資源簡(jiǎn)介

透鏡
教學(xué)目標(biāo)
1.通過(guò)觀察凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物，經(jīng)歷用多種方法辨別凸透鏡和凹透鏡的過(guò)程，并嘗試對(duì)各種方法的優(yōu)劣做初步評(píng)估；
2.通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，實(shí)際操作，分析歸納，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)思維能力，認(rèn)識(shí)凸透鏡的會(huì)聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用，認(rèn)識(shí)透鏡的焦點(diǎn)和焦距；
3.了解透鏡對(duì)光具有會(huì)聚（或發(fā)散）作用的原因，能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)聯(lián)系生活，進(jìn)一步增強(qiáng)消防安全意識(shí)，具有節(jié)能環(huán)保、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。
教學(xué)重點(diǎn)：
認(rèn)識(shí)凸透鏡和凹透鏡及它們對(duì)光的作用。
教學(xué)難點(diǎn)：
透鏡對(duì)光的作用。
教學(xué)過(guò)程
（一）導(dǎo)入新課
師：同學(xué)們，大家好！我是來(lái)自泰州市永安洲初級(jí)中學(xué)的徐玉琴老師，請(qǐng)同學(xué)們準(zhǔn)備好學(xué)習(xí)任務(wù)單，跟徐老師一起開(kāi)始今天的學(xué)習(xí)。
師：我們先來(lái)欣賞我們古人的智慧。水火本不相容，古人卻以冰取火，這是怎么做到的呢？學(xué)完今天的課程，相信你們會(huì)找到答案。
設(shè)計(jì)意圖：了解我國(guó)古代的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用，感受我國(guó)古人的聰明才智，增強(qiáng)民族自豪感。（大屏幕：播放西漢時(shí)期，《淮南·萬(wàn)畢術(shù)》中 “削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則生火”的記載。）學(xué)生認(rèn)真觀看冰透鏡取火，激發(fā)興趣。
（二）新課學(xué)習(xí)
任務(wù)1 初識(shí)透鏡
師：我國(guó)古人利用削冰令圓，是指把冰削成特殊的圓形，即削成一種透鏡。大家桌子上就有兩個(gè)透鏡，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，隔著濾紙用手摸一摸，說(shuō)一說(shuō)這兩個(gè)透鏡有何不同？（生）
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)摸、看等方法，可以分辨出一個(gè)是中央厚，邊緣薄；一個(gè)是中央薄，邊緣厚。
師：透鏡通常可以分為凸透鏡和凹透鏡，我們把中央厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡，把中央薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。
師：同學(xué)們，試一試，你能把這些透鏡分分類嗎？（生）。
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)比較透鏡中央與邊緣的厚度，分辨出凸透鏡和凹透鏡，評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)透鏡概念的理解。
師：透鏡是一種精密的光學(xué)器件，是不能直接用手觸摸的，想想看，還有沒(méi)有其它辨別的辦法？請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅文闷鹱郎系耐哥R，靠近書(shū)本，通過(guò)透鏡觀察書(shū)本上的字，你發(fā)現(xiàn)了什么？（生）
師：通過(guò)凸透鏡所看到的字是放大的，通過(guò)凹透鏡所看到的字是縮小的。
師：生活中有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)這樣的透鏡呢？（生）
設(shè)計(jì)意圖：此處設(shè)計(jì)物理與生活聯(lián)系，找出生活中最熟悉的放大鏡、眼鏡，學(xué)生還可以自己說(shuō)出透鏡的其它用處。
師：是的，放大鏡靠近物體時(shí)可以看到放大的像，那生活中有沒(méi)有見(jiàn)過(guò)靠近物體時(shí)看到縮小像的透鏡的相關(guān)應(yīng)用呢？
師：其實(shí)，每一位近視眼的同學(xué)都離不開(kāi)它，請(qǐng)同學(xué)們摘下眼鏡，靠近書(shū)本，觀察書(shū)本上的字，你發(fā)現(xiàn)了什么？（生）
師：看到的字變小了。剛剛同學(xué)們?cè)谟^察的時(shí)候有沒(méi)有注意到透鏡的表面是什么形狀的？（生）
師：通常透鏡的兩個(gè)表面至少有一面是球面，一般把透鏡的中心稱為光心，用字母O來(lái)表示。把通過(guò)光心且垂直于透鏡表面的直線稱為主光軸。
師：我們?cè)賮?lái)看看凹透鏡的主光軸及其光心。
師：科學(xué)家利用透鏡成像的原理制成了許多光學(xué)儀器，想一想一束平行光經(jīng)過(guò)透鏡會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？（生）
師：凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的折射有什么不同？同學(xué)們可以在學(xué)習(xí)任務(wù)單上畫(huà)出你的猜想。
設(shè)計(jì)意圖：鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想，并畫(huà)圖得出凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用，培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力。
師：同學(xué)們畫(huà)的對(duì)不對(duì)呢 我們一起來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)猜想。
設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)尋找證據(jù)，引歸納總結(jié)一般性的規(guī)律，促進(jìn)學(xué)生交流、評(píng)估、反思能力的提升。
師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)，光線經(jīng)凸透鏡后亮斑變小變亮，說(shuō)明凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，所以凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡，光線經(jīng)凹透鏡后亮斑變大變暗，說(shuō)明凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，所以凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。
師：為了形象地描述光的傳播路徑和方向，我們常用光線畫(huà)出光路，同學(xué)們畫(huà)的光路對(duì)不對(duì)呢？
設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步理解光線這樣一個(gè)抽象出來(lái)的物理模型。
師：我們來(lái)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。
設(shè)計(jì)意圖：將學(xué)生的作圖傳至大屏幕（用平板pad同步傳屏），讓學(xué)生相互評(píng)價(jià)，以評(píng)導(dǎo)學(xué)，以評(píng)促學(xué)，激勵(lì)學(xué)生進(jìn)步。
師：想一想這幅圖體現(xiàn)了透鏡對(duì)光的什么作用？
師：其實(shí)這幅圖體現(xiàn)的仍然是會(huì)聚作用，不難看出經(jīng)凸透鏡后的光線比透鏡前的光線更向主光軸靠攏。會(huì)聚作用的光線不一定相交。同學(xué)們看一看能否給這個(gè)光路補(bǔ)全合適的透鏡呢？其實(shí)這幅圖體現(xiàn)的凹透鏡的發(fā)散作用。經(jīng)凹透鏡后的光線比透鏡前的光線更遠(yuǎn)離主光軸。
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)兩幅圖的拓展，讓學(xué)生進(jìn)一步理解會(huì)聚和發(fā)散作用，提升學(xué)生核心素養(yǎng)。
師：同學(xué)們通過(guò)剛剛的學(xué)習(xí)，想一想你有幾種簡(jiǎn)易的方法，辨別某一透鏡是凸透鏡，還是凹透鏡？相互討論一下（生）
師：同學(xué)們說(shuō)了多種方法，你認(rèn)為哪種方法好？課后同學(xué)們可以體驗(yàn)用不同的方法去辨別近視眼鏡和遠(yuǎn)視眼鏡的鏡片，它們分別是凸透鏡，還是凹透鏡？
設(shè)計(jì)意圖：小實(shí)驗(yàn)：利用新知分辨不同的眼鏡，引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)各種方法的優(yōu)劣。
任務(wù)2 焦點(diǎn)與焦距
師：同學(xué)們，相同的凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚能力相同嗎？（生）
師：再來(lái)看看同學(xué)們剛剛畫(huà)的光路圖，很顯然體現(xiàn)的作用能力不相同。
設(shè)計(jì)意圖：投影學(xué)生的作圖練習(xí)，學(xué)生對(duì)同一個(gè)凸透鏡畫(huà)出的會(huì)聚作用不一樣，大家都知道凸透鏡會(huì)聚于一點(diǎn)，但現(xiàn)在會(huì)聚的點(diǎn)的位置不一樣，激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，進(jìn)而培養(yǎng)其解決問(wèn)題的能力。自然過(guò)渡到焦點(diǎn)、焦距，不突兀。
師：我們?nèi)绾胃鼫?zhǔn)確地畫(huà)出光經(jīng)過(guò)凸透鏡后的傳播路徑呢？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。
師：老師在每個(gè)組的桌面上提供的器材有凸透鏡一個(gè)，凹透鏡一個(gè)，一個(gè)可以發(fā)出平行光的激光光源，學(xué)習(xí)任務(wù)單上已畫(huà)好主光軸和透鏡所在的位置，操作時(shí)只需要將透鏡擺放在指定位置不要移動(dòng)，用平行光源平行于主光軸照射到透鏡上，我們來(lái)看它的現(xiàn)象。現(xiàn)在開(kāi)始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)！（生）
設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生自行探究，仔細(xì)觀察現(xiàn)象，相互討論，合作學(xué)習(xí)，通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷探究過(guò)程，體驗(yàn)探究樂(lè)趣，發(fā)展探究能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。
師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)平行于主光軸的光通過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，物理學(xué)中這個(gè)點(diǎn)稱為焦點(diǎn)，用F表示，焦點(diǎn)到光心的距離稱為焦距。
師：每個(gè)透鏡都有它固定的焦點(diǎn)和焦距，平行光在左側(cè)，可以找到右側(cè)焦點(diǎn)；平行光在右側(cè)，可以找到左側(cè)焦點(diǎn)，凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)。
師：所以我們?cè)诋?huà)平行光經(jīng)過(guò)透鏡的光路前，確定其焦點(diǎn)才可以準(zhǔn)確地畫(huà)出。
師：根據(jù)平行光折射后過(guò)焦點(diǎn)，可以測(cè)凸透鏡的焦距；根據(jù)光路可逆，過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線折射后平行于主光軸射出，可獲得平行光。同學(xué)們學(xué)會(huì)了嗎？（生）
師：平行光通過(guò)凸透鏡會(huì)聚于焦點(diǎn)，平行光通過(guò)凹透鏡會(huì)發(fā)散開(kāi)來(lái)，有沒(méi)有焦點(diǎn)和焦距呢？
師：如圖所示，平行于主光軸的光線通過(guò)凹透鏡后發(fā)散，但發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線相交于主光軸上一點(diǎn)，它不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，叫虛焦點(diǎn)(F)。虛焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)。
設(shè)計(jì)意圖：有了凸透鏡的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)了，和剛才方法一樣我們來(lái)研究凹透鏡對(duì)光的作用。
師：同樣根據(jù)光路可逆，入射光線的延長(zhǎng)線通過(guò)另一側(cè)的虛焦點(diǎn)經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出。
師：是不是經(jīng)過(guò)透鏡的光一定會(huì)發(fā)生偏折呢？有沒(méi)有不偏折的特殊情況？同學(xué)們學(xué)習(xí)物理就要有勇于探究的精神，請(qǐng)大家利用器材找一找，有沒(méi)有這樣的光線？有幾條？（生）
師：同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了過(guò)光心的光線傳播方向不變，這樣的光線有無(wú)數(shù)條。
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出凸透鏡、凹透鏡的特殊光線。
師：通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，以及折射知識(shí)一起來(lái)總結(jié)一下透鏡的三條特殊光線：
一條是過(guò)光心的光線傳播方向不變；（生）
一條是平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡折射后通過(guò)焦點(diǎn)，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線通過(guò)焦點(diǎn)；（生）
還有一條是經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線，折射后平行于主光軸射出。對(duì)著凹透鏡異側(cè)虛焦點(diǎn)入射的光線，折射后平行于主光軸射出 。（生）
設(shè)計(jì)意圖：及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。
任務(wù)3 會(huì)聚和發(fā)散的奧秘
師：今天學(xué)習(xí)了透鏡對(duì)光的作用，為什么凸透鏡、凹透鏡對(duì)光有不同的作用呢？下面我們進(jìn)一步了解透鏡對(duì)光具有會(huì)聚或發(fā)散作用的原因。
師：同學(xué)們可以根據(jù)光的折射特點(diǎn)畫(huà)出光在三棱鏡內(nèi)和離開(kāi)三棱鏡后行進(jìn)的路徑。（生）
師：透鏡可以看作是由多個(gè)棱鏡組合而成的，就這樣三棱鏡組合的折射現(xiàn)象變成了凸透鏡的會(huì)聚和凹透鏡的發(fā)散。所以凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。
設(shè)計(jì)意圖：用幾個(gè)棱鏡進(jìn)行不同的組合，并且使用多媒體動(dòng)畫(huà)形式，展現(xiàn)透鏡其實(shí)就是棱鏡的組合。學(xué)生觀看幻燈片，動(dòng)畫(huà)的形式易于學(xué)生理解。
師：生活中透鏡的應(yīng)用很廣泛，例如：照相機(jī)、投影儀、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等都是它的一些應(yīng)用。
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“照相機(jī)、投影儀、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡”等常見(jiàn)生活現(xiàn)象，體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用。
師：科學(xué)家利用凸透鏡對(duì)太陽(yáng)光的會(huì)聚作用，制成了球形透鏡太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，野外生存可以用冰取火。但凡事有利就有弊，有時(shí)也容易引發(fā)火災(zāi)，想一想同學(xué)們?cè)趹敉饣顒?dòng)時(shí)，帶有水的礦泉水瓶能不能亂扔 （生）知道原因嗎？（生）帶有水的礦泉水瓶相當(dāng)于凸透鏡，會(huì)聚太陽(yáng)光，焦點(diǎn)處溫度高，容易起火，所以烈日下一般不澆花、不洗車，道理是一樣的，怕水珠聚光后燒花葉、燒車漆。愿每一位同學(xué)都做一個(gè)環(huán)保小衛(wèi)士，消防安全小衛(wèi)士。
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)分析透鏡利弊培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀念。能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析日常生活中的安全問(wèn)題，提出解決方案，踐行安全與健康生活，規(guī)范個(gè)人行為。
（三）課堂小結(jié)
師：同學(xué)們，談?wù)劚竟?jié)課你有哪些收獲，一起總結(jié)一下。(生）
設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生自己梳理本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)，鍛煉他們的綜合分析的能力。學(xué)生匯報(bào)時(shí)教師將碎片化的知識(shí)運(yùn)用思維導(dǎo)圖的形式結(jié)構(gòu)化。
（四）課堂反饋
課堂練習(xí)
（五）知識(shí)升華
螺紋透鏡與平凸透鏡相比具有厚度薄，重量輕，透光好，易加工等特點(diǎn)，它的開(kāi)拓、研發(fā)依托于凸透鏡的創(chuàng)新。

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