对小孔成像实验的深度探究

1、对小孔成像实验的深度探究小孔成像实验对于 “光的直线传播 ”的教学有非常好的作 用，但教材中仅仅放在了书后的习题中作为习题出现，在信 息库中有简单的说明，实验的探究性、对教学的意义大大降 低，为了更好、更深入地挖掘其对教学的意义、对学生能力 发展的作用，决定对此实验进行深度探究。考虑到实验器材制作的材料生活中比较多，容易获取且 制作简单，在学生周五放学时向学生布置了此项作业，要求 学生自己制作、自己实验探究，周一回到学校时进行交流、 展示，然后共同总结归纳小孔成像的相关性质。学生提交的作品：有的使用纸筒（乐百氏） 、有的使用 方形的纸盒、有的使用药瓶（不透明） 、有的使用矿泉水瓶 （外层裹了不

2、透明的纸） 、更多的使用易拉罐，更有个别同 学做出了可以拉伸的圆筒（两个易拉罐套装、两个长纸筒套 装）且做了支架，很有创意。学生交流：可以在半透明膜上看到烛焰倒立的像；小孔 越小像越清晰。从学生的交流情况来看，学生的探究并不深 入，还只是存在于表面现象的认识，并没有进行深度的探讨 和思索。针对学生的问题，教师设计问题，引导学生思考并 进行探究。问题 1：“半透明膜上的像的大小如何变化？是缩小的像 还是放大的像？ ”问题一出，学生有些迟疑，有的说缩小的， 有的说放大的，有的说不变， 意见不统一。 “怎么办？ ”“实验 检验！ ”学生动手实验， 2 分钟后，学生汇报探究结果。学生 1：可以是放大的

3、，也可以是缩小的，像的大小是 可以变化的。当将蜡烛靠近小孔的时候，我们发现烛焰的像 变大了，当将烛焰远离小孔时，我们发现像变小了，同时发 现像的亮度也发生了改变。学生 2：我们也发现像的大小是可以改变的。我们是这 样做的 “保持蜡烛不动，改变半透明膜到小孔的距离 ”，发现 当把纸筒收缩时，看到烛焰的像变小，当把纸筒拉长时，看 到烛焰的像变大。其他组的同学也认可了这两种说法，在此基础上，教师 设计问题 “从上述的两个实验现象， 你觉得像的大小与什么因 素有关？ ”学生思考，然后教师再从理论上加以阐释、说明， 师生共同归纳总结像的大小是可以变化的，不但与物体本身 的大小有关，还与物体到小孔的距离和

4、光屏到小孔的距离有 关，达成共识 “像可以是放大的，缩小的，也可以是等大的 ”问题 2： “当小孔的大小发生变化时，像有何变化呢？”学生实验， 教师提示在实验中要注意的问题 “控制变量， 即保 持蜡烛和光屛到小孔的距离不变等， 只改变小孔的大小 ”汇报 实验结果：当小孔越大时，像越不清晰，最后只能得到一个 光斑，不成像了。追问 “请思考要想成像， 对小孔有什么要求 ?” 在一番思考讨论之后： “小孔要足够小问题 3：“改变小孔的形状，探究一下看看像形状有何变 化？ ”在进行探究时， 有的学生受到课本中习题的启发， 拿出 一张纸， 在纸上挖出不同形状的小孔， 要求走出室外去实验。 在一番探究之后汇报结果： “像的形状与小孔的形状无关。 我 们适当调整纸到地面的距离，发现都能在地面上得到圆形的 光斑，这个圆形的光斑就是太阳的像 ”当学生达成共识之后， 出示一个生活场景， 让学生去思考 “夏天，在浓密的树荫底下， 我们能在地面上看到一个个圆形的光斑，你知道光斑是怎么 回事吗？ ”有了前面的探究， 学生自然想到是太阳经过小孔所 成的像。最后师生共同回顾总结，对小孔成像有了深刻的认识。 利用生活中的物品做实验是新课程所提倡的，不但可以拉近 物理与生活的距离，让学生感受到科学的真实性，感受到科 学与社会、科学与日常生活的关系更可以通过观察和感受