数轴在凸透镜成像规律教学中的应用

潘慧绣

[摘要]八年级物理教学中，《探究凸透鏡成像规律》是教学重点，也是教学难点。学生对凸透镜成像规律理解不深，运用时容易出错。为有效突破凸透镜成像规律这个教学难点，培养学生学习物理的兴趣，提高教学质量，下面结合教学实践谈谈数轴的运用。

[关键词]凸透镜成像；数轴；表格；记忆

[中图分类号]G633.7[文献标识码]A[文章编号]16746058（2018）08004502

在八年级物理教学中，《探究凸透镜成像规律》是教学重点，也是教学难点。传统教学中，不少教师采用表格法进行教学，但教学效果不是很理想。为有效提高教学实效，笔者进行了较深入的分析研究。

一、传统表格式教学的缺陷

由于物理入门不久，引导学生从客观现象总结物理规律还是有很大难度的。传统教学中，教师一般做完实验之后，就把凸透镜成像规律总结成下表，让学生记忆。

这张表格总结很到位，学生做题多，自然也能记得住表格中的规律。但对初学者来说，很抽象，往往出现查字典一样的效果，做一个题目，查一次表格，不利于学生的理解和记忆。

二、数轴法简介

在多年的物理教学中，我总结出了一个既形象又便于学生理解和记忆的方法——数轴法，用这种方法能有效帮助学生理解凸透镜成像规律。

数轴法，是将物距在数轴上分成0-f、f-2f和大于2f三段。学生做完凸透镜成像规律实验，记录好实验数据后，教师就可以边总结现象，边画数轴进行讲解。先画数轴，标上f，边标边解释：“一倍焦距分虚实。”如图1所示，当物距小于f时成正立放大的虚像（即图1中的A区域），当物距大于f时成倒立的实像（即图1中的B区域）。接着标识2f，边标边解释：“两倍焦距分大小。”此时数轴分成f到2f和大于2f两个区间。成实像时，若物距居于C区，此时，像距大于2f，再结合该区间在B区范围内，则所成像为倒立放大的实像。同理，若物距居于D区，则像距小于2f，成缩小的像，再结合该区间在B区范围内，则所成像为倒立缩小的实像。

三、数轴法应用

用数轴记凸透镜成像规律，很形象客观，直接通过数轴的长短来理解物距和像距的关系，便于学生接受。下面用数轴法来解决物理问题。

【例1】将一个凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在凸透镜的另一侧得到一个（）。

A.倒立、放大的实像

B.倒立、缩小的实像

C.正立、放大的虚像

D.正立、缩小的实像

分析：由“20cm处得到一个最小、最亮的光斑”，得知，该透镜的焦距为20cm，则两倍焦距为40cm，分别标在数轴上。由“物体放在此透镜前30cm处”可知物距为30cm。先判断所成的像是实像还是虚像，由图像可知

30cm大于一倍焦距，小于2倍焦距，所以选定B区，即成倒立实像。再由数轴判断：由于物距是30cm，大于f，小于2f，即物距位于C区，则像距大于2f。根据像距大于两倍焦距，则成放大的像，结合在B区，所以最终是“倒立、放大的实像”，答案选A。

学生对“一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小”这句话虽然背得滚瓜烂熟，但真要应用起来麻烦很大。数轴法正好弥补了这一缺陷，将这句话“画”了出来，眼睛看到的比依靠大脑想来的更直观，对成绩中上等的学生，尤为有用。

【例2】小明在做“探究凸透镜成像规律”实验时，调整蜡烛、凸透镜和光屏到如图2所示的位置，光屏上得到清晰的（）像，这一成像规律在生活中的应用是（）。

分析：因为光屏上能得到像，所以成的是实像。根据数轴法，应该选择B区。但问题的关键是本题没有告诉我们焦距，无法判断物距、像距和焦距的关系。学生的分析比较简单。他们直接得出了答案——成倒立缩小的实像。学生的回答是：“因为光屏上能得到像，所以成的是实像。又因为像距小于物距，所以成倒立缩小的实像。”学生直接通过数轴法总结出了自己的规律，即直接从物距和像距的大小，判断像的大小。像距大于物距，则像大于物，成倒立放大的实像；像距小于物距，则像小于物，成倒立缩小的实像。

数轴法相对表格法来说，更加形象，让学生由原来的死记硬背，转化成了形象记忆，能更好地帮助学生理解凸透镜成像规律。

[参考文献]

[1]王勇.透镜及其应用[J].中学生数理化（八年级物理人教版），2007（Z1）.

[2]钱洁.凸透镜成像规律随堂练习[J].中学生数理化，2010（10）.

[3]王晓东.透镜及其应用中考直播[J].数理化学习，2013（9）.

（责任编辑易志毅）