关于人教版教材中确定平面镜成像位置方法的探讨

朱建平

摘 要：初中物理人教版教材在“探究平面镜成像的特点”的实验中，用另一支没点燃的蜡烛作为定位物，根据它“看上去”是否与蜡烛的像“完全重合”来确定像的位置。这种方法本身存在操作上的缺陷与误差，影响学生对待实验的态度，不利于学生科学素养的培养。该实验可采用“视差法”来确定像的位置，虽然该方法在大学光学实验中被广泛采用，但由于它源自于生活，浅显易懂，既不会增加学生的学习负担，又可提高测量的准确性，更重要的是可引导学生更细致的观察，为学生能力的差别化发展，培养学生的科学质疑能力提供可能。

关键词：平面镜成像；确定像的位置；视差法；科学素养

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）1-0022-2

平面镜所成虚像的位置如何确定？初中物理人教版教材（2012版）八年级上册第四章第三节（教材第77页），在“探究平面镜成像的特点”的实验中，相关操作的叙述如下：

照图4.3-2那样（见本文图1），在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后面的像。再拿一支外形相同但没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像完全重合。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。

可见，教材中是用另一支没点燃的蜡烛作为定位物，根据它“看上去”是否与蜡烛的像“完全重合”来确定像的位置。

问题是“看上去完全重合”是怎样“看”？达到什么样的要求就是“看上去完全重合”呢？也许有人会说，“看”，就是眼睛不动，盯着看，还能怎么样？若真是这样，只要您仔细琢磨，就会发现一连串的问题。

问题一：当两物一前一后放置时，由于前物的遮挡，会形成前后两物重叠的现象，如何将“完全重合”与前后的重叠区分开来？这时，可能又会有人说，由于视角的关系，远的物体看起来小，若不“完全重合”，则必定会看起来两物体大小不一，只要调整定位蜡烛的位置，直到看到它与像“完全重合”即可。

由此，就牵扯出来了第二个问题：在实际操作中，是否每次实验都能保证定位的蜡烛与燃烧中的蜡烛完全相同，不会受到燃烧与否以及长度裁截误差的影响？事实上，在学校实验室的实际操作中，两蜡烛的长度难以保证完全相同，由于燃燒着的蜡烛会“流泪”，它们的粗细也无法保证完全相同。如果上述的问题不能解决，那么用“完全重合”的方法来确定像的位置，就变得不严谨、不科学。

问题三：本实验采用玻璃板替代平面镜，在实际的实验过程中，必定会因为玻璃板前后两表面反射的差别，出现蜡烛一明一暗两个像的现象。观察能力强、更细致的学生必定会观察到该现象，并会引发一系列的思考。由此，为学生能力的差别化发展，培养学生的科学质疑能力预留了一个切入口。但是，由于无法做到定位蜡烛与像“完全重合”，教师和学生都会产生一种随随便便验证的心理，对待实验的态度自然也就会发生变化。更别说再认真观察，发现问题了。

初中物理作为科学课，传递的是科学知识，更重要的是培养一种一丝不苟、严谨求实的科学精神。科学素养的提高要靠严谨的科学态度、细致的观察和对每一个细节的探寻与探究的逐步积累。初二作为起步年级，不能因学生掌握的相关知识少就降低了对科学态度的要求，忽视了科学精神的培养。

如何做能简单、科学、准确地确定平面镜成像的位置呢？我们可用一个简单、有趣的小实验来解决以上提出的各类问题。

实验：如图2，闭上一只眼睛，将您的两个手指头一前一后放在眼前，使它们看起来在同一直线上，若此时您向左移动头部使视线左移，此时是不是看到两根手指相对错开了？以后手指为参照，前手指向左移还是右移了？两手指不动，再将头向右移动，看看结果又如何？如果将你的两个手指头并排放在你的眼前，左右移动视线时，结果又如何呢？

由该小实验的结果可知：两物体一前一后静放在眼前，当视线左右移动时，以后方物体为参照，前方物体总是向着与眼晴移动的相反方向移动；以前方物体为参照，则后方物体总是向着与眼晴移动的相同方向移动；两物体并列（与眼睛的距离相同）静放在眼前，当视线左右移动时，可看到两物体不会发生相对移动。

事实上，在日常生活中这种现象比比皆是。比如说，当车向前开时，身旁的树看起来就在往后走；又比如说，歌里唱的“月亮走，我也走”，这些都是我们习以为常的现象。同时，我们也常常会自觉或不自觉地在运用这一现象来作位置的判断：比如，当坐车向前走时，很自然地就知道哪些景物离我们近，哪些离我们远，哪些景物距我们的距离基本相同。

同理，在“探究平面镜成像的特点”实验中，不用改变原有的实验器材与实验方案，只要将原来教材中的“看上去完全重合”稍加修改即可。即，“……再拿一支外形相同但没有点燃的蜡烛，竖立着在玻璃板后面移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像重合，且左右移动视线来观察，它与像不会发生相对移动。这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置。”在光学实验中用这一规律来判断两物体是否并列（共面）或在同一位置的方法被称之为“视差法”，该方法在大学光学实验中被广泛采用。

若人教版教材如上进行修改，而不做任何铺垫，势必会有学生甚至老师不明白什么是“左右移动视线来观察”？怎么左右移动视线？为什么这样做？因而建议，将本文中的小实验可作为“想想做做”的学生动手小实验，安排在“探究平面镜成像的特点”实验之前，或者是作为“起步实验”，安排在本节课的最前面，让学生先了解什么是“视差法”，相应的问题也就迎刃而解了。

用“视差法”确定像的位置，不会因定位蜡烛与燃烧的蜡烛存在长度、粗细的差异而产生误差。更重要的是能引导学生更细致地去观察实验，发现问题，并自主地解决问题，在潜移默化中提升学生的科学素养。而且“视差法”源自于对生活中常见现象的总结，浅显易懂不会增加学生的学习负担，还进一步体现了物理与生活实际的联系。（栏目编辑 刘 荣）