立體教學(xué)法(three-dimensional teaching method)是教師把教材中知識結(jié)構(gòu)的組成和知識之間的內(nèi)在聯(lián)系以及規(guī)律性的內(nèi)容，經(jīng)過周密的構(gòu)思加工成概括清晰，系統(tǒng)全面，有機聯(lián)系，多元結(jié)合的立體式知識。也是從整體上思考教學(xué)過程的一種工具和方法,是教育思想、教學(xué)原理、教學(xué)方法、教學(xué)形式等諸因素的高度概括和體現(xiàn)。

根據(jù)Mel Silberman希爾伯曼“積極學(xué)習(xí)的信條” ：1、對于我聽過的東西，我會忘記。2、對于我聽過和看過的東西，我會記得一點。3、對于我聽過，看過并問過問題或與人討論過的東西，我會開始理解。4、對于我聽過，看過，討論過和做過的東西，我會從中獲得知識和技能。5、對于我教過另外一個人的東西，我會掌握。這些思想加上超強記憶法的有關(guān)內(nèi)容，是立體教學(xué)法的理論基礎(chǔ)。在物理教學(xué)中可將同一個物理知識，從不同的方面：實踐、理論、應(yīng)用、歸納、想象、口訣記憶等方法來解決，使教學(xué)的內(nèi)容形成立體的結(jié)構(gòu)，達到多元結(jié)合。

凸透鏡成像的規(guī)律是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點，教師在教學(xué)中如果沒有好的方法，學(xué)生學(xué)得累，教師講得辛苦，學(xué)習(xí)效果還不太理想。根據(jù)我在教學(xué)中的總結(jié)，如果用“立體教學(xué)法”講解凸透鏡成像，會得到事半功倍的效果。結(jié)合“立體教學(xué)法”，現(xiàn)將具體的做法同大家分享，使大家在其他的內(nèi)容教學(xué)中也能用到類似的方法。

一、學(xué)生通過實驗探究選出凸透鏡成像的規(guī)律：

1.在進行實驗過程中，應(yīng)注意燭焰、凸透鏡、光屏中心應(yīng)基本保持在一條直線上(如圖1所示)。

2.進行實驗：

= 1 \* GB3 ①把蠟燭放在較遠處，即物距大于二倍焦距（u＞2f）調(diào)節(jié)光屏的位置，使?fàn)T焰在屏上成清晰的像。觀察像的大小、倒正，測出物距u、像距v,記錄在表格內(nèi)。

= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②把蠟燭向凸透鏡靠近，使物距等于2f，即u=2f，重復(fù)上面操作。進行觀察和測量。

= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③把蠟燭繼續(xù)向凸透鏡靠近，使物距在f和2f之間，即2f＞u＞f，重復(fù)上面操作。進行觀察和測量。

= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④繼續(xù)移近蠟燭，使物距u=f。在光屏上能得到蠟燭的像？

= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤繼續(xù)移近蠟燭，使物距u＜f。觀察像的虛實，像的大小和倒正。

（3）實驗數(shù)據(jù)表格：

物距與焦距關(guān)系	像的性質(zhì)[			像距與焦距關(guān)系
	實或虛	放大或縮小	倒或正
u＞2f	倒立	縮小	實像	2f＞v＞f
U=2f	倒立	等大	實像	v＝2f,
2f＞u＞f	倒立	放大	實像	v＞2f
u=f	不能成像
u<f	正立	放大	虛像	像與物體同側(cè)

3.通過實驗數(shù)據(jù)歸納總結(jié)，得出凸透鏡成像的規(guī)律為：u >2f，成倒立、縮小、實像；2f> u >f，成倒立、放大、實像；u <f，成正立、放大、虛像。

①凸透鏡1倍的焦距是成實像與虛像的分界點，2倍的焦距是成放大像與縮小像的分界點。

②實像都是倒立的，且物體與像在透鏡的兩側(cè)；虛像都是正立的，且物體與像在透鏡的同側(cè)。

③成實像時，物體靠近凸透鏡，像遠離凸透鏡，且像的大小變大。

二、利用凸透鏡三條特殊的光線進行作圖，找出凸透鏡成像的規(guī)律：

圖2

1.凸透鏡的三條特殊的光線(如圖2所示)：

(1)過光心的光線傳播方向不改變； (2)平行于主光軸的光線，經(jīng)過凸透鏡后折射到焦點；(3)經(jīng)過焦點的光線，經(jīng)過凸透鏡后的折射光線平行于主光軸。

2.在同一個圖中，作出同一物體在凸透鏡前不同位置的成像(如圖3所示)：這樣同物理實驗中探究凸透鏡成像的規(guī)律進行比較，即使忘記了凸透鏡成像的規(guī)律，通過作圖也能知道，從不同的方面來解決同一問題加深印象。

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④

④

圖3

3.作輔助線的方法幫助記憶理解凸透鏡成像的規(guī)律，具體輔助線的作圖方法是：過倒立、等大實像的頂端和焦點畫出輔助線，所有的像的頂端的軌跡都在這條線上。詳細圖作圖(如圖4所示)：

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圖4

①u＝2f，縮小、放大像的分界點；②u＝f，倒立、正立，實、虛像的分界點。

圖5

三、利用數(shù)學(xué)知識，推導(dǎo)出物距(u)、像距(v)、焦距(f)之間的關(guān)系，從實踐上升到理論的高度：

1.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律的作圖，將物距(u)、像距(v)、焦距(f)轉(zhuǎn)化為三角形的邊。

2.利用相似三角形對應(yīng)邊成比例進行推導(dǎo)：

如圖5所示，OF=f，OB=u，OB′=v。

∵ΔABO∽ΔA′B′O，∴；

又∵ΔLFO∽ΔA′F′B′，∴；

又∵AB=OL，∴；

將變形得：，兩邊都除以uvf得到：。即，物距(u)、像距(v)、焦距(f)的關(guān)系是：。

還能根據(jù)：得到凸透鏡的放大倍數(shù)：，即：像距是物距的幾倍，像的大小就是物體大小的幾倍。

3.形成從實踐到理論的提升，再以理論來指導(dǎo)實踐，形成質(zhì)的飛躍，這樣就可以使凸透鏡成像的規(guī)律形成立體的結(jié)構(gòu)，達到多種方法都能解決同一問題。

四、從規(guī)律到應(yīng)用，在應(yīng)用中加深對凸透鏡成像的認識：

1.照相機：物體離鏡頭比較遠，像是縮小、倒立的實像。照相機成像光路圖(如圖6所示)，物體在距鏡頭較遠的地方,大于2倍的焦距。

2.投影儀：物體離鏡頭比較近，像是放大、倒立的實像。投影儀光路圖(如圖7所示)，物體在距鏡頭較近的地方，在1倍的焦距到2倍的焦距之間。

3.放大鏡：物體離鏡頭很近，像是放大、正立的虛像。放大鏡成像光路圖(如圖8所示)，物體在距凸透鏡很近的地方，在1倍的焦距之內(nèi)。

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圖6

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圖7

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圖8

 

4. 顯微鏡和望遠鏡：①顯微鏡：物鏡的作用（相當(dāng)于投影儀），使被觀察的物體成一個倒立、放大、實像。目鏡的作用（相當(dāng)于放大鏡），把物鏡成的實像，再一次成正立、放大、虛像。顯微鏡成像光路圖(如圖9所示)。

②望遠鏡：物鏡的作用（相當(dāng)于照相機），使被觀察的物體成一個倒立、縮小、實像。目鏡的作用（相當(dāng)于放大鏡），把物鏡成的實像，再一次成正立、放大、虛像。望遠鏡成像光路圖(如圖10所示)。

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圖9

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圖10

它們的原理及使用，都會用到凸透鏡成像的規(guī)律，是凸透鏡成像的理論和實驗的綜合應(yīng)用，對凸透鏡成像的認識又加深了。

五、利用記憶法的規(guī)律：化抽象為具體形象，來記憶凸透鏡成像的規(guī)律。

1.凸透鏡成像的內(nèi)容較抽象，學(xué)生不容易記住，將其轉(zhuǎn)化為生動形象的畫面：成實像的記憶用毛澤東的“敵進我退，敵退我進”(“敵”當(dāng)成物體，“我”當(dāng)成像)，這樣就記住了物體與實像在透鏡的兩側(cè)移動情況。凸透鏡成虛像時同成實像正好相反“同舟共濟，同進同退”，這樣就記住了物體與虛像在透鏡的同側(cè)移動情況。

2.口訣記憶法：

(1)第一種方法：

一焦分虛實（即物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外為實像）

二焦分大小（即物距小于二倍焦距，成放大的像；大于二倍焦距成縮小的像）

實像異側(cè)倒（成實像時，物和像總在透鏡的兩側(cè)，且像是倒立的）

物遠像近小（物體離透鏡越遠，所成實像離透鏡越近，且像越小）

虛像同正大（成虛像時，物和像總在透鏡的同側(cè)，且像是正立、放大的）

物近像變小（物體離透鏡越近，所成虛像越小）

其中一、二兩句是對成像情況的總體把握，三、五兩句是成像情況的靜態(tài)分析，四、六兩句是成像情況的動態(tài)描述。

(2)第二種方法：

1焦，2焦，分水嶺；1不成像，2孿生。 1向2移，大趨孿；2后遠走，像縮行。

1大：實像，倒，兩邊；物1愈近，像遠、大。

1小：虛像，立，一邊；物鏡愈近，像小、近。

注：(1)遠、近，是指?“物”或“像”與凸透鏡“光心”之間的距離；“像”大、小，是指“像”與“物”的實際大小相比。 

(2)口訣中的“1”和“2”系指凸透鏡焦距的1倍（f點）處和焦距2倍（2f點）處。

通過以上的教學(xué)方法，輔以習(xí)題精練，使凸透鏡成像的內(nèi)容在學(xué)生大腦中形成立體的印象，能從多方面理解并記住有關(guān)的規(guī)律。在今后的學(xué)習(xí)中，能夠長期掌握，并從不同的角度記憶有關(guān)的內(nèi)容，達到了想做錯都不會做錯的目的。