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          用“立體教學(xué)法”解決凸透鏡成像
          瀏覽次數(shù):次      發(fā)布時(shí)間:2019-12-03       發(fā)布人:朱萍

          立體教學(xué)法(three-dimensional teaching method)是教師把教材中知識(shí)結(jié)構(gòu)的組成和知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系以及規(guī)律性的內(nèi)容,經(jīng)過(guò)周密的構(gòu)思加工成概括清晰,系統(tǒng)全面,有機(jī)聯(lián)系,多元結(jié)合的立體式知識(shí)。也是從整體上思考教學(xué)過(guò)程的一種工具和方法,是教育思想、教學(xué)原理、教學(xué)方法、教學(xué)形式等諸因素的高度概括和體現(xiàn)。

          根據(jù)Mel Silberman希爾伯曼“積極學(xué)習(xí)的信條” :1、對(duì)于我聽(tīng)過(guò)的東西,我會(huì)忘記。2、對(duì)于我聽(tīng)過(guò)和看過(guò)的東西,我會(huì)記得一點(diǎn)。3、對(duì)于我聽(tīng)過(guò),看過(guò)并問(wèn)過(guò)問(wèn)題或與人討論過(guò)的東西,我會(huì)開(kāi)始理解。4、對(duì)于我聽(tīng)過(guò),看過(guò),討論過(guò)和做過(guò)的東西,我會(huì)從中獲得知識(shí)和技能。5、對(duì)于我教過(guò)另外一個(gè)人的東西,我會(huì)掌握。這些思想加上超強(qiáng)記憶法的有關(guān)內(nèi)容,是立體教學(xué)法的理論基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中可將同一個(gè)物理知識(shí),從不同的方面:實(shí)踐、理論、應(yīng)用、歸納、想象、口訣記憶等方法來(lái)解決,使教學(xué)的內(nèi)容形成立體的結(jié)構(gòu),達(dá)到多元結(jié)合。

          凸透鏡成像的規(guī)律是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),教師在教學(xué)中如果沒(méi)有好的方法,學(xué)生學(xué)得累,教師講得辛苦,學(xué)習(xí)效果還不太理想。根據(jù)我在教學(xué)中的總結(jié),如果用“立體教學(xué)法”講解凸透鏡成像,會(huì)得到事半功倍的效果。結(jié)合“立體教學(xué)法”,現(xiàn)將具體的做法同大家分享,使大家在其他的內(nèi)容教學(xué)中也能用到類似的方法。

          一、學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究選出凸透鏡成像的規(guī)律:


          1.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)注意燭焰、凸透鏡、光屏中心應(yīng)基本保持在一條直線上(如圖1所示)


          2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

          = 1 \* GB3 把蠟燭放在較遠(yuǎn)處,即物距大于二倍焦距(u2f)調(diào)節(jié)光屏的位置,使?fàn)T焰在屏上成清晰的像。觀察像的大小、倒正,測(cè)出物距u、像距v,記錄在表格內(nèi)。

          = 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT 把蠟燭向凸透鏡靠近,使物距等于2f,即學(xué)科網(wǎng)(www.zxxk.com)--教育資源門戶,提供試卷、教案、課件、論文、素材及各類教學(xué)資源下載,還有大量而豐富的教學(xué)相關(guān)資訊!u=2f,重復(fù)上面操作。進(jìn)行觀察和測(cè)量。

          = 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT 把蠟燭繼續(xù)向凸透鏡靠近,使物距在f2f之間,即2fuf,重復(fù)上面操作。進(jìn)行觀察和測(cè)量。

          = 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT 繼續(xù)移近蠟燭,使物距u=f。在光屏上能得到蠟燭的像?

          = 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT 繼續(xù)移近蠟燭,使物距uf。觀察像的虛實(shí),像的大小和倒正。

          3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格:

          物距與焦距關(guān)系

          像的性質(zhì)[

          像距與焦距關(guān)系

          實(shí)或虛

          放大或縮小

          倒或正

          u2f

          倒立

          縮小

          實(shí)像

          2fvf

          U=2f

          倒立

          等大

          實(shí)像

          v2f,

          2fuf

          倒立

          放大

          實(shí)像

          v2f

          u=f

          不能成像

          u<f

          正立

          放大

          虛像

          像與物體同側(cè)

          3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納總結(jié),得出凸透鏡成像的規(guī)律為:u >2f,成倒立、縮小、實(shí)像;2f> u >f,成倒立、放大、實(shí)像;u <f,成正立、放大、虛像。

          ①凸透鏡1倍的焦距是成實(shí)像與虛像的分界點(diǎn),2倍的焦距是成放大像與縮小像的分界點(diǎn)。

          ②實(shí)像都是倒立的,且物體與像在透鏡的兩側(cè);虛像都是正立的,且物體與像在透鏡的同側(cè)。

          ③成實(shí)像時(shí),物體靠近凸透鏡,像遠(yuǎn)離凸透鏡,且像的大小變大。

          二、利用凸透鏡三條特殊的光線進(jìn)行作圖,找出凸透鏡成像的規(guī)律:

          2

          1.凸透鏡的三條特殊的光線(如圖2所示)

          (1)過(guò)光心的光線傳播方向不改變; (2)平行于主光軸的光線,經(jīng)過(guò)凸透鏡后折射到焦點(diǎn);(3)經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光線,經(jīng)過(guò)凸透鏡后的折射光線平行于主光軸。

          2.在同一個(gè)圖中,作出同一物體在凸透鏡前不同位置的成像(如圖3所示):這樣同物理實(shí)驗(yàn)中探究凸透鏡成像的規(guī)律進(jìn)行比較,即使忘記了凸透鏡成像的規(guī)律,通過(guò)作圖也能知道,從不同的方面來(lái)解決同一問(wèn)題加深印象。

          SHAPE \* MERGEFORMAT

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          3.作輔助線的方法幫助記憶理解凸透鏡成像的規(guī)律,具體輔助線的作圖方法是:過(guò)倒立、等大實(shí)像的頂端和焦點(diǎn)畫出輔助線,所有的像的頂端的軌跡都在這條線上。詳細(xì)圖作圖(如圖4所示)

          SHAPE \* MERGEFORMAT

          4

          u2f,縮小、放大像的分界點(diǎn);②uf,倒立、正立,實(shí)、虛像的分界點(diǎn)。

          5

          三、利用數(shù)學(xué)知識(shí),推導(dǎo)出物距(u)、像距(v)、焦距(f)之間的關(guān)系,從實(shí)踐上升到理論的高度:

          1.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律的作圖,將物距(u)、像距(v)、焦距(f)轉(zhuǎn)化為三角形的邊。

          2.利用相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例進(jìn)行推導(dǎo):

          如圖5所示,OF=fOB=u,OB=v。

          ∵ΔABO∽ΔA′BO,∴;

          又∵ΔLFO∽ΔA′FB′,∴;

          又∵AB=OL,∴;

          變形得:,兩邊都除以uvf得到:。即,物距(u)、像距(v)、焦距(f)的關(guān)系是:

          還能根據(jù):得到凸透鏡的放大倍數(shù):,即:像距是物距的幾倍,像的大小就是物體大小的幾倍。

          3.形成從實(shí)踐到理論的提升,再以理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐,形成質(zhì)的飛躍,這樣就可以使凸透鏡成像的規(guī)律形成立體的結(jié)構(gòu),達(dá)到多種方法都能解決同一問(wèn)題。

          四、從規(guī)律到應(yīng)用,在應(yīng)用中加深對(duì)凸透鏡成像的認(rèn)識(shí):

          1.照相機(jī):物體離鏡頭比較遠(yuǎn),像是縮小、倒立的實(shí)像。照相機(jī)成像光路圖(如圖6所示),物體在距鏡頭較遠(yuǎn)的地方,大于2倍的焦距。

          2.投影儀:物體離鏡頭比較近,像是放大、倒立的實(shí)像。投影儀光路圖(如圖7所示),物體在距鏡頭較近的地方,在1倍的焦距到2倍的焦距之間。

          3.放大鏡:物體離鏡頭很近,像是放大、正立的虛像。放大鏡成像光路圖(如圖8所示),物體在距凸透鏡很近的地方,在1倍的焦距之內(nèi)。

          SHAPE \* MERGEFORMAT

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             SHAPE \* MERGEFORMAT

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            SHAPE \* MERGEFORMAT

          8

           

          4. 顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡:①顯微鏡:物鏡的作用(相當(dāng)于投影儀),使被觀察的物體成一個(gè)倒立、放大、實(shí)像。目鏡的作用(相當(dāng)于放大鏡),把物鏡成的實(shí)像,再一次成正立、放大、虛像。顯微鏡成像光路圖(如圖9所示)

          ②望遠(yuǎn)鏡:物鏡的作用(相當(dāng)于照相機(jī)),使被觀察的物體成一個(gè)倒立、縮小、實(shí)像。目鏡的作用(相當(dāng)于放大鏡),把物鏡成的實(shí)像,再一次成正立、放大、虛像。望遠(yuǎn)鏡成像光路圖(如圖10所示)。

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          9

              SHAPE \* MERGEFORMAT

          10

          它們的原理及使用,都會(huì)用到凸透鏡成像的規(guī)律,是凸透鏡成像的理論和實(shí)驗(yàn)的綜合應(yīng)用,對(duì)凸透鏡成像的認(rèn)識(shí)又加深了。

          五、利用記憶法的規(guī)律:化抽象為具體形象,來(lái)記憶凸透鏡成像的規(guī)律。

          1.凸透鏡成像的內(nèi)容較抽象,學(xué)生不容易記住,將其轉(zhuǎn)化為生動(dòng)形象的畫面:成實(shí)像的記憶用毛澤東的“敵進(jìn)我退,敵退我進(jìn)”(“敵”當(dāng)成物體,“我”當(dāng)成像),這樣就記住了物體與實(shí)像在透鏡的兩側(cè)移動(dòng)情況。凸透鏡成虛像時(shí)同成實(shí)像正好相反“同舟共濟(jì),同進(jìn)同退”,這樣就記住了物體與虛像在透鏡的同側(cè)移動(dòng)情況。

          2.口訣記憶法:

          (1)第一種方法:

          一焦分虛實(shí)(即物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像,一倍焦距以外為實(shí)像)

          二焦分大小(即物距小于二倍焦距,成放大的像;大于二倍焦距成縮小的像)

          實(shí)像異側(cè)倒(成實(shí)像時(shí),物和像總在透鏡的兩側(cè),且像是倒立的)

          物遠(yuǎn)像近?。ㄎ矬w離透鏡越遠(yuǎn),所成實(shí)像離透鏡越近,且像越?。?/span>

          虛像同正大(成虛像時(shí),物和像總在透鏡的同側(cè),且像是正立、放大的)

          物近像變?。ㄎ矬w離透鏡越近,所成虛像越?。?/span>

          其中一、二兩句是對(duì)成像情況的總體把握,三、五兩句是成像情況的靜態(tài)分析,四、六兩句是成像情況的動(dòng)態(tài)描述。

          (2)第二種方法:

          1焦,2焦,分水嶺;1不成像,2孿生。 12移,大趨孿;2后遠(yuǎn)走,像縮行。

          1大:實(shí)像,倒,兩邊;物1愈近,像遠(yuǎn)、大。

          1?。禾撓?,立,一邊;物鏡愈近,像小、近。

          注:(1)遠(yuǎn)、近,是指?“物”或“像”與凸透鏡“光心”之間的距離;“像”大、小,是指“像”與“物”的實(shí)際大小相比。 

          (2)口訣中的“1”和“2”系指凸透鏡焦距的1倍(f點(diǎn))處和焦距2倍(2f點(diǎn))處。

          通過(guò)以上的教學(xué)方法,輔以習(xí)題精練,使凸透鏡成像的內(nèi)容在學(xué)生大腦中形成立體的印象,能從多方面理解并記住有關(guān)的規(guī)律。在今后的學(xué)習(xí)中,能夠長(zhǎng)期掌握,并從不同的角度記憶有關(guān)的內(nèi)容,達(dá)到了想做錯(cuò)都不會(huì)做錯(cuò)的目的。

           


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