凸透鏡成像的「必考題」

 凸透鏡成像的單元，對蠻多學生來說，都是蠻複雜的。雖然我也不太知道為什麼我們希望學生把物體放在不同位置的成像特性記起來，不過總之我們都會蠻努力的教會學生這些內容。除了這些成像規則之外，我們還會希望能用光線通過透鏡後偏折的規則來解釋成像。當這些都教完之後，就會問一個經典的問題：「如果有一顆燈泡發光，經過凸透鏡後，在紙屏上呈現清楚的成像，那我如果把凸透鏡遮住一半的話，成像會有什麼變化」

圖：A點發出的許多光線，一部分通過凸透鏡之後會聚到了B點，也就是成像在B點

為什麼說這個問題很經典呢？因為這題目蠻違反直覺，但如果學習者對於光線路徑走向與成像特性關係邏輯清楚的話，那用光路徑思考就能得出「成像形狀大小不變，但亮度會變暗」這樣的結論。當然實際做實驗也會得到這樣正確的結果。

遮住一半的凸透鏡後，還是有部分光線會會聚到B點，所以成像還在

這個結果重要嗎？知道「遮住凸透鏡不會影響成像形狀喔，只會影響亮度喔」因為這個蠻常考的，也蠻違反直覺的，所以把結果記起來喔，考試才會寫。

這個學習的邏輯對嗎？不太對吧？這東西並不是什麼好用的公式、工具，日常生活中常見的情境，知道這個結果能讓你在某個情況下解決你的問題。我除了認識鏡頭的光圈與成像關係以外，我想不到這個結果對大家有什麼重要性。

什麼結果是很重要，在光學課程中要記起來的？有啊，就是光在均勻介質中是直線前進的、光通過不同介質時，會發生反射或折射的現象，反射遵守反射定律，折射遵守Snell's law。當然Snell's law在國中階段用定性描述就可以了。為什麼這些結果很重要？因為這些就是光線前進的規律性，並且在國中階段根本不可能用更基礎的理論去推論這些規律性，所以就可以把這些結果先記起來，並且可以運用在推論光學特性上

所以這個問題很棒，很值得放在光學課程的原因，並不是因為這個結果很重要。而且這個問題考驗了學生在腦袋裡面用光線路徑去思考成像，而這種抽象思考能力，在腦中建立模型、調整模型的設定、猜想調整之後會發生的結果，這些思考智能，對學生是有益的。

然後因為我們只能考4選1選擇題的關係(?)，這個題目就變成記憶結果的問題了。「反正就是變暗就對了」。我相信會有不少學生就用這樣的方式拿到分數並且跳過學習。用侷限的測驗形式，做有壓力的考試，常常看到的結果就是學生跳過學習去應付考試，然後我們真正想要看到的學習就消失了。

「好，既然如此我們就來把題目做一些變化，讓學生不能用背的」

這樣也沒錯，老師們大概也常常會這樣做，只不過這樣做的結果，有時候就會失控

對自然科而言，常常題目換個情境，要考量的事情就會很不一樣，甚至會牽涉到許多額外的原理，導致老師新裡設定的答案和真實情況不符合。有時候換個陌生情境時，其實老師得要限制理論運用的範圍，例如「請根據ｘｘｘ理論來回答此問題」，意思是可能會有別的因素也會影響這件事情，不過先不要想別的，先看看這個理論會影響的部份有什麼。

有時候老師也會因為情境更換的關係，自己答案也弄錯。稍早聽到有一位同學寫的題目，把上述的情境換成「凹透鏡」，結果標準答案寫「把凹透鏡遮住一半，成像就會變成一半」。不知道為什麼標準答案會這樣寫，我也不太確定為什麼要考這個。總之換情境狀態的時候，得要很小心才行。

最後，那怎麼辦，要怎麼考才好？我想有些題目，就用簡答申論的方式來安排，能讓學生比較有機會做思考與表達的訓練。這同時也會是教學的一種升級。什麼？你說這樣考卷很難改，老師負擔太重。同意啊，產業要升級，要投入資源、人力、科技力進來，不然升級最後只是耗損人力而已。