西郊学校教育科学研究 （2014）学年度校级课题
结 题 报 告
“平面镜成像实验”观测性分解的课题名称
课题立项号 课题承担人
所属学科组 实践研究 黄升学 综合理科
西郊学校教育科学研究室
20xx年6月
“平面镜成像实验”观测性分解的实践研究结题报告
第一部分 课题提出
一、研究背景
我校近几年立项研究的与理科实验有关的课题有：“中学理化实验有效性的研究”、 “初中物理小组合作学习的实践研究”、“初中物理实验生活化的实践研究”、“初中化学仪器的二次开发在实验教学中的案例研究”、“利用数码摄像技术在高中物理实验中的应用研究”、 “通过分析化学学科内容知识（PCK）促进实验”、“提高高中物理光学实验可观测性的研究”、“中学化学气体实验的低排放观测性研究”。纵观这八个课题，大的有实验教学有效性的研究和小组合作学习管理的研究，小的有实验改进的生活化案例研究、二次开发案例研究、数码摄像技术应用案例研究，细的有典型实验的观测性研究，而“实验关键点剖析解读视频案例研究”缺是空白，各大网络资源库下载的实验视频最多也就是一段录像，对于以感性思维为主的初中学生来说，实验的直观性至关重要。这里的“直观性”不仅包含着一般意义上的实验现象清晰，还包含着能否让让学生看到实验原理，看到实验设计思路，实验结果等。为此我们组今年申报的课题是“平面镜成像实验观测性分解的实践研究”
二、研究目标
在“平面镜成像实验”全过程的理论研究和实践研究的基础上， 对“平面镜成像实验”全过程的进行分割和注解，实现该实验多角度的暂停式观测。
三、研究内容
1．提高光路可见度和平面镜成像现象的实验方法。
一般情况下，光束射过，正面看有光点，侧面看什么都没有，看不到光的传播路径，这就导致我们能看到光现象的结果，看不到光现象产生的过程。而要想让学生理解光现象的成因，又必须要让学生看清光现象产生的过程，所以我们课题研究首先要解决“看清光路”的问题。
2．“平面镜成像实验”全过程包含的要素、分解的原则和注解的内容
“平面镜成像”看上去是简单的，学生几乎每天都能通过平面镜看到自己及周边的景物，感觉上平面镜成像和物体差不多，像到平面镜距离和物到平面镜距离也差不多，但要实际测量像的大小和物体大小是否相等，像到平面镜距离和物到平面镜距离是否相等，这是非常困难的，因为看到镜里有个像你却无法走到镜子里面进行测量，来到镜后看也是什么都没有，看似简单的实验实际比较复杂。我们不能把复杂的实验简单化，但我们必须想方设法把复杂的实验化简单。因此我们必须对该实验全过程进行深入研究，对其进行合理拆解，分成若干片段，对每个片段进行适当注解，并最终形成关于“平面镜成像实验” 全过程分解及剖析解读系列微课案例。
第二部分 实践研究
一、条件基础
该课题研究的范围虽小，但角度和深度都有，同时课题研究在选材设计、实验制作、录像分解和画面注解等环节上也都很有难度，要在短时间内完成课题研究并不容易，好在我们
课题组有三个方面的基础：
1．我们课题组成员有中学物理高级教师和中学物理一级教师组成，他们不仅有多年物理教学经验，对物理实验制作也很有研究，他们的物理教学在市青年教师大奖赛和长教杯上获奖，他们的实验制作在“上海市优秀自制教具评选活动”中获奖，他们在少科站实验秀中也都有获奖。
2．我们课题组成员对课题也都很有研究，“在初中物理实验教学中落实三维目标的行动研究”市级课题和“初中物理实验生活化的实践研究”、“提高高中物理光学实验可观测性的研究”、“利用数码摄像技术在高中物理实验中的应用研究”等三个校级课题的研究研究成果，是“平面镜成像实验”可观测性分解实践研究的有力支撑。
3. 我们课题组成员掌握一定的多媒体技术
二、方法过程
1. 文献研究：通过书籍网络查阅了解几何光学实验中显示光路的一般方法；了解平面镜成像实验中考要求；了解平面镜成像实验在现有实验室条件下实验现象及过程中存在的不足，同时借助四个课题研究成果，对“平面镜成像实验可观测性分解”的研究方案预设。
2. 实验制作：在文献研究的基础上制定“平面镜成像实验”全过程设计方案，并根据方案进行实验制作，并把实验全过程分解为四个片段，第一片段是前提性的——光路显示，第二片段是问题性的——平面镜和玻璃板的异同，第三片段是主体性的——实验设计，包括实验器材、操作步骤、现象观察、数据测量和归纳结论，第四片段是深化性的——拓展延伸。每个片段都由图片、视频、PPT、文字注解和语音说明等有机组合而成。
3．实践论证：把制作的实验片段放在实际教学中进行检验，学生在课前预习时看这些实验片段有何疑惑，课堂教学中使用这些实验片段有何不当，课后复习总结时看这些实验片段有何思考，根据教学反馈和学生建议对实验片段进行修改或重新制作，最后还要进行实验教学效果评定，分解后的实验片段是否更有利于学生理解实验原理，是否更利于启发学生进行实验设计，是否更利于学生对实验现象的观察，是否更利于学生得出实验结论，是否更能激发学生思维的碰撞等。实验片段的制作在不断修改中进一步完善。
第三部分 研究成果
“平面镜成像实验” 全过程分解及剖析解读系列微课案例。
第一片段——光路显示
光束射过，从侧面看不到，是因为没有光射入人眼。要看到物体或像（包括实像、虚像），必须有光从物体或像上发出直接或间接射入人眼。要看到光线，我们可以在光通过的路径上采取措施，空气中可以如释放烟雾、水雾，俗称的烟雾法，也可以利用白板、纸板光屏等物体来显示；水中可以加入四氯三铁制成有色液体，或加入少量牛奶等物质制成悬浊液。本质上都是利用光的散射。具体见附件1
第二片段——平面镜和玻璃板的异同
物体在镜前和在玻璃板前都能成像，原理相同，都是因为光的反射，成的都是虚像，即来到镜后什么都没有。所不同的是平面镜是非透明的，玻璃板是透明的，玻璃板的好处是既
能从前面看到玻璃板前物体在镜中成的像，也能通过玻璃板看到镜后的物体。具体见附件2
第三片段——实验分解
（一）实验器材：一块玻璃板、两只相同的蜡烛、火柴、白纸、直尺、三角尺、量角器。
（二）实验观察：把白纸铺在水平桌面上，玻璃板竖放在白纸中央，两只蜡烛一只点燃一只不点燃，点燃的蜡烛放在玻璃板前，未点燃的蜡烛放在玻璃板后，固定点燃的蜡烛，移动未点燃的蜡烛。直到从玻璃板前不同位置看镜后未点燃的蜡烛好像点燃似的，即点燃的蜡烛像与未点燃的蜡烛重合。在镜后蜡烛上方放一光屏，从镜后观察光屏，看是否有蜡烛的像。
（三）实验测量：在白纸上沿着玻璃板前表面划线MM′，拿走玻璃板，在两根蜡烛的位置上花圈做记号A、A′，连接AA′,用直尺测量A、A′到MM′的距离，用量角器测量AA′和MM′两条线的夹角。
（四）实验结论，
1.从镜后观察光屏，光屏上没有蜡烛的像。说明 平面镜成的是虚像 。
2.从玻璃板前不同位置看镜后未点燃的蜡烛好像点燃似的（点燃的蜡烛像与未点燃的蜡烛重合）。说明 平面镜成的像与物体等大 。
3.A、A′到MM′的距离相等。说明 平面镜成的像与物到平面镜距离相等 。
4. AA′和MM′两条线的夹角为90度。说明 平面镜成的像与物连线跟平面镜垂直 。
5.综合3、4结论。 平面镜成的像与物关于平面镜对称 。
第四片段——拓展分析，
1．为什么要用薄的玻璃板？
2．玻璃板如果倾斜，实验能否成功？
3．线为何要从玻璃板前表面划？
4．从实验结论普遍性角度，你认为实验应该如何继续？
5．能否画出平面镜成像光路图？
6．能否从利用几何证明平面镜成像的对称性
7．不用玻璃板替代法，有没有方法确定平面镜成像的位置？
第四部分 反思展望
1．“平面镜成像实验” 全过程分解及剖析解读系列微课没能充分利用媒体技术，录像质量不高，动画技术含量低，整合的视频结构性不强。
2．实验全过程的拆分点还可以细化，分析注解的文字是否可以实现启发性和结论性互换，暂停式播放和滚动式播放的切换不够自如。
3．对实验全过程的拆分注解是实现复杂实验化简单的重要手段，我们课题组还将继续使用这种手段拆分注解其他初中物理中考重点实验，我们还希望其他学科学段的老师把这种方法发扬光大，通过几年的努力，形成“西郊理科实验资源库”，可以应用于实验教学课堂，可以利用校园电子屏循环展示。可以让学生通过网络自主播放，甚至进行实验体验式的互动。