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對(duì)小孔成像實(shí)驗(yàn)的深度探究論文
小孔成像實(shí)驗(yàn)對(duì)于“光的直線傳播”的教學(xué)有非常好的作用，但教材中僅僅放在了書后的習(xí)題中作為習(xí)題出現(xiàn)，在信息庫(kù)中有簡(jiǎn)單的說明，實(shí)驗(yàn)的探究性、對(duì)教學(xué)的意義大大降低，為了更好、更深入地挖掘其對(duì)教學(xué)的意義、對(duì)學(xué)生能力發(fā)展的作用，決定對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深度探究。
考慮到實(shí)驗(yàn)器材制作的材料生活中比較多，容易獲取且制作簡(jiǎn)單，在學(xué)生周五放學(xué)時(shí)向?qū)W生布置了此項(xiàng)作業(yè)，要求學(xué)生自己制作、自己實(shí)驗(yàn)探究，周一回到學(xué)校時(shí)進(jìn)行交流、展示，然后共同總結(jié)歸納小孔成像的相關(guān)性質(zhì)。
學(xué)生提交的作品：有的使用紙筒（樂百氏）、有的使用方形的紙盒、有的使用藥瓶（不透明）、有的使用礦泉水瓶（外層裹了不透明的紙）、更多的使用易拉罐，更有個(gè)別同學(xué)做出了可以拉伸的圓筒（兩個(gè)易拉罐套裝、兩個(gè)長(zhǎng)紙筒套裝）且做了支架，很有創(chuàng)意。
學(xué)生交流：可以在半透明膜上看到燭焰倒立的像；小孔越小像越清晰。從學(xué)生的交流情況來看，學(xué)生的探究并不深入，還只是存在于表面現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，并沒有進(jìn)行深度的探討和思索。針對(duì)學(xué)生的問題，教師設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考并進(jìn)行探究。
問題1：“半透明膜上的像的大小如何變化？是縮小的像還是放大的像？”問題一出，學(xué)生有些遲疑，有的說縮小的，有的說放大的，有的說不變，意見不統(tǒng)一。“怎么辦？”“實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)！”學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，2分鐘后，學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果。
學(xué)生1：可以是放大的，也可以是縮小的，像的大小是可以變化的。當(dāng)將蠟燭靠近小孔的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)燭焰的像變大了，當(dāng)將燭焰遠(yuǎn)離小孔時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)像變小了，同時(shí)發(fā)現(xiàn)像的亮度也發(fā)生了改變。
學(xué)生2：我們也發(fā)現(xiàn)像的大小是可以改變的。我們是這樣做的“保持蠟燭不動(dòng)，改變半透明膜到小孔的距離”，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把紙筒收縮時(shí)，看到燭焰的像變小，當(dāng)把紙筒拉長(zhǎng)時(shí)，看到燭焰的像變大。
其他組的同學(xué)也認(rèn)可了這兩種說法，在此基礎(chǔ)上，教師設(shè)計(jì)問題“從上述的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，你覺得像的大小與什么因素有關(guān)？”學(xué)生思考，然后教師再?gòu)睦碚撋霞右躁U釋、說明，師生共同歸納總結(jié)像的大小是可以變化的，不但與物體本身的大小有關(guān)，還與物體到小孔的距離和光屏到小孔的距離有關(guān)，達(dá)成共識(shí)“像可以是放大的，縮小的，也可以是等大的”
問題2：“當(dāng)小孔的大小發(fā)生變化時(shí)，像有何變化呢？”學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師提示在實(shí)驗(yàn)中要注意的問題“控制變量，即保持蠟燭和光屛到小孔的距離不變等，只改變小孔的大小”匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：當(dāng)小孔越大時(shí)，像越不清晰，最后只能得到一個(gè)光斑，不成像了。追問“請(qǐng)思考要想成像，對(duì)小孔有什么要求?”在一番思考討論之后：“小孔要足夠小”
問題3：“改變小孔的形狀，探究一下看看像形狀有何變化？”在進(jìn)行探究時(shí)，有的學(xué)生受到課本中習(xí)題的啟發(fā)，拿出一張紙，在紙上挖出不同形狀的小孔，要求走出室外去實(shí)驗(yàn)。在一番探究之后匯報(bào)結(jié)果：“像的形狀與小孔的形狀無關(guān)。我們適當(dāng)調(diào)整紙到地面的距離，發(fā)現(xiàn)都能在地面上得到圓形的光斑，這個(gè)圓形的光斑就是太陽(yáng)的像”當(dāng)學(xué)生達(dá)成共識(shí)之后，出示一個(gè)生活場(chǎng)景，讓學(xué)生去思考“夏天，在濃密的樹蔭底下，我們能在地面上看到一個(gè)個(gè)圓形的光斑，你知道光斑是怎么回事嗎？”有了前面的探究，學(xué)生自然想到是太陽(yáng)經(jīng)過小孔所成的像。
最后師生共同回顧總結(jié)，對(duì)小孔成像有了深刻的認(rèn)識(shí)。利用生活中的物品做實(shí)驗(yàn)是新課程所提倡的，不但可以拉近物理與生活的距離，讓學(xué)生感受到科學(xué)的真實(shí)性，感受到科學(xué)與社會(huì)、科學(xué)與日常生活的關(guān)系①更可以通過觀察和感受使學(xué)生受到啟發(fā)并歸納出結(jié)論。通過這樣的處理，學(xué)生對(duì)光的直線傳播有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，不但鞏固了知識(shí)，更拓展了學(xué)生的認(rèn)知，培養(yǎng)鍛煉了生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)。
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