例:某班同學(xué)照合影時發(fā)現(xiàn)隊伍兩邊的同學(xué)沒有進入取景框,為拍到全班同學(xué)的完整合影,應(yīng)將照相機的鏡頭向______(前/后)調(diào),同時,攝影師應(yīng)______(靠近/遠離) 同學(xué)們?此類問題體現(xiàn)出了“從物理走向生活”的基本理念,是學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的典范,也是各種考試考查的重點;但同時它也是凸透鏡成像規(guī)律應(yīng)用中比較難的一類,學(xué)生學(xué)得恐懼,老師教得頭疼。筆者通過多年的教學(xué)探索,總結(jié)出了一套有效解決此類問題的方法,現(xiàn)分享如下:
一、背景知識梳理及總結(jié)規(guī)律的重要性
此類問題多出現(xiàn)在凸透鏡成像規(guī)律相關(guān)內(nèi)容教學(xué)完成之后,此時,學(xué)生已經(jīng)通過探究活動,對凸透鏡成像規(guī)律有一定程度的了解,并已知道照相機、投影儀、放大鏡的工作原理,但由于現(xiàn)行人教版教材中沒有探究凸透鏡成像變化規(guī)律的內(nèi)容,學(xué)生對成像變化規(guī)律基本一片空白,當(dāng)然也就更談不上上升到理論高度去解決實際問題了。很多教師在實際教學(xué)過程中,往往采用直接告訴學(xué)生規(guī)律,讓學(xué)生去死記硬背的方法,這既違背了物理學(xué)習(xí)規(guī)律,也很難讓學(xué)生真正做到融會貫通。因此,通過實驗探究出相關(guān)規(guī)律,并且總結(jié)成精煉的語言,對這部分內(nèi)容的教學(xué)而言就顯得尤為重要。
二、通過實驗探索凸透鏡成像變化規(guī)律
此實驗采用演示教學(xué),師生共同探究即可。準(zhǔn)備好探究凸透鏡成像規(guī)律的全部實驗器材,并組裝好,實驗步驟如下:
(1)將點燃的蠟燭放置于2f以外較遠處,調(diào)節(jié)光屏的位置,使?fàn)T焰在光屏上呈清晰的像,記下像距的值,記下像的大?。?/p>
(2)將蠟燭向靠近凸透鏡的方向移動,減小物距(仍保持u>2f),此時光屏上的像變模糊;移動凸透鏡,直到光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像為止,記下像距的值、像的大小,提醒學(xué)生與步驟一中的像距值比較,是變大了,還是變小了?像變大了,還是變小了?
(3)完成表格中第一行;
(4)在f
(5)分別在f2f)范圍內(nèi)增大物距,觀察像距變化及像的變化情況,完成表格第三行和第四行。
[引導(dǎo)學(xué)生分析表格,不難發(fā)現(xiàn),無論在u>2f,還是f
像距與物距的變化相反,像與像距的變化相同。
三、通過作圖法鞏固凸透鏡成像變化規(guī)律
為進一步加深學(xué)生對上面總結(jié)的規(guī)律的印象,可以采用作圖法鞏固,具體方法如下:
上述四幅圖,很直觀的反映了物距變小,像距變大,像也變大的過程;至于物距變大的情況,可以用光路可逆解釋,一樣能發(fā)現(xiàn)物距變大,像距變小,像也變小。進一步驗證了物距與像距的變化相反,像與像距的變化相同。
四、應(yīng)用凸透鏡成像變化規(guī)律解決實際問題
在學(xué)生完全掌握上述規(guī)律后,就可以進入應(yīng)用階段了。例如本文開篇的問題,可以作如下分析:有部分同學(xué)沒有進入取景框,說明拍攝所成的像過大,要讓所有的人都進入取景框,就必須要使像縮小,根據(jù)“像與像距的變化相同”,像距也應(yīng)縮小,鏡頭與膠片之間的距離即為像距,所以鏡頭應(yīng)該向后調(diào);根據(jù)“物距與像距的變化相反”,像距變小,物距就應(yīng)該變大,所以攝影師應(yīng)該遠離同學(xué)們。此規(guī)律同樣適用于分析投影儀,在此不再贅述。
五、此規(guī)律表達方式與其他表述方式的對比優(yōu)越性
此規(guī)律表述方式,較其他表述方式具有較大的對比優(yōu)越性。首先,語言簡潔。此表述方式拋開具體的變大或變小,用“相同”、“相反”兩個詞將將凸透鏡成像中物距、像距、像的變化規(guī)律聯(lián)系起來,言簡意賅,高度總結(jié)。其次,便于記憶?,F(xiàn)在各種教輔資料上用得比較多的一種表述方式是“物遠像近像變小,物近像遠像變大”,在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn),這種表述方式雖然也很簡潔,但是不便于學(xué)生記憶,很容易記混,特別是長期記憶,能準(zhǔn)確記住的學(xué)生連十分之一都不到。而本文中的規(guī)律表述方式,絕大部分學(xué)生能很輕松地記住,并且能保持很長時間。其優(yōu)越性不言而喻。
作者簡介:
洪輝林,男,35歲,政教主任,中學(xué)一級教師,現(xiàn)任職于十堰市東風(fēng)鐵路學(xué)校。