图示法在初中物理实验中的作用 论文.docx

图示法在初中物理实验教学中的作用

——以“学生实验——探究凸透镜成像”为例

摘要：图示法是同学们喜闻乐见的一种教学方式，画图也是同学们已经掌握的一种能力。

笔者发现，在初中物理的学习中，不仅要培养同学们动手操作实验的能力，还可以培养同学们动手画图帮助理解实验结论的能力；尤其是学生在自习室或者图书馆，突然想起某一个实验现象，或者对某一个实验结论存在异议时，就可以运用图示法帮助其理解实验结论，或者对实验提出新的想法和论断。从而帮助同学们更深的理解并掌握知识，同时，也极大的培养了同学们对物理的学习兴趣，为国家培养科技人才种下一颗有效的种子。

关键词：图示、凸透镜、实验、成像

正文”初中阶段物理学科核心素养中提出科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。”在初中物理实验中，很多时候同学们做过实验后，往往不能很好的理解实验结论，而是被动的默认接受，尤其是像平面镜成像、凸透镜成像等跟实际生活体验不符的。虽然实验结论是平面镜成等大的虚像，无论靠近还是远离，像的大小只与物的大小有关，但同学们心里总是不太愿意相信这种实验结果。同样，凸透镜成像的性质，往往也被同学们质疑。下面笔者就以“学生实验——探究凸透镜成像”为例，来展现图示法在初中物理实验中的作用。

一、实验前确认凸透镜的焦距

很多时候，实验器材上会明确凸透镜的焦距，但是有时候也需要同学们自己探索。实验本身就是一个动手操作的过程。

做法：取出凸透镜，让太阳光照射到凸透镜上，在光屏上呈现出最小、最亮的光斑时，用刻度尺测量出凸透镜光心到光斑的距离，这个距离即为凸透镜的焦距。

学生质疑：为什么太阳光经过凸透镜折射后，光心到光斑的这个距离就是焦距了呢？有没有其他的焦距呢？

教师：我们可以用凸透镜的特殊光线，用作图的方法来进一步理解焦距。一组平行光表示太阳光，用刻度尺按照如下的方法作图（图1）。

结论：如图1，太阳光可以看作是平行光，而平行光经过凸透镜折射后会会聚在凸透镜的另外一次的焦点，所以只要来回移动光屏，找到最小、最亮的点，那么这个点就是焦点。焦点到光心的距离就是焦距。同学们在作图的基础上便能更好的理解“焦距”，“光心”等物理概念，同时，也对利用太阳光测量凸透镜的焦距有了更深的认识。

二、一倍焦距左侧成倒立的实像，一倍焦距以内成正立的虚像

进行凸透镜成像实验时，虽然要求在较暗的环境中进行，但有时候光屏上还是很难找到最亮、最小的实像，有时候虽然找到了实像，但是却不够准确；这个时候如果能够在做实验的同时，让同学们做出如下光路图，利用作图帮助同学们确定并比较实像的亮度、大小等，带着图示去实验，能够做到有的放矢，效果更好！同学们将能够非常容易的理解实验过程，也易于接受实验结论。

学生质疑：为什么一倍焦距左侧成倒立的实像，一倍焦距不成像，一倍焦距以内成正立的虚像？

教师：实像是实际光线会聚所成的像，而虚像是光线的反向延长会聚所有的像，所以实像可以用光屏承接，而虚像只能通过眼睛观察。

结论：一倍焦距以外的光线可以交叉会聚，只要移动光屏到合适的位置，就一定能够找到最小、最亮的实像，同时，利用数学知识还可以非常准确的找到实像与凸透镜的距离。而一倍焦距的位置上，光源发出的光线经凸透镜折射后形成平行的光，所以，在一倍焦距上不成像。而一倍焦距以内的光线经凸透镜折射后，只有反向延长线才能够会聚，由于不是实际光线的会聚，所以只能用眼睛观察。

学生质疑：为什么我们在做实验时，明明蜡烛放在了一倍焦距的位置上，却在光屏上还是看到像呢？

教师：因为蜡烛的火焰也是有一定宽度的，同学们尝试着在一倍焦距的火焰左侧（靠近火焰）作出一束光线，看看是否也像在一倍焦距的位置上一样是平行光线呢？

通过作图，同学们很容易理解“一倍焦距也能成像”这一实验现象，同时，也培养了学生面对疑惑，要通过实验的方法，通过作图的方法，通过计算的方法去解决问题，培养了科学的探究能力。

三、用作图配合说明凸透镜成像的规律

凸透镜成像的过程，从远处到近处，像的性质先后为，倒立、缩小的实像，倒立、等大的实像，倒立、放大的实像，不成像，正立、放大的虚像。而且，成像的规律为：

成实像时，物（距）近像（距）远（实）像变大；

成虚像是，物（距）近像（距）近（虚）像变小；

在以往的教学中，很多老师都是通过实验得出数据，然后再通过分析数据，得出这种结论。实际上学生还是有一定程度的被动接受和识记要点，教师如果能够通过作图，尤其是做成动态的flsh，那么对于学生的理解将大有帮助。

如图5，用作图法配合理解凸透镜成像的规律，将更加直观、方便的帮助同学们的理解。整个图像，在凸透镜左侧，当蜡