关于作者
王西平，佛山市华辰实验小学数学班班主任、物理竞赛教练，多次入选省级以上教学竞赛获奖作品，荣获“佛山市优秀辅导老师”称号。中山市”多次。 2021年荣获浙江省高中化学实验操作创新奖技能大赛二等奖。
一、选题背景
《凸透镜成像定律》实验选自人民教育版高中数学八年级第二卷第五章第三节。
2、原创实验不足
蜡烛火焰不稳定，色温不够
使用蜡烛火焰作为光源，色温不够； 蜡烛火焰变幻莫测，图像不够稳定，不易比较图像与物体的大小关系； 蜡烛在燃烧过程中会不断缩短，形成的图像可能会超出光幕的范围。
蜡烛火焰的形状无法精确探究成像部分的规律
蜡烛的火焰大致呈左右对称的图形。 当光屏上接收到清晰的图像时，可以判断图像相对于物体是否上下颠倒，但无法判断左右是否颠倒。
光幕不透明，现象视角受到限制
由于光幕是不透明的，当我们观察凸透镜形成的图像时，我们只能观察到光幕前面所形成的图像。 整个实验过程中，我们没有依赖光幕，能够完成一些实验规律的探索，但是我们此时无法确定图像的虚拟现实，图像的准确位置，并且很难检测图像距离。 使用不透明光幕后，该现象的视角受到限制。
光具座无法连接或旋转
由于光具座固定后不方便通讯或旋转，在实验探索过程中，需要改变观察位置才能完成实验，给实验带来不便，也不方便教师演示和演示。解释一下这个实验。
光具座无法直接读取物距和像距
由于光具座的零刻度线不在中间位置，每次连接蜡烛或光幕后都必须估算出准确的物距和像距，给实验过程增加了不必要的麻烦。
3、创新教具引进
1.
创新设备
不对称发光体（光源）、半透明光幕、旋转支架、中间有零刻度线的光具座。
2.
实验设备改进要点
(1)自制光源：光源上下左右发光位置可任意调整，保证光源不对称。
(2)自制光幕：将光幕改为半透明有机玻璃板，保证在同一位置、同一角度观察成像规则。 光屏上刻有与发光物体图形一模一样的水印，方便对比图像与物体的尺寸关系。
(3)自制旋转支架：底座可360°旋转，使实验操作更加方便。
(4)自制光具座标尺：零刻度线设置在标尺中心，方便、直接读取物距、像距。
4. 教学应用
实验前
将发光体、凸透镜和光幕安装在光具座上，打开定位光源开关，适当调节光幕高度，使定位光源的像点出现在光幕中央，关闭定位光源（也可以参考定位光源的位置，完成相应实验规则的研究）。
实验流程
探索图像和物体之间的位置关系
打开定位光源左上方的一组发光晶闸管（与定位光源的位置相比），在光屏前观察到的现象是图像位于定位光源的左下方。定位光源，在光幕后面观察到的现象是图像位于定位光源下方的右侧。
推论一：凸透镜成虚像时，像与物体的位置关系是上下、左、右、上下（必须在光幕后面观察）。
探索双光屏的作用
将凸镜固定在光具座中心零刻度线的位置，与发光物体的位置适当沟通，通过凸镜直接观察成像情况，无需使用光幕。 左图是直接观察发光物体的图，下图是通过凸透镜观察图像的图。 我们可以不依赖光幕来观察成像情况。 光幕的使用只是为了确定图像的位置（方便检测图像距离）和区分图像的真实性。 但使用光幕后，视角无法改变。
推论2：为了正确完成探索性实验，实验者最好站在光幕后面观察成像规律。
探究3 u>2f时的成像规律
将凸透镜固定在光具座中心零刻度线位置，适当连接发光物体的位置，使物距满足u>2f，固定发光物体的位置，连接发光物体的位置。再次调整光幕位置，直至光幕上出现清晰图像，观察并记录成像特性。
推论3：当u>2f时，凸透镜形成倒立缩小的虚像，且2f>v>f。
探究u=2f时的成像规律
在前面实验的基础上，适当连接发光物体的位置，使物距满足u=2f，固定发光物体的位置，再次连接光幕的位置，直到在屏幕上出现清晰的图像。光幕，观察并记录成像特性。
推论4：当u=2f时，凸透镜形成倒立的等大小虚像，v=2f。
探索5个f>u>f时的成像规律
在前面实验的基础上，适当连接发光物体的位置，使物距满足2f>u>f，并固定发光物体的位置，再次连接光幕的位置，直至清晰图像出现在光屏上，观察并记录成像特性。
推论5：当2f>u>f时，凸透镜形成倒立的放大虚像，且v>2f。
探索6个u=f时的成像定律
在前面实验的基础上，将v与发光物体的位置适当连接起来，使得物距满足u=f，并且发光物体的位置固定，只需要定位光源打开电源，再次来回连接光幕的位置，观察并记录光幕。 现象，光屏上出现大小相等的方形光点。
推论6：当u=f时，不成像，得到平行光。
探索七个你
在前期实验的基础上，适当连接发光物体的位置，使物距满足uLED灯通过凸透镜观察成像情况，方便比较像与像之间的尺寸关系物体。
推论七：当你
探究八个物体连接时图像的变化
当物体在垂直于主光轴的平面内按顺时针方向通信时，即物体通信时颜色变化的顺序为红、黄、绿、紫。 我们可以站在半透明光幕后面，通过半透明光幕观察图像的红、黄、绿、紫顺序也是顺时针的（与不透明光幕观察到的现象不同）。
推论8：当物体在垂直于凸透镜主光轴的平面内顺时针传播时，图像也顺时针传播。
实验推论
五、实验教学评价
01
操作方便，图像清晰
在创新的实验设备中，光具座的零刻度线位于中间位置，可以直接读取物距和像距。 光源采用高色温发光晶闸管，每组光源可独立控制，采用多种颜色排列组合，成像清晰，疗效显着。
02
内容准确、丰富
在创新的实验设备中，光源的图案可以随意调整。 光源可调节为点光源，可调节为上下左右不对称图案，也可调节为旋转环形图案，方便实验者获得正确、直观的实验结果推论。
03
广阔且鼓舞人心
在创新的实验设备中，光源可以调节为上下、左右不对称，并且光幕是半透明的。 实验者可以从不同角度观察成像情况，便于发现蜡烛成像的恶果。 还可以引导中学生发挥主观能动性，借助日常学习和实践中学到的知识积极创造、探索和发现，敢于提出问题，在理论和实践上大胆创新。
6. 视频显示
专家点评
审稿人：朱晓青
学校数学班主任、中山市名牌班主任
东莞市教育教学研究室教学研究员
华东师范大学硕士生导师
化学实验教学的创新可以有三个思考方向：一是实验设备的创新。 对现有设备进行改造升级，或开发新的实验设备，克服现有设备的缺陷。 二是实验原理的创新。 借助新原理进行实验探究凸透镜的成像规律，实验精度更高，实验现象更容易观察，实验操作更简单方便，实验设备更容易获得，实验成本更低。 三是实验教学过程的创新。 创新了实验教学的内容、方法和实施流程，例如借助现有实验设备开展更多实验。 设计和开发新的实验实际上就是创新探究凸透镜的成像规律，而设计和开发新的实验实际上包括以上三个方面。
探究凸透镜的成像特性是中学化学实验教学的重点和难点内容。 王西平老师的课至少有上述一到三项创新。 实验设备有五项创新。 一是改进后的实验支架可以360°旋转，方便中学生全方位观察； 估计物距和像距； 三是将不透明光幕改为半透明，方便观察同一位置、同一方向、同一角度的物体和图像。 四是光屏上有与烫印的物体大小相同的图形，方便比较图像与物体大小的关系； 五是自制LED光源，有四组不同的颜色组合。 王西平老师在第三方面的创新主要有：借助该装置，减少了很多实验内容，改进了实验教学方法，使其更加有序、高效、准确。 实验数据的处理是本课的重点和难点。 如果简单地告诉中学生“验证”u>2f, u=2f, f
结尾