凸透鏡成像教學(xué)設(shè)計(jì)

1、八年級物理第四章 多彩的光第五節(jié) 科學(xué)探究：凸透鏡成像授課教師 : 李明先教學(xué)目標(biāo)知識與技能1. 知道物距、像距的概念。2. 理解凸透鏡成像的規(guī)律。3. 學(xué)會(huì)“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)的操作技能。過程與方法1. 學(xué)會(huì)用控制變量法設(shè)計(jì)探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)方案， 會(huì)根據(jù)方案選擇合適的器材， 初步體會(huì)科學(xué)探究的方法。2. 培養(yǎng)學(xué)生收集和處理數(shù)據(jù)的能力，對探究結(jié)果進(jìn)行交流、評價(jià)的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1. 在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的過程中，養(yǎng)成認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。2. 通過匯報(bào)凸透鏡成像的不同情況的過程，體驗(yàn)合作交流在探究中的重要性。教學(xué) 重難點(diǎn)重點(diǎn)體驗(yàn)探究的過程，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

2、歸納，得出凸透鏡成像規(guī)律難點(diǎn)在探究成像規(guī)律的過程中，像與物所在范圍的確定教學(xué)準(zhǔn) 備1.教師器材：多媒體（拍攝應(yīng)用凸透鏡的實(shí)例的圖片和實(shí)驗(yàn)的圖片，制作數(shù)據(jù)處理課件）等。2.學(xué)生器材： LED燈、蠟燭，、凸透鏡（ f=10cm ，f=8cm）、光屏、光具座、小魔筒。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間安排教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)資源安排及設(shè)計(jì)意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課展現(xiàn)生活中的場景 : 掛在草葉上的露珠倒映出白菊花縮小的像、滴在文 字上的水滴把字放大和教室里的投影儀的鏡頭可以放大圖片。 引導(dǎo)分析都是 凸透鏡，所成的像一會(huì)變大，一會(huì)變小，那么凸透鏡成像有什么規(guī)律呢？從 而引出探究的課題。觀察思考用生活中常見簡單的物品

3、來做實(shí) 驗(yàn)，觀察到不同現(xiàn)象， 激發(fā)學(xué)生的興趣 和求知欲望。體現(xiàn)“從生活走向物理” 的理念，讓學(xué)生感知物理就在生活中。二、新課教學(xué)小魔筒游戲：學(xué)生動(dòng)手親自體驗(yàn)凸通過學(xué)生自己動(dòng)手，激發(fā)探究的激提供器材： LED燈、小魔筒、1. 提出問題兩只焦距不同的凸透鏡。透鏡的神奇。情。進(jìn)行猜想讓學(xué)生只通過小魔筒和增加交流大家的觀察結(jié)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考， 透過現(xiàn)象看不同的凸透鏡后觀察 LED燈的字母“ F”。匯報(bào)各自看到的現(xiàn)象。果，產(chǎn)生疑問。本質(zhì)，能對現(xiàn)象進(jìn)行思考提出問題。由此引起學(xué)生的驚奇和疑問：為什么看同樣的“F ”，有大有小、有正有利用圖片學(xué)習(xí)物距的概念， 為下面倒？從而提出要探究的問題，并為猜想提供了依

4、據(jù)?！咎岢鰡栴}】通過觀察現(xiàn)象，引起的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。凸透鏡成像可能與什么因素有關(guān)呢？驚奇并產(chǎn)生疑問：凸透鏡【猜想】生：可能凸透鏡的位置不同，可能和焦距有關(guān)等。成不同的像由什么決定？利用圖片引導(dǎo)學(xué)生，得到物距的概念： 物體到凸透鏡的距離。有根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有依引導(dǎo)學(xué)生有根據(jù)地的進(jìn)行猜想。2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】據(jù)地進(jìn)行猜想。引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)猜想， 凸透鏡成像可能與物距和焦距有關(guān)。 由一個(gè)量和幾個(gè)量的關(guān)系引出探究的方法控制變量法，進(jìn)而提出問題，讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)思路。問題：如果要探究凸透鏡成像與物距的關(guān)系，該怎么做？師引導(dǎo)生分析實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)器材的選擇的意圖：生：用焦距一定的凸透鏡，改變物距，

5、觀察凸透鏡成像情況；學(xué)生帶著問題， 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，（1）原來的實(shí)驗(yàn)使用的發(fā)光物體一追問：如果要探究凸透鏡成像與焦距的關(guān)系呢？生：控制物距不變，改變焦距，觀察凸透鏡成像情況。般為蠟燭，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的像亮度在實(shí)驗(yàn)思路明晰的基礎(chǔ)上先探究凸透鏡成像與物距的關(guān)系。 選擇的實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適低，不容易比較等大的像。 而本實(shí)驗(yàn)中器材有：1凸透鏡：一只焦距為 10cm 的凸透鏡。的實(shí)驗(yàn)器材，認(rèn)清每種器采用 LED燈，亮度增大， 燈顯示的字母2發(fā)光物體：課本上用蠟燭做為發(fā)光物體，今天改用“F ”字樣的 LED材的作用和用法。由學(xué)生F 成像后像的上下左右的顛倒都能看燈，并說明實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的好處。3光屏：引導(dǎo)學(xué)生

6、觀察光屏上的格子。說明用處和讀法。一起分析實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的好處清，燈的大小固定， 在光屏上就可以畫4光具座：把 F 燈、凸透鏡、光屏依次安裝，并對零刻度線進(jìn)行了改等大的格子，成像時(shí)可以很容易得到等進(jìn)。認(rèn)識器材的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)實(shí)大的像，有效突破學(xué)生實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)。3. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究 1分析論證得出結(jié)論先進(jìn)行錯(cuò)誤安裝，讓學(xué)生進(jìn)行分析原因，引導(dǎo)他們知道怎么安裝（發(fā)光 物體、凸透鏡和光屏三者中心在同一高度） ，以及為什么要這么安裝。說明如何找到最清晰的像的操作。強(qiáng)調(diào)如何讀物距和像距： 先利用圖片找到物距和像距。 引導(dǎo)學(xué)生觀察零 刻度線的位置，知道這樣設(shè)置的好處?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】探究實(shí)驗(yàn) 1：在光屏上找凸透鏡成縮小、等大

7、、放大的像。 讓每組學(xué)生通過改變物距， 在光屏上找到縮小、 放大、等大的像各一個(gè)。 比一比看誰做得又好又快，請最快的 3 組同學(xué)把數(shù)據(jù)錄入到電腦中。邊巡視時(shí)邊發(fā)現(xiàn)問題，提醒實(shí)驗(yàn)要注意的問題。1操作要點(diǎn)： （1）LED 燈、凸透鏡和光屏三者中心在同一高度； （ 2）找到最清晰的像的操作方法。2要讀出 u、 v、h，記錄在表格的 1、2、3 行。 3請大家分工合作。學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，獲取數(shù)據(jù)，老師巡視指導(dǎo)。并提醒實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān) 上 LED 燈?！痉治稣撟C】 請幾個(gè)同學(xué)匯報(bào)一下觀察到的像的性質(zhì)。 特別注意強(qiáng)調(diào)實(shí)像的判斷。驗(yàn)操作要點(diǎn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)，分工合作并將數(shù)據(jù)輸入電腦，學(xué)生匯報(bào)觀察到的現(xiàn) 象，分析成像的

8、性質(zhì)。（ 2）在以往的光具座上， 學(xué)生要記 下三個(gè)刻度線， 相減才能得到物距和像 距，本實(shí)驗(yàn)重新打印刻度尺， 將零刻度 線標(biāo)在標(biāo)尺中央， 即凸透鏡的位置， 使 學(xué)生更直觀的讀出物距和像距， 突破了 學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)。（3）以往學(xué)生常常難以理解像的變 化規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)中在光屏上畫有格子， 讓學(xué)生讀出像高的格數(shù)， 比較像放大或 縮小的程度，為像的變化規(guī)律埋下伏 筆。突破學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生合作能力、 觀察能力、 交 流合作精神。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)收集數(shù)據(jù)、 處理數(shù)據(jù) 的能力從數(shù)據(jù)直接得到凸透鏡成像規(guī)律 是以往教學(xué)中的難點(diǎn)， 本節(jié)課設(shè)計(jì)了軟師生分析 1：我們先分析成縮小的像的條件。 （1）對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察

9、并初步分析。探究 2（2）再通過 flash 軟件把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，把物像的情況直觀的顯 示出來。引導(dǎo)同學(xué)仔細(xì)觀察和分析。學(xué)生觀察數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，從中自己歸納得出 結(jié)論引導(dǎo)學(xué)生通過分析圖形找到規(guī)律。并能順利描述出自己的觀點(diǎn)。學(xué)生分析思考、交流學(xué)生實(shí)驗(yàn)：研究 u<f的成像情況。件改用了圖形分析， 讓學(xué)生更加直觀的 得到結(jié)論，突破了難點(diǎn)。啟發(fā)學(xué)生從 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出 規(guī) 律，并能用自己的語言描述結(jié)論。 培養(yǎng) 了分析歸納的能力、語言表達(dá)能力。發(fā)現(xiàn)物理的對稱美， 適時(shí)對學(xué)生進(jìn)行美的教育通過剛才大家的觀察，發(fā)現(xiàn)了什么？ 引導(dǎo)學(xué)生觀察思考得到成縮小像的規(guī)律。結(jié)論： 1u>2f ，成倒立、縮小

10、、實(shí)像 ，f<v<2f ； 2物距減小，像變大，像距增大。分析 2：也把放大像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形進(jìn)行分析，得出結(jié)論。結(jié)論： 1 f<u<2f ，成倒立、放大、實(shí)像 ，v>2f ； 2物距減小，像變大，像距增大。分析 3：再來看等大像的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)？也轉(zhuǎn)換成圖形進(jìn)行分析 得出結(jié)論。結(jié)論： u= 2f，成等大倒立的實(shí)像， v=2f。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生觀察分析圖形， 讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個(gè)很特殊的位置， 這個(gè)位 置即為 2F。物體在這個(gè)位置之外，成縮小像，在這個(gè)位置到F 是成放大像，說明這個(gè)位置是個(gè)放大像和縮小像的分界點(diǎn)。分析結(jié)論后板書：凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)一步引導(dǎo)觀察分析剛才的

11、3 條結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn) （1）成放大像和縮小像時(shí)的物距和像距的區(qū)域很對稱，呈現(xiàn)出物理的 對稱美。適時(shí)對學(xué)生進(jìn)行美的教育（ 2）成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距增大，像變大。探究 2： u<f 時(shí)凸透鏡所成的像。如果物距繼續(xù)減小到一倍焦距以內(nèi)會(huì)怎么樣呢？請同學(xué)們再試試看， 把 數(shù)據(jù)記錄在表格的第 4 行。分析論證得出結(jié)論探究 3分析論證得出結(jié)論4. 歸納總結(jié)得出規(guī)律學(xué)生實(shí)驗(yàn)：指導(dǎo)學(xué)生如何找像。 分析：請學(xué)生描述一下看到的像的性質(zhì)。 生：當(dāng) u<f 時(shí)，成正立，放大的虛像。 注意強(qiáng)調(diào)虛像的判斷。得出結(jié)論： u<f ，成正立，放大，虛像。探究 3： u=f 時(shí)成像情況。再次引導(dǎo)觀察分析結(jié)

12、論， u=2f 是放大像和縮小像的分界點(diǎn)， 那么在實(shí)像 和虛像中間呢？也有一個(gè)分界點(diǎn)，即焦點(diǎn)，那么如果把物體放在焦點(diǎn)，成像 情況又怎樣？學(xué)生實(shí)驗(yàn)：把 LED 燈放在一倍焦距的位置，觀察成像情況。匯報(bào)觀察結(jié)果。得出結(jié)論： u=f ，不成像。 應(yīng)用動(dòng)畫光路圖，利用通過凸透鏡的特殊光線進(jìn)一步分析：像點(diǎn)是光線 通過透鏡的相交于一點(diǎn)形成的， 當(dāng)物體不斷靠近凸透鏡趨向焦點(diǎn)時(shí)， 物距減 小，像距增大，就好像“物在追，像在跑” 。當(dāng)物體趨近于焦點(diǎn)，像越來越 大、越來越遠(yuǎn)，當(dāng)物體到達(dá)焦點(diǎn)時(shí)，出射光線變成了平行光，像到達(dá)無窮遠(yuǎn) 處就看不到了。當(dāng)物越過焦點(diǎn)后，量變引起質(zhì)變，像點(diǎn)是由折射光線反向延 長相交而成的，因此

13、成像發(fā)生了變化，由實(shí)像變成了虛像。因此焦點(diǎn)是實(shí)像 和虛像的分界點(diǎn)。首尾呼應(yīng) :回到課前展示的生活現(xiàn)象和魔筒小游戲， 請學(xué)生用這節(jié)課學(xué)習(xí)的凸透鏡 成像規(guī)律進(jìn)行簡單的解釋?！?質(zhì)疑感悟 】 請學(xué)生自己總結(jié)通過探究學(xué)到了什么？感悟到什么？并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn) 行質(zhì)疑。老師針對學(xué)生的回答進(jìn)行分析、修正和完善?！?歸納總結(jié) 】進(jìn)一步說明， 科學(xué)家經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 用焦距不同的凸透鏡做實(shí) 驗(yàn)，也可以得到同樣樣的成像性質(zhì)，但成像的大小將會(huì)不同。提出新的探究課題：探究物距相同時(shí)，改變像距，觀察凸透鏡成像的 情況。由于時(shí)間關(guān)系，留待課后研究。師小結(jié)：可見，凸透鏡的成像性質(zhì)是由物距與焦距的關(guān)系決定的。但匯報(bào)觀察結(jié)果。

14、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：觀察 u=f 的成像情況。 匯報(bào)觀察結(jié)果。 共同分析在焦點(diǎn)時(shí)的成像 情況 學(xué)生利用凸透鏡成像規(guī)律 進(jìn)行簡單解釋 學(xué)生總結(jié)所學(xué)和感悟，并 可能提出質(zhì)疑。應(yīng)用動(dòng)畫來進(jìn)行進(jìn)一步的分析和 總結(jié)，形象具體地看到隨著物距變化， 凸透鏡成像性質(zhì)改變的整個(gè)過程， 學(xué)生 得到動(dòng)態(tài)體驗(yàn)，更加深理解。滲透物理思想的教學(xué)： 量變引起質(zhì) 變的思想和推理分析的方法。解釋課前問題和實(shí)驗(yàn)，首尾呼應(yīng)。由一個(gè)學(xué)生總結(jié)，其他學(xué)生補(bǔ)充， 修正，讓學(xué)生自己參與到總結(jié)規(guī)律中， 加深了記憶。鼓勵(lì)歸納感悟和大膽質(zhì)疑， 培養(yǎng)學(xué) 生的思維能力和創(chuàng)新意識。加強(qiáng)了師生互動(dòng)和生生互動(dòng)理解性地記憶凸透鏡成像規(guī)律得到結(jié)論后，再引出課后探究問 題

15、，延伸課題。 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究的能 力。即使成像性質(zhì)相同，由于焦距不同，所成像的大小也是不同的，感興趣的同 學(xué)課后可以繼續(xù)探究。投影凸透鏡規(guī)律圖形和內(nèi)容：三、知識應(yīng)用【 學(xué)以致用 】在日常生活中，凸透鏡得到了廣泛的應(yīng)用，如照相機(jī)、投影儀、放大鏡 等，他們的鏡頭都是凸透鏡，只不過成像的性質(zhì)不同。除此之外，透鏡在工 業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事的等領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，我們只有了解和掌握透鏡的基本 知識，將來才能進(jìn)一步研究其他特性，更好的為人類服務(wù)。體會(huì)凸透鏡在生活中的應(yīng)用。作業(yè)1. 課本第 71 頁，第 1、2、3 題。2. 思考：魚缸中的小金魚看起來為什么變大了呢？3. 課后探究：物距相同時(shí)，焦距不同，凸透鏡成像 有何不同？4. 巧記凸透鏡成像規(guī)律：學(xué)唱口訣歌。設(shè)計(jì)意圖體現(xiàn)“從生活走向物理， 從物理走向社會(huì)”的理念。1. 作業(yè) 2 應(yīng)用