一种关于凸凹透镜成像规律的教学器具制造技术

本发明专利技术公开了一种系统地培养中小学生理解透镜成像规律的教学器具。通过学生动手操作器具——选择成像物体、改变透镜焦距、设置感光器，改变发光物体、透镜和感光器的位置，直观生动地展示实验观察结果，以及一些代表性光线的传播路径，使学生更好地理解和巩固有关凸凹透镜成像的知识。该教学器具可以是独立硬件设备，其方法也可以通过计算机软件形式运行于普通电脑、手机或者平板电脑上。

【技术实现步骤摘要】
一种关于凸凹透镜成像规律的教学器具
本专利技术属于教学器具，本质上是通过适当的设备进行先进教学方法和理念的实施。具体方法上涉及物理学、教育学、心理学、信息技术等。内容上是物理教学，特别是关于透镜成像。
技术介绍
物理是一门实验科学。历史上，很多科学规律都是从实验中发现，后续加以深入研究。但在目前的实际教学中，教学安排往往使得实验部分非常不够，而很多实验中需要仔细的观察和测量，实验时间不充分对于初中生学习相关知识是一个障碍。此外，很多实验现象在实际情况下并不是非常明显清楚，这会给学生学习带来更大的挑战。有些教师不重视实验，强调脱离实验的理论教学，更是会增加学生理解相关知识的困难。透镜成像规律是中学物理中的一个重要内容，在日常生活中已有广泛的应用，如照相机、幻灯机、远近视眼镜等。但如何通过适当的方式让学生尽快、准确掌握透镜成像规律是一个教学难点。透镜成像规律多，容易混淆。有一些老师总结了一些，例如“一倍焦距定虚实，二倍焦距分大小。成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。”但这些语句如果脱离了实验，就变成记忆，学生也会丧失学习物理知识应该有的趣味性。为了弥补具体实验操作的不足，有一些教师和公司开发了一些课件，采用多媒体的方式播放实验过程，甚至包括一些操作，例如选择透镜、改变物距等。但，总体来讲，这些工具可操作部分不是太强，学生主要是被动接受，而不能完全掌控整个实验。此外，，很多实验设计没有把握住核心知识点，过于抽象，和实际实验相离甚远。
技术实现思路
本专利技术提供了一套凸凹透镜成像规律的教学器具，从物理学、教育学、心理学和信息技术角度出发，基于多媒体强大功能，让使用者能真正动手操作，他们通过选择成像物体，改变透镜焦距，设置感光器，改变发光物体、透镜和感光器的位置，直观生动地展示尽量真实的实验结果，为了理解，一些代表性光线的传播路径将被融入其中。使用者观察操作后的效果，理解透镜成像的基本规律。本专利技术适合课堂教学和课后巩固知识使用。有益效果1、系统地设计，将凸透镜和凹透镜成像融合在一起，使得知识不再零散。2、实现真正的动手操作，直观地展示实验操作的结果，提高学生参与感与学习的乐趣。3、显示光锥和特定光线路径，促进学生对成像过程和规律的真正理解。4、采用单独教具设备或者在电脑或者手机的APP，灵活方便，适合课堂教学和学生课后的巩固和探索。附图说明图1设备正视图。具体实施说明下面结合附图对本专利技术提供的凸凹透镜成像规律的教学器具的具体实施方式做详细说明。本具体实施方式提供了一种凸凹透镜成像规律的教学器具，尤其适合中小学生使用，附图1是本专利技术具体实施方式的示意图。整个教具为一个类似平板电脑的物体，外观有外壳1进行覆盖保护，主要包括设备开关2，实验控制区域3，实验显示区域4。长按设备开关2切换开关状态。当设备开关2长按打开后实验显示区域4亮起。再次长按设备开关2会关闭设备，实验显示区域4将无任何显示。实验控制区域3包括发光物体选择器31，透镜焦距调整器32，受光器选择器33，发光物体位置调整器34，透镜位置调整器35，受光器位置调整器36。发光物体选择器31通过旋转选择不同发光物体形式，例如大小、位置、形状等，可以是字母、数字或者一些常用物体，如蜡烛等。透镜焦距调整器32通过旋转调整透镜的焦距，因为包括凹透镜，从一个适当的负焦距到一个适当的正焦距，受光器选择器33通过旋转选择不同的受光器，包括光屏、眼睛、自动等。受光器自动状态时将自动选择光屏/眼睛，以及到透镜的位置。发光物体位置调整器34、透镜位置调整器35、受光器位置调整器36均为横向滑动调整，分别改变相应物体的位置。实验显示区域4包括发光物体显示41，实验布局及光路42，受光器感受显示43。发光物体显示41根据发光物体选择器31的调整而变，实验布局及光路42根据透镜焦距调整器32、发光物体位置调整器34、透镜位置调整器35、受光器位置调整器36的调整而作适当的变化。受光器感受显示43显示通过严格计算得到的成像情况，尽量反映真实场景，例如不在像距位置的时候呈现的模糊图像或者光斑。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透镜成像教学器具，整个机体在外观上包括：外壳(1)、设备开关(2)、实验控制区域(3)和实验显示区域(4)，若以软件APP形式则设备开关(2)、实验控制区域(3)和实验显示区域(4)均在屏幕上实现。/n

【技术特征摘要】
1.一种透镜成像教学器具，整个机体在外观上包括：外壳(1)、设备开关(2)、实验控制区域(3)和实验显示区域(4)，若以软件APP形式则设备开关(2)、实验控制区域(3)和实验显示区域(4)均在屏幕上实现。


2.如权利要求1所述的透镜成像教学器具，其特征在于，外壳(1)覆盖整个机体，机体采用普通干电池供电或者采用经过整流变化的电源适配器供电，外壳(1)背部留有电池盒或者在侧面留有电源插孔。


3.如权利要求1所述的透镜成像教学器具，其特征在于，实验控制区域(3)包括发光物体选择器(31)，透镜焦距调整器(32)，受光器选择器(33)，发光物体位置调整器(34)，透镜位置调整器(35)，受光器位置调整器(36)。


4.如权利要求1、3所述的透镜成像教学器具，其特征在于，发光物体选择器(31)、透镜焦距调整器(32)、受光器选...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清华，陈雨青，张全贵，邓熠，黎新宇，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京;11