摘要：探究平面镜成像的特征是光学的一个重要实验，是学科核心素质培养的有效途径之一，传统的探究平面镜成像实验存在一些不足之处，本文就探究平面镜成像特性的装置问题、实验设计等易形成偏差的地方进行改进，并对改进实验进行评价，进而使探究实验达到最优化.
关键词：平面镜成像;转盘法;不透明法;标记物法
文章编号：1008-4134（2020）12-0040中图分类号：G633.7文献标示码：B
作者简介：田效军（1968-），男，江苏徐州人，专科，学校中级班主任，研究方向：中学化学实验教学研究.
1問题提出
高中数学各大版本教材在“探究平面镜成像”的实验一文中，几乎都选用白色玻璃板取代平面镜，这样即使还能看到物体的像，也才能看到白色玻璃板前面的另一个相同的物体，尽管于确定物体像的位置，并且在实验中，因为玻璃板仍然存在一定的长度，玻璃板前后两个面都还能对物体成像，影响探究平面镜成像的特性的归纳与总结.这样的探究实验形成的偏差可能较大，使中学生对科学实验形成指责，因此笔者在书本实验的基础上对实验进行适当改进，以减少实验偏差，并提升实验疗效.
2教材实验回顾
2.1实验回顾
如图1所示，通过白色玻璃板取代平面镜来观察成像情况，借助两个相同的物体（如棋子）以及刻度尺、铅笔等比较像与物大小关系、像与物分别到平面镜距离关系，并证明平面镜成像为实像.具体步骤如下：
（1）将白色玻璃板竖直放置在一张方格纸上，将棋子A放置在玻璃板前，看像在镜前还是镜后.
（2）将另一个相同的棋子B放在镜后并来回联通，使它与棋子A在平面镜中所成的像完全重合，此时棋子B的位置就是棋子A像的位置.
（3）比较棋子A的像与棋子B的大小，以及棋子A与棋子B到玻璃板的距离关系.
（4）将一张白卡片竖直置于棋子B所在的位置，在镜后直接观察白卡片上是否有棋子A的像.
（5）改变棋子A的位置，多次实验，找寻平面镜成像的特性.
2.2实验评价
这样即使才能简略完成实验，让中学生在简单实验中识记平面镜成像的特性，也能让中学生形成直观上的认知作用，但仅有实物直观的疗效，只能固定式、机械式以及重复式地操作，不能迸发灵感，更不能导致中学生情感上的共鸣，只能使中学生在实验方面出现“一听就懂、一看都会、一做就错”的问题，使中学生对化学实验的学习动机弱化，因而消失，因为情感对认知活动的增力效能，给我们解决当前高中学生物理实验动手操作能力缺乏和中学生学习动力不足的问题以新的启示.因而，对本探究实验存在以下几点问题：
（1）实验中常常会选择两个相同的物体（如棋子），这不就是间接告诉中学生平面镜所成的像与物大小相等吗？违反了科学探究的基本原则，易使中学生产生“伪探究、编造探究数据”的不良实验习惯;
（2）实验中是人眼透过玻璃板观察棋子B与棋子A的像重合，但是人眼透过玻璃观察到的是棋子B的实像与棋子A的实像重合，这儿涉及光的折射与光的反射知识，因为棋子B反射的光可能没有垂直入射到玻璃板上，造成棋子B与其实像会发生“侧移”，因而会形成探究偏差;
（3）因为白色玻璃板存在一定的长度，其前后两个面都还能对棋子A成像，这样才会导致棋子A经过玻璃板所成的像错位，除了不易比较像与物的大小关系，并且也不好检测像与物到玻璃板之间的距离关系;
（4）因为棋子本身不是光源，加上在探究实验时常常是在课堂上，晚上光线有点强，棋子A经过玻璃板所成的像较淡初中物理平面镜成像，极不清楚，不易观察像及像的位置，但是，有同学会借助手探照灯照射棋子A，使棋子A变亮，这样棋子A的像，即棋子B都会变亮，这是错误的做法，试想一下，你在照射棋子A的同时，光线会漫反射到整个实验装置的周围，玻璃板也会变亮，这样像可能会显得更不清楚;
（5）有时会将棋子改成蜡烛，用燃起的蜡烛进行探究实验，这样烛焰的色温很清晰，而且蜡烛本身色温偏暗，成像不够清晰，有时侯会看不清楚;还有燃起蜡烛的烛焰极易遭到空气流动影响而影响实验过程，且燃起蜡烛不太安全，有时会无意弄倒，冻伤朋友，不符合安全操作规程.
3实验改进及评价
3.1实验改进1：“转盘法”探究平面镜成像的特征
实验器材：自制带有棋盘的转盘基座1个、完全相同的“1”字光源2个、茶色透明玻璃板1块、稍大的方格纸1张、光屏1个等.
设计意图：（1）借助自制带有棋盘的转盘基座来取代水平桌面，只要转动转盘就可以实现多次检测，将多次改变物体（如棋子）位置转化为改变平面镜位置的方式，实现了多次优化探究实验，优化实验结果;（2）从平面镜成像特性的实验探究中，体会对称美，感受科学探究的乐趣，培养实践能力和创新精神，提高核心素质;（3）中学生的思维方法逐渐由具体形象思维向具象逻辑思维过渡，通过实验，加深对具象概念的理解.
实验步骤：（1）将稍大的方格纸平铺在水平桌面上初中物理平面镜成像，将转盘基座放置在方格纸上，白色透明玻璃板矗立在棋盘中轴线上作为平面镜，中轴线代表平面镜的位置，如图2所示，注意在较暗的环境中进行实验.
（2）把一个“1”字光源置于玻璃板上面（可置于方格纸“+”位置），可以看见它在玻璃板前面的像.
（3）再拿另一个完全相同的“1”字光源，矗立在玻璃板后边，渐渐联通，直至听到它跟上面那种“1”字光源的像完全重合，此位置就是玻璃板前“1”字光源的像的位置，分别在表格中记录物体和像距离中轴线的“格数”，这样除了可以得出像与物的大小关系，并且可以得出像与物到平面镜的距离关系，像与物的连线与镜面垂直关系.
（4）观察玻璃板前的“1”字光源与玻璃板后的“1”字光源的左右关系，即像与目镜面对称，且左右相反.
（3）同样的方式，在穿衣镜前放置C积木与D积木，确保人单凭一只耳朵看D积木，却看不到C积木与O积木的像（用记号笔标记出C、D位置）;
（4）联接AB、CD并延长，相交点标记为O1，此时O1位置即为O积木的像（用记号笔标记出O1位置），如图5所示;
（5）为了比较像与物的大小关系，从积木中选择大小与形状不同的积木置于像的位置，通过多次尝试并比较，找到与O积木大小与形状完全相同的积木能够完全重合，这说明像与物大小是完全相同的;
（6）再用刻度尺检测出像O1与物O分别到穿衣镜的距离，得出像与物体到镜面的距离相等;
（7）多次改变积木的位置，重复以上步骤进行实验，并将检测数据记录并得出推论.
实验评价：“标记物”法探究平面镜成像的特性，运用了平面镜成像的原理：光的反射，通过画图法找到像的位置，中学生更容易理解平面镜成的像是怎样产生的，将科学探究与知识学习放在了同等地位;同时也明确了选择两个相同物体（如棋子）的缘由，防止了科学探究推论的碰巧性.只是将本实验方式作为新讲课的话，中学生常常不理解为何要标记积木位置？为何要联接AB、CD并延长，相交點标记为O′？对中学生的思维跳跃要求很高，可能不符合中学生的认知特征，不能因材施教，因而造成中学生对平面镜成像形成学习障碍.
4结束语
日本现代教育家杜威提出了“在做学校”的教育思想，参与探究实验，并使探究实验更优化的体验性学习，是一个富于一定挑战性，也最有吸引力的动手过程.对于“探究平面镜成像的特性”的实验改进与评价，只要在教材基础上突破思维定势、善于剖析、勇于创新，亲自参与探究实验，从问题的本质去考虑，相信一定会收到意想不到的疗效.
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