看到了鸟和鱼,实质是因为B、C两点有光线传到A点。由于A、B两点同处于水中,光沿直线传播;光从C处传播到A处,是光的折射,可按照“斜角空气大”的规律作图。得到图8。
三、凸透镜、凹透镜对特殊光线的作用
透镜对光线的影响作用是:平行于凸透镜主光轴的光线经折射后过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。平行于凹透镜主光轴的光线经折射后反向延长线过焦点;延长线过焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。凸透镜和凹透镜,过光心的光线传播方向不改变。有一顺口溜,可以快速记忆这一规律:
不过很多试题中出现的却不是上述三种光线。当遇到特殊光线的时候,就要根据光线穿经过透镜所成的像点来突破了,如下面几道例题:
例5:在图11中画出折射光线。
解析:这是一条特殊光线,无法运用规律直接作图。这时候,就需要利用像点来解决问题。先在光线ab上找一点S,假设S为光源,作两条光线。一条光线与主光轴平行,过凸透镜后必过焦点,另一条光线通过光心,传播方向保持不变。那么,两条折射光线的交点就是S的像点S’。既然光线ab相当于S发出的一条光线,那么,其经过凸透镜后必过像点S’,见图12。
例6:在图13中通过作图确定凸透镜的焦点位置。
解析:通常情r下,题目中都是明确焦点位置的。而这道题,却要求通过作图确定焦点位置。做法仍然是先在入射光线上取一点,假设其为光源S,然后做一条过光心的光线,这条光线与题中折射光线的交点就是S的像点S’。再做一条光线与主光轴平行,过透镜后必经过焦点和像点S’。这样就得到了折射光线和主光轴的交点,就是焦点F。如图14。
例7:如图15中甲所示,设OO’是凸透镜的主光轴,S和S’分别为点光源和像点,SA为点光源发出的一条光线。请在图中适当的位置画出凸透镜,和SA过凸透镜的光路图。
解析:SA是一条特殊光线,由其直接画出光路很困难。这时,就要换个思路,从凸透镜所成的像来寻找突破口,连接S、S’两点,与主光轴的交点就是凸透镜的光心。由于“凸透镜的像是由折射光线形成的”,所以,光线SA过凸透镜后的折射光线必过S’,由此画出SA过凸透镜的光路图。如图15中的乙。
这三道例题,一个要求画出折射光线,一个要求画出焦点,另一个要求画出凸透镜的位置。尽管问题各不相同,但是解题的关键点,都是根据透镜成像规律找到像点来解题的,这一点要提醒学生在解题中注意。
总之,万变不离其宗。虽然光学作图题目千变万化,但光的传播过程始终是遵循光的直线传播、光的折射、光的反射规律的。我们要在教学中提醒学生认识到这一点,不要被五花八门的问题所迷惑,守住光学作图的根本规律,把握好作图策略,一定可以在作图题中“游刃有余”。
参考文献:
[1]陈平.关于物理作图题教学的思考[J].读写算(教育教学研究),2010(20).
[2]吴玉珍.半亩方塘一镜开――光现象作图的几点技巧[J].中学物理(初中版),2011,29(7).
物理知识来源于生活实践,是一门以实验为基础的学科。在教学过程中,通过实验,能形象地展示物理知识的形成和发展过程,给学生提供丰富的感性素材,可纠正学生在感知中形成的错觉,有助学生对物理知识的理解及记忆,达到掌握知识的目的。
在义务教育阶段,物理实验的类型可分为两类,一是演示实验,二是学生分组实验。在初中阶段,物理教学中必须进行84个实验,其中演示实验47个,学生分组实验37个。多年的教学经验告诉我,在物理教学中做好实验,能使老师教得轻松,学生也学得轻松,老师能较好地实现教学目标。下面举两个实例,浅析物理实验在物理教学中的作用:
在中学物理光的折射这个内容中,学习了凸透镜的成像的特点及其应用,学习后学生基本上能熟记凸透镜成像的规律:①当物距大于两倍焦距时,凸透镜能成倒立缩小的实像,照相机是利用凸透镜的这个成像特点制成的;②当物距在焦距和两倍焦距之间时,凸透镜能成倒立放大的实像,幻灯机、投影仪是利用凸透镜这个成像的特点制成的;③当物距小于焦距时,凸透镜能成正立放大的虚像,放大镜是利用凸透镜的这个成像的特点来工作的。
学生对凸透镜成像的特点虽然能熟记,但是觉得很抽象,似乎觉得这些知识对解决实际问题没有多大帮助,在解决问题时遇到了困难。
题一:照相时,要想使得底片上的人像再大些,可用的方法是:( )。
A. 将镜头离人再远些
B. 将镜头离人再远些,底片离镜头近些
C. 人离镜头再近些,同时底片与镜头间距离增大些
D. 人和底片都要靠近照相机镜头
用相机照相时,被拍摄的人与相机的距离大于两倍焦距。为了解决题一中类似的问题,我们不防来做一做凸透镜成像的实验。
在光具座上从左向右依次装好蜡烛、凸透镜和光屏。点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜和光屏,使烛凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上。调整凸透镜的位置,使得烛焰与凸透镜的距离大于两倍焦距,移动光屏,直到在光屏上出现清晰的烛焰的像,记下像的大小及像距的大小的情况。然后改变物距(使得物距仍大于两倍焦距),调整光屏的位置,直至在光屏上得到清晰的烛焰的像,记下物距、像距、像的大小的情况。如此多做几次实验,指导学生对实验的现象和数据进行比较、分析、归纳。通过对实验数据的分析不难发现:当物距大于两倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,当物距减小时,像变大,同时像距增大。
掌握了物距大于两倍焦距时凸透镜成像的规律,不难得出上题中的正确答案是C。
题二:放映幻灯时,要想使得屏幕上所成的像再大一些应该( )。
A. 减小银幕与镜头的距离,同时增大幻灯片与镜头的距离
B. 增大屏幕与镜头间的距离,同时减小幻灯片与镜头是的距离
C. 将屏幕与镜头间的距离和幻灯片与镜头的距离同时增大
D. 将屏幕与镜头间的距离和幻灯片与镜头间的距离同时减小
在题二中,物距在焦距与两倍焦距之间,为了弄清楚这个问题,我们指导学生仍用上面实验中的器材来做实验,并对实验数据的分析,不难得到:当物距大于焦距小于两倍焦距时,凸透镜成倒立放大的实像,并且物距减小时,像距增大,像也变大。
题二中是要使得像变大,当然像距得增大,物距就得减小,从而可以得出正确答案是B。
同样的,我们可以使得在物距小于焦距时,通过调整凸透镜的位置来改变物距,找出物距小于焦距时凸透镜成像的规律,从而可以利用这些规律来解决相应的问题。
下面我们再来看一个问题:有两盏白炽电灯,上面分别标有“220V,100W”和“220V,25W”,将它们并联接到照明电路中,哪盏灯较亮?将它们串联起来接到照明电路中,哪盏灯较亮?
要弄清楚这个问题,方法有多种。但为了让学生明白这个问题,我们可以做演示实验给学生看,或者让学生自己动手来做这个实验。先把两盏灯并联接到照明电路中,可看到标有“220V,100W”的灯较亮;再把两盏灯串联起来接到照明电路中,看到标有“220V,25W”的灯较亮。
对初学者来说,并联时“220V,100W”的灯较亮好理解,串联时“220V,25W”的灯较亮就不好理解了。此时我们再从理论上加以解释,原来灯的明亮程度取决于它实际消耗的功率,让学生动手去算一算各灯在每种情况下实际消耗的功率,学生就能明白他们所看到的现象了。这样通过观察实验与理论解释相结合,不仅能使学生知其然,并且能让学生知其所以然。
从上面几个例题的解决和平时的物理教学工作,使我深深体会到做好实验的重要性。
首先,通过实验可以激发学生的学习兴趣。对于初中学生来说,处在13岁到16岁的年龄阶段,他们的抽象思维能力还不是很强,这个阶段学生对那些抽象的、深奥的理论性强的知识不感兴趣,而对那些看得见摸得着的直观的东西就易于接受,在课堂上老师让他看一看、或是让他动手做一做,学生就会特别的感兴趣。学生对学习物理知识感兴趣了,老师的教学活动也就好开展了,学生要学好这门课也就容易了。
其次,通过实验,可以把抽象的知识和理论直观化、具体化、形象化,便于学生去理解和记忆。如在题一中,要知道物距大于两倍焦距时,凸透镜成像的规律,只要指导学生去做这个实验,学生就一定会发现:当物距大于两倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,当物距减小时,像变大,同时像距增大。如果不借助实验这个手段,可以想象要使学生理解这个知识点会有多困难。
再次,通过做实验特别是指导学生做实验,可以培养学生的动手能力,同时还可培养学生的观察能力,培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生获得成功的喜悦。学生在做实验的过程中,严格按照实验步骤来操作,这样在无形中就熟悉了实验器材的使用,掌握了实验的方法;在做实验的过程中,学生要有目的的对实验进行观察,要记录看到的实验现象和记录实验数据,这样通过实验能提高学生的观察能力;实验结束后学生要对实验现象进行分析,对实验数据进行处理,从这些工作中,可以提高学生分析、判断、归纳、推理的能力;在实验过程中,以小组为单位来进行,通过实验还可以培养学生之间的团结协作的精神,加强学生之间情感交流,融洽学生之间的关系。
总而言之,物理实验是实现物理教学目的的重要手段,它在教学中的作用远不止上面所提到的那些,我们要利用好这个手段来为教学服务,才能把教学工作做好,才能把物理知识较好地传授给学生。
参考文献: