結(jié)合前概念進(jìn)行平面鏡成像考點(diǎn)解析

結(jié)合前概念進(jìn)行平面鏡成像考點(diǎn)解析

有些同學(xué)對(duì)平面鏡成像特點(diǎn)的理解存在偏差，在分析平面鏡成像的

實(shí)例時(shí)容易出錯(cuò).但是教師不能單純的責(zé)怪學(xué)生笨、聽不進(jìn)，教師是否該

反思自己是否站在學(xué)生的角度思考過(guò).隨著學(xué)習(xí)理論的不斷發(fā)展，人們對(duì)

學(xué)生學(xué)習(xí)的相關(guān)研究不斷深入，人們?nèi)找姘l(fā)現(xiàn)，學(xué)生并不是空著腦袋進(jìn)教

室的，在日常生活和以往的學(xué)習(xí)中，他們已經(jīng)形成了大量的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)世界

存在自己的看法與解釋.但有些理解卻是與當(dāng)前科學(xué)理論對(duì)事物的理解相

違背的.我們把這種在學(xué)習(xí)科學(xué)概念前形成的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)稱之為前科學(xué)概

念，簡(jiǎn)稱前概念.所以怎樣消除前概念的影響，讓學(xué)生建構(gòu)新的科學(xué)概念

是非常重要的.前人所做的大量研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)生頭腦中關(guān)于平面鏡成像的

前概念有以下幾點(diǎn)：（1）像在鏡子的表面（倒影在湖面上）；（2）成像變

成光源（虛像會(huì)被擋?。?；（3）像是可以承接的（物體在水中的倒影在湖

底，因?yàn)楹卓梢宰鳛橐粋€(gè)屏障，把投射在上面的像承接住）；（4）物體

靠近平面鏡，則像變大，遠(yuǎn)離平面鏡像變??；（5）入射光的延長(zhǎng)線處為成

像處.

關(guān)于平面鏡成像知識(shí)點(diǎn)的考察可以分成三個(gè)板塊：一是成像特點(diǎn)的考

察；二是平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的考察；三是平面鏡成像作圖.下面筆者結(jié)合怎

樣消除錯(cuò)誤前概念建構(gòu)新的科學(xué)概念從三個(gè)板塊進(jìn)行分析.

1成像規(guī)律的考察

通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，得到平面鏡成像的特點(diǎn)如下：（1）物體在平面鏡中成

一個(gè)正立的虛像；（2）像的大小和物體的大小相等；（3）像到鏡面的距離

和物體到鏡面的距離相等；（4）像物連線與鏡面垂直；（5）像和物左右相

反.總之，平面鏡成像的特點(diǎn)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言概括起來(lái)就是：像與物關(guān)于

鏡面對(duì)稱.

例1站在水池邊的人，在水深是5m的水池中看到了天上的月亮，則

水中的月亮到水面的距離

A.小于5mB.等于5m

C.大于5mD.無(wú)法確定

解析正確選項(xiàng)應(yīng)該是C.這題很多同學(xué)會(huì)選擇A或者B.雖然進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

后老師幫學(xué)生們總結(jié)了像距等于物距的規(guī)律，但是學(xué)生的前概念是：倒影

在湖面上；湖底可以作為一個(gè)屏障，把投射在上面的像承接住.

前概念分析生活經(jīng)驗(yàn)的確讓人感覺水中的月亮沒有天上的月亮距離

人那么遠(yuǎn)，這里有三個(gè)原因：（1）大氣層是不均勻的，月亮反射的光在大

氣層中不沿直線傳播而會(huì)發(fā)生偏折，通過(guò)水面成像后像距的確會(huì)比物距小.

就像海市蜃樓里面看到的虛像好像在眼前，但是物體在更遠(yuǎn)的地方.所以，

有的題目表述是：月亮距離地球的距離是3.8X108m,問(wèn)：水中的倒影

距離水面的距離是多少？筆者認(rèn)為這樣的題是不妥的，因?yàn)橄窬嗟拇_小于

3.8X108m；（2）天空很空曠，抬頭看月亮感覺很遠(yuǎn)，而看水面時(shí)會(huì)有岸

邊物體的倒影，這樣看上去好像月亮就在物體倒影附近，就會(huì)感覺很近；

（3）學(xué)生會(huì)認(rèn)為水中的月亮是月亮反射的光在水底形成的像，就像淺水

湖用明亮的手電筒照在水面上會(huì)在水底看到一個(gè)實(shí)光斑，同時(shí)看到一個(gè)耀

眼的像.學(xué)生混淆了那個(gè)水底的光斑和反射形成的虛像.所以這個(gè)時(shí)候一

定要告訴學(xué)生，這個(gè)倒影一定是反射而形成的虛像而不是光從空氣射入水

中形成的光斑，一來(lái)光斑跟物體形態(tài)不一定一樣，但是像跟物體本身的結(jié)

構(gòu)形態(tài)是一樣的，看上去的感覺是不一樣的；二來(lái)月光相對(duì)很弱，反射的

光從空氣折射入5m深的水中進(jìn)入水底又反射回來(lái)最后進(jìn)入眼睛的光是微

乎其微的，而直接通過(guò)反射而形成的虛像就會(huì)明亮很多；所以看到的那個(gè)

倒影應(yīng)該是水面反射行成的虛像，像距和物距基本相等，像距遠(yuǎn)大于5m.

例2如圖1所示，一個(gè)人在照鏡子，她看到自己的像在鏡子里面并離

鏡子有些距離，若將一不透明的大紙板置于鏡子背面遮擋，則她看到鏡中

的“自己”將會(huì)

A.不變B.變暗

C.只剩一半D.消失

解析正確選項(xiàng)應(yīng)該是A.這題部分同學(xué)會(huì)選擇B、C、D.雖然告訴了學(xué)

生成的虛像是反射光線的延長(zhǎng)線會(huì)聚而成，不是實(shí)際光，但是學(xué)生的前概

念還是難以改變的：（1）入射光的延長(zhǎng)線處為成像處；（2）成像變成光源

（虛像會(huì)被擋?。?

前概念分析（1）同學(xué)們看書上的蠟燭平面鏡成像原理圖（人教版P78

圖4.3-3）時(shí)基本都不理解，不知道為什么那里會(huì)成一個(gè)像.學(xué)生根據(jù)日常

生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為光沿直線傳播，蠟燭發(fā)出的光穿透玻璃在另外一側(cè)形成了像.

所以開始講平面鏡成像原理時(shí)一定要跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)，能看到物體必須要有光

進(jìn)入眼睛.如果蠟燭發(fā)出的光直接穿透玻璃在另外一側(cè)形成了像，那么沒

有光進(jìn)入人眼，根本看不到像；再說(shuō)經(jīng)玻璃表面反射的光進(jìn)入人的眼睛,

根據(jù)直線傳播的經(jīng)驗(yàn)?zāi)嬷瓷涔饩€看過(guò)去以為鏡子后面有一個(gè)發(fā)光的物

體；（2）為方便起見，老師在教學(xué)生做鏡面成像作圖法時(shí)，經(jīng)常用鏡面對(duì)

稱規(guī)律或者假設(shè)反射光線是虛像發(fā)出來(lái)方法，多次訓(xùn)練后學(xué)生就忘了平面

鏡成像的原理，認(rèn)為光是從像發(fā)出來(lái)的.所以在講解相關(guān)作圖題時(shí)要跟學(xué)

生強(qiáng)調(diào)這兩種作圖的依據(jù)是什么，并且也要提及一下反射定律作圖；（3）

為了鞏固學(xué)生科學(xué)概念的建立可以舉一些生活中的實(shí)例，例如生活中鏡子

一般掛在墻上，并且有些學(xué)生在學(xué)校里也有小鏡子，這些經(jīng)驗(yàn)告訴學(xué)生，

在鏡子背面做什么手腳是并不影響成像的.

2平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的考察

平面鏡成像實(shí)驗(yàn)也是一大考點(diǎn)，也非常重要.學(xué)生容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是:

（1）將探究實(shí)驗(yàn)當(dāng)成了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn).比如在問(wèn)及為什么要用同樣的蠟燭時(shí)，

回答說(shuō)為了使蠟燭B和蠟燭A的像重合.這就需要老師上課時(shí)真地是讓學(xué)

生做探究，而不是告訴學(xué)生每一步怎么做，否則學(xué)生會(huì)認(rèn)為要做的實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

的是讓二者重合.但是學(xué)生本人卻不知道為什么要使二者重合；（2）由于

注意事項(xiàng)太多，理解不深刻而混淆.例如，學(xué)生在回答為什么用玻璃板取

代平面鏡時(shí)說(shuō)為了比較像的大小，或者說(shuō)為了方便實(shí)驗(yàn)，就是沒答在點(diǎn)子

上，既為了便于確定像的位置；（3）物體靠近平面鏡，則像變大，遠(yuǎn)離平

面鏡像變??；（4）其他常見前概念.

鑒于以上情況，筆者改編一道平面鏡成像實(shí)驗(yàn)全考點(diǎn)試題，力圖把實(shí)

驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)都涵蓋，可以作為平時(shí)的練習(xí)，便于學(xué)生對(duì)比形成體系.

例3圖2甲是小明在水平桌面上探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”時(shí)的實(shí)驗(yàn)

裝置.

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)小明在桌面鋪一張大紙的作用是：.

（2）在實(shí)驗(yàn)中用平板玻璃代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點(diǎn),

便于；如果有4mm厚和2mm厚的兩塊玻璃板，應(yīng)選擇mm厚的玻璃板做

實(shí)驗(yàn)，這樣做的目的是為了避免.

（3）在豎立的玻璃板前A處放一支點(diǎn)燃的蠟燭，可以看到玻璃板后

面出現(xiàn)蠟燭的像.小明拿另一支大小相同的蠟燭在玻璃板后面移動(dòng)，當(dāng)蠟

燭移動(dòng)到N處時(shí)，可以看到它跟像；用大小相同的蠟燭的目的是；由此

可以得出的結(jié)論是.

（4）如果玻璃板放置得不夠豎直，將對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響是：.所以小

汽車的擋風(fēng)玻璃做成（填“豎直”/“傾斜”）.

（5）經(jīng)過(guò)三次實(shí)驗(yàn)，記錄的像與物對(duì)應(yīng)的位置如圖2乙所示.為什么

要記錄三次而不是只做一次實(shí)驗(yàn)?zāi)?？為了得到更多的?shí)驗(yàn)結(jié)論，接下來(lái)小

明應(yīng)該進(jìn)行的操作是：.

（6）在A'點(diǎn)物體的高10cm,那么在L的像高10cm.（大于、小

于或相等）.

（7）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該選擇（較亮/較暗）的環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免外界光的

干擾而看不清像.

參考答案（1）為了記錄玻璃、像和物的位置.（2）確定像的位置；

2；形成兩個(gè)像而不便測(cè)量像到鏡面的距離.（3）完全重合，比較像與物

的大小關(guān)系；像和物大小相等.（4）在桌面可能找不到像或者第二只蠟燭

不能跟第一只蠟燭的像重合；傾斜.（5）避免偶然誤差；將對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)和

物點(diǎn)相連，判斷連線是否和鏡面垂直，測(cè)出像距和物距并進(jìn)行比較.（6）

等于.（7）較暗.

3平面鏡成像作圖

相對(duì)而言，平面鏡作圖方面，筆者認(rèn)為需要理解的部分就少些，前概

念的錯(cuò)誤會(huì)少些.關(guān)鍵是教師要多強(qiáng)調(diào)畫圖的規(guī)范步驟和格式.所以此版

塊，筆者不