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，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①更可以通过观察和感受使学生受到启发并归纳出结论。通过这样的处理，学生对光的直线传播有了进一步的认识，不但巩固了知识，更拓展了学生的认知，培养锻炼了生的动手能力、创新意识。