对中学“小孔成像”探究实验的补充
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作者: 蔡菊玲
摘 要：在教学过程中很多实验总困扰着老师和学生，原因是有的实验复杂、实验条件苛刻、实验教具有限，所以教师需要不断思考改进实验，让实验变得简单、生动，符合学生知识水平，这样才能起到积极的一面。结合多年的教学实际，从中学生的知识层面出发，针对“小孔成像”的探究实验做个简单的阐述。
关键词：小孔成像；探究实验；实验方案
物理是一门以实验为基础的学科，很多定义、定律都是建立在大量的实验之上。实验可以培养学生的实验思维、实验技能和实验能力，促使学生更深刻、更牢固地掌握物理规律，激励学生热爱科学，培养科学素质，建立正确的世界观。因此，物理实验在整个物理教学中起着非常重要的作用，是学生掌握知识与能力发展不可缺少的一个重要环节。
在人教版八年级物理上册第四章第一节“光的直线传播”这节中给出了“小孔成像”的实验，除了帮助学生理解光沿直线传播，还要求学生知道小孔成像的一些规律，如：像的正倒、虚实、大小、像的形状与孔形的关系等。在教学过程中，起初我按照课本的实验方法制作器材，在课堂上演示，但由于白天光线太强，而且有的角度无法观察到现象，所以效果很不好，我又要求学生自己完成实验，但很少有人能动手制作器材。导致很多学生对小孔成像的特点模糊不清，比如，像有放大的也有缩小的、像的形状与孔的形状无关等。为了弥补实验的不足，我只好画光路图为学生讲解，这种方法虽然能解决像的倒立、实像、放大、缩小的规律，但不能解释像的形状与孔形无关，而且方法枯燥、复杂，只有少数学习程度好的学生能理解，还是免不了让学生死记硬背。实验不能为学习服务，相反给学生带来了负担。作为教师的我也很苦恼，怎样使实验变得既简单又能说明问题呢？
生活中到处都有物理，到处都能学习，只要你肯留意。几次不经意间，让我走出了困境，找到了实验方法的改进和创新。
有一次晚自习，我看见一个学生很无聊，她拿着圆规在纸上不停地扎，扎了很多小洞。出于本能，我叫她到办公室谈心。办公室电灯坏了，正好学习“小孔成像”这部分内容，有蜡烛，我们点燃了蜡烛。当我看到点燃的蜡烛时，心中突然有了一个想法！我没有和学生谈学习、谈生活，而是让她把自己的“杰作”拿来，学生很疑惑，我只是神秘地一笑。当我们把纸放在点燃的蜡烛和墙面之间，调节距离后，发现了一个让我兴奋、让学生目瞪口呆的现象――墙面上出现了好几个蜡焰倒立的像！改变距离发现像有时放大有时缩小，还能发现像都一样大！学生激动地说：“老师，小孔成像！真奇妙！”
我终于发现了，小孔成像实验原来如此简单、如此形象！我们师生共同发现了这一创新。从此，学生再也没有因为实验效果不好、制作器材麻烦等因素而观察不到小孔成像实验的现象，他们都会迫不及待用这种简单、有效的实验方法，当他们看到了现象，相关知识自然再也不用死记硬背了，而且学习兴趣大大地提高了。
作为教育者，我的思考没有停止，难道只有蜡烛能成像？
有一次我在实验室用蜡烛做小孔成像的实验，在墙上除了蜡焰的像外，总能看到几个模糊的亮斑，我很疑惑！回头一看，对面唯一的一个窗帘是拉开的，于是来自窗户的光线经过小孔在暗室中便成了像。我又发现了，又有了创新，又有了让学生能多一种体验实验的方法――在暗室中用窗户成像！
期末考试了，无聊的监考又开始了，而我的监考并不无聊，我又有了新的收获。由于教室里光线很暗便开了灯，巧的是讲台面是白色的，上面正好有一个日光灯，于是我想日光灯能成像吗？便随手拿了一个废弃的试卷，用笔扎了个小洞，放在桌面上方，果然看到了一个长长的亮斑，这就是日光灯的像。我又手撕了几个大些的形状不一样的洞，发现大孔也能成日光灯的像，而且像的形状和孔的形状无关。
经过整合、改进，我设计了四个对于中学生可操作的“小孔成像实验”，简要叙述如下：
实验一：利用易拉罐和半透明膜制作实验器观察小孔成像的特点。按照教材制作实验器材，在暗室中点燃蜡烛，调节蜡烛、小孔、光屏的高度和距离，可以观察到倒立的蜡焰的实像。
实验二：利用墙面做光屏探究小孔成像的特点。利用墙面做光屏，在纸上扎大小、形状不同的孔，在暗室或晚上点燃蜡烛，改变物距、像距，观察像的特点。
实验三：利用蜡烛、日光灯、窗户、太阳做成像物体，探究小孔成像的特点。在纸上扎大小不同的孔，控制好条件，分别成蜡烛、日光灯、窗户、太阳的像，观察像的特点，找不同情况下对孔径的要求、像的亮度、清晰度的影响因素。
实验四：利用光具座探究小孔成像的规律。在暗室内将蜡烛、小孔屏、光屏依次固定在光具座上点燃蜡烛，改变物距、像距，观察像的特点。比较像放大、等大、缩小时的物距和像距的大小，并观察孔形对像的形状是否有影响。
以上四个实验方案探究和解决的问题各不一样，并且可操作性强、实验效果明显、易于学生理解和掌握，在实际教学过程中可根据具体要求选择合适的实验方案，从而达到最佳的教学效果。
发现、灵感、创新，永不停止。留意生活，不断发现，就有创新。积极思考，不断改进，就有成就。让实验变得简单、生动，才能真正服务于学习。
参考文献：
李艳青，贾梦雪.小孔成像教学的新视角[J].物理教学，2015（05）.
编辑 温雪莲
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