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第三節　神奇的“眼睛”
1．物理觀念：
(1)知道眼睛看見物體的過程。
(2)了解近視眼和遠視眼的成因，知道眼鏡是怎樣矯正視力的。
(3)了解應用透鏡的光學儀器。
2．科學思維：從物理學視角了解近視眼和遠視眼的成因及視力的矯正需戴上的眼鏡。
3．科學探究：通過照相機與眼睛的結構對比，了解眼睛看見物體的原理。
4．科學態度與責任：
(1)通過學眼和遠視眼的成因及矯正，增強保護視力的意識，注意科學用眼。
(2)通過學習，能主動關心現代科技的發展，有探索自然規律的志趣，有將知識服務于人類的使命感。
1．重點：
(1)讓學生了解眼睛的結構，知道如何保護和矯正視力。
(2)知道透鏡的應用。
2．難點：
通過實驗探究視力的矯正方法。
課件、氣球、眼球掛圖、幾個不同焦距的凸透鏡和凹透鏡、一組眼睛模型、光源、顯微鏡、望遠鏡、多媒體。
一、我們是如何看見物體的
眼睛是心靈的窗戶，通過眼睛，人們能交流信息、相互了解。那么，從物理學角度分析，我們是怎樣通過眼睛看到五彩繽紛的世界的呢？
師：對于眼睛，大家想知道什么(或你想提出什么問題)
生甲：我想知道眼睛是怎么看見物體的？
生乙：我想知道眼睛的構造。
生丙：我想知道眼睛變成近視眼、遠視眼的原因。
生丁：我想知道近視眼鏡、老花眼鏡是怎樣矯正近視眼、遠視眼的？
……
師：同學們提的問題都很好，以上這些問題這節課我們都要逐一探究。人眼的構造大家在生物課上學過，請一位同學說說。
生：人眼的構造由外到內是角膜、瞳孔、晶狀體、玻璃體、視網膜、視神經。
教師出示眼球構造掛圖或課件演示。
師：晶狀體相當于一個凸透鏡，視網膜相當于光屏(課件演示課本P95圖4—19眼睛視物示意圖)，大家想一想眼睛看物體與什么類似？
生：與凸透鏡成像類似。
師：從物距和像距的關系來看，眼睛看物體相當于生活中的凸透鏡成像的哪一種？
生：相當于物距大于2倍焦距，成倒立、縮小的實像。
師：請一位同學在教室的最前排和最后排看黑板上同一個“大”字。
該同學在不同位置都能看到“大”字，根據凸透鏡成像的知識，遠近不同的物體成的像的位置是不同的，也就是說要看清遠近不同的物體，視網膜(光屏)要不斷移動(即眼球在不斷變化，用氣球模擬)，請大家思考一下：到底什么在變？
生：不是眼球在變，是晶狀體在改變形狀和焦距。
師：對。其實眼睛在看遠近不同的物體時，晶狀體在睫狀體的作用下，改變厚薄，改變焦距(即調焦)。
課件演示正常眼看遠處物體和正常眼看近處物體的動畫，使學生加深印象。
二、視力的矯正
師：近視眼和遠視眼的形成，這是大家切身的問題，關于這兩個問題，請大家先自學幾分鐘。
課件演示課本P96圖4—20(a)近視眼將像成在視網膜前，4－20(b)遠視眼將像成在視網膜后。
演示實驗：用幾個不同焦距的凹透鏡、凸透鏡分別作為眼鏡片，再用一個光源和一組眼睛模型如課本P96圖4—21、4—22來探究視力矯正的方法。
用光束照射每個眼睛模型，讓學生根據光束聚焦位置確定出每個模型代表的是哪一種眼睛。
1．探究近視眼的矯正。
師：近視眼只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。產生近視眼的原因是晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，因此來自遠處某點的光會聚在視網膜前，到達視網膜時已經不是一點而是一個模糊的光斑了，為了能看清遠處物體，應在近視眼前面放一個什么鏡？說出根據。
生：應放一個凹透鏡，因為凹透鏡對光線起發散作用。
演示：放一個凹透鏡，光還是會聚在視網膜前。
師：怎么辦？
生：換一個凹透鏡。
師：換一個什么樣的凹透鏡？
生：換一個更凹的凹透鏡，即焦距更短的凹透鏡。
師：怎么判斷？
生：用手摸。
演示：用一個焦距更短的凹透鏡可以使光會聚在視網膜上。
師：由此可見，要矯正近視眼應戴上凹透鏡。
師：近視眼還有其他方法矯正嗎？
生：激光治療。
師：介紹激光治療的原理。
2．探究遠視眼的矯正。
師：遠視眼只能看清遠處的物體，看不清近處的物體。產生遠視眼的原因是晶狀體太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此來自近處一點的光還沒有會聚成一點就到達視網膜了，在視網膜上形成一個模糊的光斑。為了能看清近處物體．應在遠視眼前面放一個什么鏡？說出根據。
生：應放一個凸透鏡，因為凸透鏡對光線起會聚作用。
演示：放一個凸透鏡，光還是會聚在視網膜后。
師：怎么辦？
生：換一個凸透鏡。
師：換一個什么樣的凸透鏡？
生：換一個不那么凸的凸透鏡，即焦距更長的凸透鏡。
演示：換一個焦距更長的凸透鏡，光還是會聚在視網膜后。
師：怎么辦？
生：換一個焦距更短的凸透鏡，凸透鏡焦距越短，折光能力越強。
演示：換一個更凸即焦距更短的凸透鏡，光會聚在視網膜上。
課件演示：近視眼和遠視眼的矯正。
3．眼鏡的度數。
師：透鏡焦距f的長短標志著折光本領的大小。焦距越短，折光本領越大。通常把透鏡焦距的倒數叫做透鏡焦度，用Φ表示，即Φ＝。
如果某透鏡的焦距是0.5 m，它的焦度就是Φ＝＝2 m－1。
如果遠視很嚴重，眼鏡上凸透鏡的折光本領應該大一些，透鏡焦度就要大一些。平時說的眼鏡片的度數，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值。例如，100度遠視鏡片的透鏡焦度是1 m－1，它的焦距是1 m。
凸透鏡(遠視鏡片)的度數是正數，凹透鏡(近視鏡片)的度數是負數。
近視眼和遠視眼患者應到有關的眼科醫療部門去檢查，請眼科專家診斷應戴什么樣的眼鏡，如果沒配好，會加劇視力下降。
師：正常眼、近視眼的同學平時應如何做到衛生用眼？
生甲：不要長時間連續用眼，要注意休息。
生乙：要講究衛生，毛巾要勤洗、勤曬。
生丙：要經常做眼保健操。
……
師：大家講得很好，下面請大家在眼保健操樂曲聲中做一遍眼保健操。
三、透鏡的應用
1．放大鏡。
師：請同學們用桌面上的凸透鏡靠近課本，觀察課本上的字，你看到了什么現象？
生：課本上的字被放大了。
師：那么你手中的凸透鏡就是什么？
生：就是放大鏡。
師：對。再請大家判斷放大鏡所成的像與物是在放大鏡的同側，還是異側？是實像，還是虛像？判斷依據是什么？
生：放大鏡所成的像與物是在放大鏡的同側，是虛像，因為用光屏承接不到像；眼睛與物在透鏡的異側，透過凸透鏡觀察所成的像，所以像與物在透鏡同側。
師：你觀察得很仔細，講得很好，放大鏡的焦距是較短，還是較長？
生：我猜放大鏡的焦距較長。
師：對。隔著放大鏡看物體總是放大的嗎？
生：隔著放大鏡看較近的物體，物體是正立、放大的；隔著放大鏡看遠處物體，物體是倒立、縮小的。
師：你知道這是什么原因嗎？
生：因為放大鏡是凸透鏡，隔著放大鏡看近處物體，u2f，所成的像是倒立、縮小的像。
師：講得很好。用放大鏡看近處的物體，物距小于焦距時才是放大的。因此，物體應放在放大鏡焦距以內的位置才合適，在什么位置所成的像最大？請大家觀察。
生：物體與放大鏡的距離接近于焦距時，所成的像最大。
師：對，請全班同學都進行觀察。
2．顯微鏡。
師：用放大鏡能觀察細胞嗎？想觀察細胞應該怎么辦？
生：不能，用顯微鏡。
師：課前我已要求大家查資料，關于顯微鏡你知道什么？請大家踴躍發言與全班同學交流。
生甲：光學顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，用顯微鏡可以觀察微生物、細胞等人眼無法看見的物體。
生乙：隨著科學技術的發展，人們又研制了電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡。目前電子顯微鏡的最大放大倍數可超過300萬倍，借此人類能觀察到許多物體的細微結構；用掃描隧道顯微鏡甚至可以看到金屬原子。因此顯微鏡被廣泛應用于科學研究、工農業生產技術等方面。
師：兩位同學講得很好，還有嗎？
生丙：還有超聲顯微鏡。這是利用超聲顯示物體微細結構的裝置，又稱聲學顯微鏡，又簡稱聲鏡。原理是利用物體聲學特性的差異來顯示物體，所謂物體聲學特性指的是聲阻抗率和聲衰減，它們與物質的彈性和黏性有關。超聲顯微鏡給出的是物體的聲學像或彈性像。
超聲顯微鏡不需透光，對樣本片不需染色，不損壞樣品表面即可進行內層觀察，適合于大規模集成電路的檢驗等。
生丁：我還知道場離子顯微鏡。一種分辨率極高(可以達到0.2 nm)，能直接用于觀察金屬表面原子的分析裝置，簡稱FIM。FIM是一種點投影的顯微鏡，它與通常的高分辨率電子顯微鏡不同，它成像時不使用磁或靜電透鏡，是由所謂成像氣體的“場電離”過程來完成的。
師：以上幾位同學講得很好，大家以掌聲鼓勵。
下面請大家看課件播放的動畫及配文。
畫面一：光學顯微鏡構造及成像過程。
配文：顯微鏡是用來增大觀察微小物體視角的儀器。光學顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，物鏡的焦距較短，目鏡的焦距較長。物體放在物鏡1倍焦距與2倍焦距之間，接近焦點，物鏡所成的實像在目鏡的焦平面上，目鏡中看到的是虛像。
顯微鏡的物鏡焦距要短的原因之一是取得較大的放大率，鏡筒也可做得短一些，用起來方便；原因之二是物鏡可以更接近物體，因此進入鏡筒的光通量可以增多，像容易看得清楚一些。
顯微鏡的目鏡焦距要大于物鏡的焦距，但不可過大，因為焦距過大將降低顯微鏡的放大率，而且要用較長的鏡筒，使用起來不夠方便。
3．望遠鏡。
師：下面請同學們用望遠鏡觀察遠處物體。
學生分組實驗：用望遠鏡觀察遠處物體。
師：你們觀察到了什么現象？
生：遠處物體被放大了。
師：遠處的物體真的被放大了嗎？
下面請大家看課件播放的動畫及配文。
畫面二：望遠鏡的構造及成像過程。
配文：有一種望遠鏡也是由兩個凸透鏡組成的。靠近眼睛的叫目鏡，靠近被觀測物體的叫做物鏡。
物鏡的作用是使遠處物體在焦點附近成實像，目鏡的作用相當于一個放大鏡，用來把這個像放大。
師：有疑問嗎？
生：物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據前面探究的結果，這樣所成的像是縮小的！為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到物體被放大了？
師：我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。
望遠鏡物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。這一點在觀測天空中的暗星時非常重要。現代天文望遠鏡都力求把物鏡的口徑加大，以求觀測到更暗的星。
除了凸透鏡外，天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡。
你們還知道哪些望遠鏡？
生甲：哈勃望遠鏡。
生乙：射電望遠鏡。
四、課堂歸納小結
師：通過本節課學習，你學到了什么？
生：討論、交流后得出：我們知道了眼睛的構造，人眼視物與凸透鏡成像一樣，知道了近視眼、遠視眼的形成原因及矯正；近視眼應戴上凹透鏡來矯正，遠視眼應戴上凸透鏡來矯正；平時應注意保護眼睛。我們知道了神奇的“眼睛”——放大鏡、顯微鏡、望遠鏡、照相機的用途，以及放大鏡的工作原理。
師：每位同學都對自己在本節課學習情況進行評估。
第三節　神奇的“眼睛”
1．眼睛。
(1)人眼視物相當于凸透鏡成像。
(2)人眼看遠近物體原理：晶狀體的調節作用。
2．視力的矯正。
(1)近視眼的矯正：戴上凹透鏡。
(2)遠視眼的矯正：戴上凸透鏡。
3．透鏡的應用。
(1)放大鏡。
(2)顯微鏡。
(3)望遠鏡。
設計這節課時，努力把握學生為主體，以學生現有的知識水平創設情景、設計提問、課件引導，力求使學生通過自己的努力達到學會知識的目的。對人眼看遠處、近處物體都能看清這個問題，我主要是通過課件展示來幫助學生理解的。讓學生明白凸透鏡的厚薄不同，它們的焦距、折光能力等都有不同，從而引導學生思考人眼看遠近物體都能看清的原因是晶狀體在調節。另外，關于近視眼和遠視眼的矯正，一方面引導學生分析光路圖，利用他們所學過的知識尋找解決的辦法；另一方面，通過課件模擬對以上兩種眼病的矯正，學生印象更深刻。通過這節課，讓學生對放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等透鏡相關的應用有更深入的了解。第一節　凸透鏡與凹透鏡
1．物理觀念：
(1)知道凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的光心、主光軸、焦點和焦距。
(2)知道凸透鏡對光起會聚作用、凹透鏡對光起發散作用，正確解釋會聚、發散。
2．科學思維：通過觀察凸透鏡和凹透鏡的實物及圖片，得出兩種透鏡的構造，培養學生通過觀察抓住事物的本質特征，能夠識別不同事物的不同特點的能力。
3．科學探究：經歷探究凸透鏡和凹透鏡對光的作用的實驗過程，培養學生動手、動腦、觀察、分析問題的能力。
4．科學態度與責任：
(1)通過區分凸透鏡和凹透鏡的過程，培養學生愛護光學儀器的好習慣。
(2)通過探究性物理學習活動，使學生獲得成功的愉悅，樂于參與物理學習活動。
1．重點：
(1)凸透鏡對光線的會聚作用，凹透鏡對光線的發散作用。
(2)凸透鏡的焦點、焦距。
(3)培養學生“提出問題”的能力。
2．難點：
培養學生“提出問題”的能力，進一步熟悉探究式學習的一般過程與方法。
老花眼鏡、近視眼鏡、凸透鏡、凹透鏡、刻度尺、白紙板、廢燈泡、水。
一、課題引入
師：同學們，在生活中你用過或見過哪些鏡子？
生甲：穿衣鏡、汽車后視鏡、交通鏡、哈哈鏡。
生乙：老花眼鏡、近視眼鏡、平光鏡、放大鏡、三棱鏡、太陽鏡。
師：請同學們對你們見過的這些鏡子進行分類，并指出分類的依據。
生甲：根據鏡面的形狀來分，鏡面是平的有：穿衣鏡、三棱鏡、平光鏡；鏡面是彎曲的有：哈哈鏡、老花眼鏡、近視眼鏡、放大鏡、交通鏡、汽車后視鏡、太陽鏡。
生乙：根據能反射光和能透光來分，能反射光的有：穿衣鏡、凸面鏡、凹面鏡；能透光的有：老花眼鏡、近視眼睛、平光鏡、三棱鏡、放大鏡。
師：這節課我們就來研究生活中能讓光透過的這一類鏡，即透鏡。
二、新課內容
1．提出問題。
師：對于生活中的透鏡，你想知道什么(或你想提出什么問題)
生甲：透鏡都是用玻璃制成的嗎？
生乙：透鏡有多少種？
生丙：近視眼鏡度數與什么有關？
生丁：老花眼鏡與近視眼鏡有什么區別？
生戊：老花眼鏡和近視眼鏡怎么對遠視眼和近視眼進行矯正？
師：同學們提出的問題都非常好，我們將在今后的學習中陸續探究。由于時間關系，這節課我們重點探究其中的兩個問題：1.透鏡有多少種？2.老花眼鏡與近視眼鏡有什么區別？下面請同學們閱讀課本P85～P87內容，并完成投影幕上的問題：
(1)生活中常見的透鏡有________和________。
(2)中央厚、邊緣薄的透鏡叫________，它是利用________原理制成的光學器件。
(3)中央薄、邊緣厚的透鏡叫________，例如________。
(4)一束平行光通過________透鏡后將會聚于一點，所以________透鏡又叫會聚透鏡。
(5)圖中的F點叫透鏡的________，F點與O點的距離叫透鏡的________。
師：請同學們鑒別桌面上的凸透鏡和凹透鏡。
生：用手摸鏡片，中央厚、邊緣薄的透鏡是凸透鏡，中央薄、邊緣厚的透鏡是凹透鏡。
師：請同學們鑒別桌面上的老花眼鏡與近視眼鏡。
生：用手摸鏡片，鏡片是凸透鏡的就是老花眼鏡，鏡片是凹透鏡的就是近視眼鏡。
師：冰透鏡為什么能生火？是哪一種透鏡？
2．假設或猜想。
生：應該是凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用。
3．設計實驗。
師：下面我們就來用實驗探究透鏡對光的作用，要探究這個問題我們需要哪些儀器？
生甲：需要透鏡——凸透鏡和凹透鏡、光(太陽光或手電筒發出的光)。
生乙：還需要白紙板、筆、尺子。
師：怎樣進行實驗？
生：將凸透鏡正對太陽光，再把白紙板放在它的另一側，來回移動，直到紙板上的光斑變得最小、最亮。這個點就是凸透鏡的焦點。用尺子測出這個點到光心距離就是凸透鏡的焦距，然后將凹透鏡也正對太陽光，白紙板放在它的另一側，來回移動，看看在紙板上是否能觀察到最小、最亮的光斑。
4.進行實驗。
師：請同學們帶齊儀器(凸透鏡、凹透鏡、老花眼鏡、白紙板、筆、尺子)到室外有陽光的地方完成實驗，并測出凸透鏡和老花眼鏡產生的最小、最亮的光斑到透鏡的距離。
學生分小組進行實驗，教師巡視、啟發、指導。
5．分析論證。
師生回到教室。
師：請同學們根據實驗現象分析歸納得出實驗結論。
生：凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發散作用。
師：請你們將所觀察到的“凸透鏡對光有會聚作用”的現象用簡潔的圖形表示出來，畫在紙上，再與課本P86圖4—3比較。同樣用簡潔的圖形表示“凹透鏡對光有發散作用”，再與課本P87圖4—6進行對比。
師：什么叫凸透鏡的焦點和焦距？
生：與主光軸平行的光經凸透鏡折射后，會聚在主光軸上的一點，這點叫凸透鏡的焦點，焦點到透鏡光心的距離叫焦距。
師：什么叫凹透鏡的焦點和焦距？
生：平行于主光軸的光經凹透鏡折射后，其反向延長線的交點叫凹透鏡的焦點，焦點到凹透鏡光心的距離叫焦距。
6．實驗評估。
師：剛才的實驗結論可信嗎？是否還有什么因素沒有考慮？
生：剛才我們用的透鏡都是玻璃做的，如果是用冰、水做的，材料不同，會影響結論嗎？
師：請同學們用桌上的廢燈泡和水來探究水透鏡對光的作用。
生：將水倒入廢燈泡中，拿到太陽光下一試，它仍然能將太陽光會聚。
師：冰透鏡對光的作用，同學們可以回家去做。目前我們對可能影響實驗結論的因素都做了充分的考慮，實驗結論是可靠、可信的。
7．交流與合作。
師：請同學們自由組合，交流所測的凸透鏡的焦距是否一樣？是什么因素影響了凸透鏡的焦距？
生：討論、交流后得出：凸透鏡表面越凸，焦距越小。
師：在實驗探究過程中，你最大的收獲是什么？你最感興趣的是什么？
生甲：知道了凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發散作用。
生乙：我最感興趣的是探究水透鏡對光的作用。
生丙：我最感興趣的是到教室外，到大自然中做實驗，感覺很輕松、愉快。
三、課堂歸納小結
師：通過本節課探究，你獲得了哪些知識？
生：討論、交流后得出：我們知道了透鏡有凸透鏡、凹透鏡兩種。凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發散作用。凸透鏡和凹透鏡都有主光軸、光心、焦點、焦距。我們還學會了科學探究的基本過程和基本方法。
師：請每位同學對自己在這節課的學習情況進行自我評估。
第一節　凸透鏡與凹透鏡
1．透鏡
2．透鏡對光的作用
3．焦點F、焦距f、主光軸、光心O。
實驗是物理的重要基礎，本節課內容是要通過實驗來完成的，這是我們第一次到教室外面做探究實驗，所以實驗步驟、實驗器材以及實驗分組必須提前做好準備。本節的任務是通過探究活動使學生運用實驗方式加深對這一內容的認識，為學生思考提供大量實物材料，減輕學生抽象思維難度。實驗過程中一部分同學不知道該實驗的具體內容，動手操作時丟三落四，影響實驗效果；還有一部分同學在實驗中不清楚應該記錄的數據和現象。基于這種實驗時存在的問題，在今后的探究教學時要嚴格要求學生做實驗預習，實驗講解時表明聽課態度對實驗過程理解的重要性，實驗記錄對學習加深的必要性。第二節　探究：凸透鏡成像的規律
1．物理觀念：
(1)探究并知道凸透鏡成像的規律。
(2)學習分析實驗數據，歸納出結論。
2．科學思維：學習從物理現象中歸納科學規律的方法。
3．科學探究：通過探究活動，體驗探究的全過程和方法，進一步熟悉科學探究的環節，認識到設計實驗與制訂計劃的重要性。
4．科學態度與責任：培養學生對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的物理道理，初步建立將科學技術應用于實際的意識。
1．實驗探究凸透鏡成像規律。
2．讓學生知道科學探究中設計實驗與制訂計劃的意義、方法。
焦距相差較大的兩組凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴。
一、復習提問
1．透鏡有幾種？分別叫什么？它們對光線有什么作用？
2．什么叫凸透鏡的焦點、焦距？
二、科學探究
1．提出問題。
師：大家先進行分組實驗：用一凸透鏡在點燃的蠟燭與墻壁之間移動，你們可觀察到什么？
學生動手實驗：用一凸透鏡在點燃的蠟燭與墻壁之間移動。
生甲：可在墻壁上得到放大、縮小或等大的燭焰的像，也可能在墻壁上看不見像。
生乙：可在墻壁上得到倒立的像。
師：對于凸透鏡成像，你想知道什么(或你想提出什么問題)
生甲：凸透鏡成像有何規律？
生乙：物體與凸透鏡之間的距離是否就是影響凸透鏡成像情況的主要因素？
2．假設或猜想。
師：你們的猜想是什么？
生甲：凸透鏡成像可能與物體到凸透鏡的距離有關。
生乙：與焦距有關。
生丙：與物距、像距的大小有關。
生丁：與像距有關。
3．設計實驗。
師：怎樣驗證你們的猜想是否正確？
生：做實驗。
師：很好，大家都想到了實驗，實驗是探究物理知識最基本的一種方法。你們準備設計一個什么樣的實驗方案來證實你們的猜想是正確的？
生甲：觀察光源到同一個凸透鏡不同距離時成像的情況。
生乙：觀察光源到不同凸透鏡相同距離時成像的情況。
演示實驗：教師出示兩個焦距相差較大的凸透鏡，做一次簡單的演示，讓點燃的蠟燭到兩個凸透鏡的距離相同，所成的像不同。
師：你們觀察到了什么現象？
生：燭焰到兩個凸透鏡的距離相同，所成像不同。
師：這個現象說明了什么？
生：說明了物體通過凸透鏡成像的情況不僅與物體到凸透鏡距離有關，還與凸透鏡的焦距有關。
師：下面向大家介紹一個專用的光學實驗器材——光具座。光具座上不僅可以固定凸透鏡、光屏、蠟燭，還可以調節蠟燭、凸透鏡、光屏的位置和高度，并帶有刻度尺，可直接讀出蠟燭到凸透鏡、光屏到凸透鏡的距離，使用方便。
教師邊介紹邊示范，并指出實驗時僅供選用。
師：實驗時需哪些器材？
生：蠟燭、火柴、凸透鏡、光具座、光屏。
師：還需要知道什么數據？
生：凸透鏡的焦距。
師：你想通過什么辦法得知凸透鏡的焦距？
生甲：用實驗測得。
生乙：查閱說明書。
生丙：問老師。
師：你們想的這幾種方法都可以，不同組的桌面上的凸透鏡焦距不同，由于時間有限，請你們查閱桌面上的說明書，弄清凸透鏡的焦距。
學生查閱并交流凸透鏡的焦距。
師：實驗時桌面上的蠟燭、凸透鏡、光具座和光屏，它們起什么作用？
生：凸透鏡用來成像，點燃的蠟燭作為光源，光屏用來承接物像，光具座起到支架作用，還可以直接讀出物距u和像距v。
師：下面請同學們打開課本P91，注意觀察表格中的各個項目，做到對實驗中要測量的數據及觀察的現象心中有數。由表格可知，有6行空格，說明我們要取6次實驗數據。另外，實驗中還需要注意幾點，現在請同學們看投影。
教師調節實物投影，演示實驗中的注意事項，邊演示邊講解。
師：同學們面向光具座上的刻度尺，從左至右依次放好蠟燭、凸透鏡、光屏，點燃蠟燭，調整燭焰、凸透鏡、光屏三者中心大致在同一高度，因為我們觀察的是燭焰的像，這樣才能在光屏中央得到完整的像。第一次實驗先把蠟燭移到離凸透鏡盡量遠的位置，使它們底座上的紅線對準整數刻度，如使它們之間的距離為30 cm，定好物距后，只能移動光屏找燭焰的像。這時觀察光屏，輪廓模糊的不是真正的像，當找到清晰的像時，記下像的大小、倒正、虛實及物距、像距，填入表格第一空行。第二次實驗縮短蠟燭到透鏡的距離，如25 cm，再移動光屏找燭焰的像，記錄數據，總共改變物距6次，最后一定要讓蠟燭離凸透鏡較近，在光屏上找不到像為止。此時請同學們將光屏拿掉，用眼睛透過凸透鏡觀察燭焰的像，將觀察到的像的情況填入表格。現在同學們對實驗的目的和方法、步驟清楚了嗎？
生：清楚了。
師：請同學們分組討論，制訂出實驗步驟，并寫在紙上準備全班交流。
生：討論、制訂實驗步驟。
師：請第5小組的同學向全班同學交流你們的實驗步驟。
我們小組制訂的實驗步驟如下：
生：(1)用查資料法獲得凸透鏡的焦距。
(2)認識光具座，將實驗器材按蠟燭、凸透鏡、光屏順序放置，調整燭焰、凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度。
(3)將蠟燭分別放在離凸透鏡30 cm、25 cm、15 cm、12 cm、8 cm、3 cm處，移動光屏，使光屏上燭焰的像最亮、最清晰，觀察像的大小、倒正、虛實，讀出物距、像距并記入表格。如果蠟燭離凸透鏡較近，移動光屏承接不到像，可拿掉光屏，眼睛透過凸透鏡觀察像的大小、倒正、虛實，記下物距。
(4)將以上實驗重復一遍。
以上實驗步驟是在教師補充、完善的基礎上用字幕打出。
4．進行實驗。
師：好，我們來比一比，哪個小組做得最快、最好，注意分工合作。
學生分組進行實驗探究，教師巡回檢查、答疑、指導。表揚做得快、做得好的學生，同時也鼓勵做得慢和做錯的學生，對不會做的個別學生當場指導。
5．分析論證。
師：現在同學們完成了實驗，根據實驗數據，結合前面的猜想，你們得到什么結論？分組討論后回答。教師投影一組較標準數據，讓學生討論。
生甲：我們組得到的結論是凸透鏡所成像的大小、倒正、虛實與物距有關，因為我們每次實驗前都先改變物距，再找燭焰的像，物距不同，像也不同，像距也不同。
師：說得很好。證實我們的第一個猜想是正確的，同時可推翻第四個猜想，因為像距也是由物距決定的。
生乙：我們組認為與物距和像距的大小關系有關。當物距大于像距時，成倒立、縮小的像；當物距小于像距時，成倒立、放大的像。
師：同學們總結得很好，說明同學們不僅認真做實驗，還動腦筋思考了，這是非常好的一種學習方法，如果養成習慣，相信同學們會越學越好。
如果我們投影的過程中使用的凸透鏡的焦距是10 cm，請同學們再仔細觀察投影的數據，凸透鏡成像具體還有哪些規律？再討論一下。
提示：物體到凸透鏡的距離用凸透鏡的焦距來表示。
師：請第6小組的代表向全班同學交流你們的討論結果。
生：當物體位于凸透鏡2倍焦距之外時，成縮小、倒立的(實)像。
當物體位于凸透鏡2倍焦距處時，成等大、倒立的(實)像。
當物體位于凸透鏡1倍焦距與2倍焦距之間時，成放大、倒立的(實)像。
當物體位于凸透鏡的1倍焦距以內時，成放大、正立的(虛)像。
教師應給予啟發，幫助學生歸納總結并將該結論投影在屏幕上。
括號內留著待全面補充是實像還是虛像。
6．交流與評估。
教師投影兩組不太理想的數據，讓學生評估。
師：請同學們觀察投影的數據，哪個數據有問題？為什么會這樣？
生甲：第4組的物距大于1倍焦距小于2倍焦距，成的像是縮小的，可能讀數錯誤。
生乙：可能蠟燭燒短了，在光屏上沒得到完整的像。
師：請同學們回憶一下，在實驗中當蠟燭離凸透鏡很近時，為什么在光屏上找不到像，而看到的是一塊模糊的光斑？
生：因為光線沒有在光屏上會聚。
師：回答得很好，平面鏡成像，像是怎么形成的？是實像還是虛像？
生：是由反射光線的反向延長線會聚而成的，是虛像。
師：對，虛像不是實際光線會聚而成的。當蠟燭離凸透鏡很近時，燭焰射向凸透鏡的光線經凸透鏡折射后，在光屏上不能會聚，其折射光線的反向延長線在物體同側會聚而成，所以是虛像。我們只能透過凸透鏡，逆著折射光線看過去，才能觀察到，所以不能用光屏承接的是虛像，能用光屏承接的是實像。
師：請大家閱讀P92“迷你實驗室”，并嘗試自制簡易照相機(如圖)。具體步驟可參考如下方案：
用硬紙板做兩個粗細相近的紙筒，使一個紙筒剛好能套入另一個，并能前后滑動。在大的紙筒前面固定一個凸透鏡，在小的紙筒前面固定一個半透明薄膜作為屏幕，把紙筒有屏幕的一端朝里，套入較大的紙筒，就制成了模型照相機。
以小組為單位，調試模型照相機，步驟：
(1)鏡頭對準窗外遠處景物，調節相機，直到在半透明薄膜上得到一清晰的像，觀察像的特點。
(2)探究：從拍攝遠處景物到近處景物，應如何調節凸透鏡到半透明薄膜之間的距離，薄膜上的像如何改變？(注：此處只重過程方法，不重結論)
三、課堂歸納小結
師：通過這節課的科學探究，你們有什么收獲？學到了什么？有什么體會？
生甲：我學到了凸透鏡成像規律。
生乙：我知道了實像和虛像的區別。
生丙：我在探究凸透鏡成像規律中學到了科學探究的過程和方法。
第二節　探究：凸透鏡成像的規律
1．凸透鏡成像的規律。
物體位于凸透鏡的2倍焦距外時，成縮小、倒立的實像；
物體位于2倍焦距處時，成等大、倒立的實像；
物體位于2倍焦距與1倍焦距之間時，成放大、倒立的實像；
物體位于1倍焦距處時，不能成像；
物體位于1倍焦距以內時，成放大、正立的虛像。
2.
本節課的內容一向是學生學習的難點，通常在教這部分內容時，我往往先在教室里演示一遍凸透鏡成像規律，學生再來驗證一遍。雖然學生在實驗時都能在光屏上找到像，但只是依樣畫葫蘆，結果對于物距、像距、焦距，有些學生還是弄不清楚，對于規律也是記不牢，且容易忘。根據新課本注重探究，讓學生在學習過程中主動獲取知識的精神，我安排了提出問題、假設或猜想、設計實驗探究、進行實驗、分析論證、交流與評估等幾個過程，并在得到初步結論時，及時用作圖法幫助學生理解記憶凸透鏡成像的規律。同學們的學習效果很好。

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