資源簡介

《探究凸透鏡成像規律》課堂教學設計
學 科
物理
版本冊數
滬科版八年級
課目名稱
探究凸透鏡成像規律
共1課時
教學目標
1、知識與技能
（1）知道并能識別凸透鏡和凹透鏡；知道凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發散作用；知道透鏡的主光軸、光心、焦點和焦距。
（2）理解凸透鏡成像的規律及簡單應用。知道實像與虛像的區別。
（3）知道凸透鏡在照相機、幻燈機和放大鏡中的應用。
2、過程與方法
經歷凸透鏡成像規律的探究過程，感受觀察、比較、歸納、推理等科學方法。
3、態度、情感與價值觀
（1）在學習凸透鏡成像的應用中感悟生活中處處有物理，用所學知識解釋生活現象
（2）通過小組實驗中互相配合、相互交流，養成合作學習的良好習慣。
（3）通過凸透鏡成像規律的學習，體會事物從量變到質變的辯證關系。

教材分析
本節選自滬科版《物理》八年級下冊，是初中物理光學的重要內容，凸透鏡成像又是初二物理知識的重點，本節既是學習凸透鏡成像原理，又是進一步學習眼睛成像和照相機等儀器原理的基礎，是一節集物理現象、物理概念、物理規律于一體的課。這章的內容涉及到透鏡對光的作用，凸透鏡成像的規律以及凸透鏡的應用。其中透鏡對光的作用是光折射規律的具體應用，而凸透鏡成像的規律又與實際生活聯系緊密，因此本節內容是初中物理中的一個重點知識。
學習本節內容需要光的折射規律、虛像和實像的概念等準備知識。
學生分析
學生分析通過上節課的學習，學生已經知道了光的折射規律。但由于初二的學生認知能力還比較低，對知識的歸納概括以及遷移能力還不強。所以要把折射規律和凸透鏡成像聯系起來還比較困難。對于凸透鏡也僅僅知道它叫放大鏡，能把物體放大，但對凸透鏡能成縮小實像和放大實像他們是知之甚少的。所以本節的教學要求教師積極引導，學生主動參與。通過實驗探究的過程，感受實驗、歸納的科學方法，體會事物的發展變化是有規律可循的，同時知道量變會引起質變的辯證關系。
教學過程
教學環節
教學內容
教師活動
學生活動
媒體、資源使用方式方法
引入
新課授課過程
一、引入新課（5分鐘）
二、認識兩種透鏡

主光軸、光心
透鏡對光的作用、焦點、焦距
視頻：南極考察隊的隊員們，在丟失火種的情況下，他們面對寒冷和饑餓威脅，開動了腦筋，終于用“冰”重新取得了火種。
1、我們戴的眼鏡，照相機、望遠鏡的鏡頭都是透鏡。
2、透鏡根據形狀分為凸透鏡和凹透鏡。中間厚邊緣薄的是凸透鏡。中間薄邊緣厚的是凹透鏡。我們來觀察下面的透鏡各是哪種透鏡：
3. 主光軸和光心
主光軸：組成透鏡的兩個球的球心連線叫主光軸.光心：在主光軸上有一個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變，這一點叫透鏡的光心，可以認為透鏡的光心就在透鏡的中心
4.透鏡對光的作用，焦點、焦距
問：同學們現在從透鏡盒中拿出一個凸透鏡，正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側，來回移動，觀察有什么變化？
問：太陽光透過凸透鏡后在紙上出現亮點，太陽光變得更集中還是更分散？那么光通過凹透鏡呢？
演示：凸透鏡和凹透鏡對平行光的作用
用激光演示器將平行光射向凸透鏡和凹透鏡，觀察到經過凸透鏡的光相互靠攏，經過凹透鏡的光相互遠離.射到地面的太陽光是相互平行的，叫做平行光，凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點（focas)，用“F”字母表示，焦點到光心的距離叫做焦距（focal length）.用“f”字母表示.（課本圖3.1—5所示）凹透鏡使平行于主光軸的光線發散，它沒實焦點，但通過凹透鏡的光反向延長也可以交在主光軸上一點，這點是凹透鏡的虛焦點.
實驗：如何找焦距？
提問：根據光路可逆，怎么讓點光源發出的光成為平行光？
質疑：冰，怎么可以取火呢？是否任意一塊冰對著太陽光都能取火？
由老師引導，學生一一認識圖中的透鏡，加以區分
學生活動：摸摸自己的眼鏡片，根據形狀判斷近視鏡片是哪種透鏡
認識主光軸和光心
由學生回答透鏡的種類
聽講
實驗，并回答問題
學習焦點、焦距的概念
學生分小組討論并回答
學生實驗：利用本節所學的知識解釋“用冰取火”的原理，再利用太陽光（沒有陽光可用手電筒或日光燈代替）、凸透鏡、白紙大致測定凸透鏡焦距。
視頻直觀，用“神奇”使學生產生濃厚興趣
從生活走入物理。
通過常見物品的圖片，從物理走入生活
展示圖片，通過問答的形式認識凸透鏡對光的匯聚作用
展示凸透鏡實物，并聯系生活中的應用，為引入凸透鏡成像做準備
三、探究凸透鏡成像的規律（30分鐘）
大家知道照相機前面有個鏡頭，鏡頭的作用就相當于凸透鏡。來自物體的光通過鏡頭后聚在膠卷上，形成一個縮小像。
放大鏡就是一個凸透鏡，它所成的像是放大的。
實驗：我們通過凸透鏡觀察花，會看到什么現象？
提出問題：隔著凸透鏡看物體，物體總是放大的嗎？
學生接過凸透鏡，觀察后回答：
花變大了
讓一名學生將凸透鏡放在窗戶邊，通過透鏡觀察窗外。學生觀察后回答：
凸透鏡把人縮小了，而且人倒過來了
凸透鏡可以成不同性質的像
使用凸透鏡，學生動手觀察凸透鏡成像的情況
認識像距、物距、實像、虛像
介紹實驗
準備實驗
明確實驗要求
探究活動
結論分析
看來凸透鏡不止能成一種像，我們今天就通過實驗來探討凸透鏡的成像規律。
二、制定計劃
同學們討論一下，要探究凸透鏡成像規律，需要哪些器材？
非常好！這就是我們實驗要使用的器材：
很好。那么凸透鏡成不同的像與什么因素有關？想想成像特點與什么因素有關？
正確。凸透鏡到物體的距離叫物距u，凸透鏡到像的距離叫像距v，能在光屏上觀察到的是實像，不能在光屏上觀察，但能直接用眼睛觀察的是虛像。這都是我們今天要研究的。
介紹光具座上各部分的名稱
在使用光具座時，像的位置和光屏的位置具有不同的含義。如果移動光屏使它得到清晰的像，這時光屏的位置就是像的位置
為了使像成在光屏的中央，調整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心和燭焰的中心在同一高度。（強調不是同一直線）
進行實驗并收集證據
指導學生完成以下準備工作：
將f=10cm的凸透鏡固定在光具座的中間位置，在光具座的刻度尺上的一倍焦距處和二倍焦距處貼上小紅點標記。
將蠟燭和光屏分別放在凸透鏡的兩側，點燃蠟燭，調節燭焰的中心、透鏡的光心、光屏的中心大致在一條直線上。
準備工作完成，請大家積極參與、探究凸透鏡的成像特點！
明確實驗要求：
實驗要求：
1．態度認真，一絲不茍。
2．光屏上的像一定要明亮，清晰。
3．多次進行測量，仔細觀察，做好記錄進行實驗。
學生每2人一組按如下步驟進行實驗探究：
1．把蠟燭放在較遠處，使物距u＞2f，使燭焰在光屏上成清晰的實像，觀察實像的大小和正倒，測出物距和像距u（像到凸透鏡的距離）。
2．把蠟燭向凸透鏡移近，使物距在2f和f之間，即2f＞u＞f，重復以上操作，進行觀察和測量。
3．繼續移近蠟燭，使物距u＜f，在屏上還能得到蠟燭的像嗎？怎樣才能觀察到蠟燭的像？是虛像還是實像？觀察像的大小、正倒、測出物距，估測出像距。
按上述計劃操作，把數據和觀察結果填入右表中。
分析表格中的數據：把每一次的物距、像距與透鏡的一倍焦距、二倍焦距比較，按照探究開始時提出的問題，讓學生自己論證總結出凸透鏡的成像規律，并讓他們書面或口頭表述自己的觀點
總結：
1、u=f是實像和虛像的分界點。
2、u=2f是成放大實像與縮小實像的分界點。
3、成實像：像倒立，物象異側，u減小，v變大，像變大；
4、成虛像，像正立，物象同側，u減小，v變小，像變小
學生們知道了成像大小與物距的關系之后，讓他們進一步對探究所得到的數據進行分析和論證，討論并總結出：不管成實像還是虛像，成放大像時必定像距大于物距，成縮小像時必定像距小于物距。
為便于學生記憶可引導學生編成順口溜：
一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近像遠像變大。
師：大家今天都很出色，像科學家一樣成功完成探究任務。（掌聲鼓勵）
展示凸透鏡成像規律FLASH動畫，進一步加深學生印象。
做練習：
練習題此處略
聽講
討論結果：
1、凸透鏡
2、點燃的蠟燭——物體 3、光屏——觀察成像特點
同學回答：通過凸透鏡觀察近處的花，花變大了；然而觀察遠處的人，人卻變小了，所以和凸透鏡距離物體的遠近有關！
另一學生：我明白了，那還需要刻度尺，用它才能測物距和像距！
學生鼓掌！
學生認真觀察如何調整三者在同一高度。
著手調節燭焰、透鏡光心、光屏中心在同一高度
完成實驗并完成表格：
學生按上述實驗步驟進行實驗，交流與合作，將測量數據整理、填表
透鏡焦距f=_____cm
物距與焦距關系
物距u/cm
像的性質
實虛
大小
正倒
位置
u＞2f
U＝2f
2f＞u＞f
U＝f
u教師巡回指導，及時發現問題并對學生啟發和引導。
小組代表發言：
1．u＞f時成實像，u＜f成虛像
2．U＞2f時成縮小實像，u＜2f時
3．成實像時，當物距減小，像距變大，像變大；物距增大時，像距變小，像變小。
4．成實像時，像與物在凸透鏡異側，成虛像時，像與物在凸透鏡同側。
5、實像都是倒立的，虛像都是正立的。
學生饒有興致的觀看動畫
通過聯系鞏固對凸透鏡成像規律的認識。
通過輕松的討論，明確實驗目的和實驗器材
明確目的：探究成像的特點與物距的關系；理清思路：讓發光體通過凸透鏡成像，通過改變物距，觀察像的情況；
3人為一個小組，共20個小組
3位同學分工合作，輪流擔任物距調整、光屏調整和記錄工作
完成表格后，3人共同分析規律，并派一名代表總結。
剛剛完成實驗，再次通過動畫重演實驗，學生有很強的興趣，并且及時驗證自己的實驗。
小結
五、小結（5分鐘）
今天你學到了什么？
請直觀展示你們研究得到的凸透鏡成像規律！
鼓勵學生動手做一個“簡易的照相機模型”
學生歸納總結
用圖像歸納總結，直觀、生動
板書設計
第五節 科學探究：凸透鏡成像
一、兩種透鏡
二、探究凸透鏡成像規律
兩個概念：
1．物距：物體到凸透鏡中心的距離（u）
2．像距：像到凸透鏡中心的距離（v）
（一）提出問題：
凸透鏡成像情況與物距有何關系？
（二）制訂計劃與設計實驗
1、方案：改變物距，并觀察凸透鏡的成像情況
2、器材：光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴等
（三）進行實驗與收集數據
（四）分析論證凸透鏡成像規律
1．當u>2f時，成縮小、倒立的實像；
2．當u=2f時，成等大、倒立的實像；
3．當2f>u>f時,成倒立、放大的實像；
4. 當f>u時，成正立、放大的虛像。
課 后
教學反思
雖然日常生活中用到透鏡的地方很多，但初中學生對透鏡的認識還是比較膚淺，要學生自主探究得到凸透鏡的成像規律難度更大，所以我將此教學活動設計為知識傳授和教師指導下的學生探究相結合的方式，重點放在培養學生分析論證能力上。整個探究過程不限制學生的思維活動，采集多組原始數據，在教師的指導下，分析論證找到規律。其間，教師的引導格外重要。在這次探究活動中，我主要通過下面的幾個提問，完成對學生的引導作用：
(1) 你認為你組同學有哪些與探究活動無關的活動?
(2) 你組同學是否得到了蠟燭的像?
(3) 你組同學光具座上物體排列的順序是怎樣的?
(4) 你組同學在活動中，為了得到清晰的像，移動了哪些器件?有哪些沒移動?你認為他們如此移動可行嗎?如果移動顯得混亂，不益于研究問題，你認為該怎么固定、移動?
(5) 你組同學得到了哪些像?(放大、縮小、等大的)
(6) 你組同學測出了各種情況時的物距和像距?
通過本次活動，學生既學到了知識，又得到了科學思維和方法的熏陶。使學生體會到成功的喜悅，并充分體現了物理課程的價值。
通過給學生創設問題情景，讓學生提出問題，教師進行簡單的分析，點明本節課要研究的內容，讓學生動手設計實驗方案，動手做實驗，讓學生成為課堂的主人翁，突出學生的主體地位，在學生探究有困難時，教師及時點撥，以通過讓學生親自動手實驗，營造民主、和諧、合作的探究氛圍，給學生主動探索、自主學習和提高能力留有充足的空間，整節課讓學生多動手，多操作，突出學生的主體地位。教師成為學生學習的合作者、引導者、參與者。通過使用多媒體技術，幫助學生掌握凸透鏡成像規律，優化課堂教學，提高課堂教學效率和質量。用實驗組織教學，分層次展開教學，環環入扣，力求培養學生的自主探究意識、方法和能力，在實驗中獲得技能方法、在交流中獲得知識結論、在練習中得到鞏固提高；
教師的引導作用，在適當的時機，用合適的方法對學生的探究方法、合作意識、操作技能等各方面作指導，以求學生能迅速得到提高。這就是我這節課的想法與收獲！

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