科學(xué)探究：凸透鏡成像的教學(xué)設(shè)計

1、科學(xué)探究：凸透鏡成像教學(xué)設(shè)計一、教材分析本節(jié)是初中物理光學(xué)的重要內(nèi)容，凸透鏡成像又是初二物理知識的重點，本節(jié)既是學(xué)習(xí)凸透鏡成像原理基礎(chǔ)，又是進一步學(xué)習(xí)眼睛成像和照相機等儀器原理的基礎(chǔ)，是一節(jié)集物理現(xiàn)象、物理概念、物理實驗、物理規(guī)律于一體的課。二、學(xué)生分析通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了光的折射規(guī)律。但由于初二的學(xué)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(guī)律和凸透鏡成像聯(lián)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。三、設(shè)計思路1、在凸透鏡成像規(guī)律的探究過程中，通過給學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題的情景，充分調(diào)動學(xué)生的

2、積極性，使學(xué)生去討論、去猜想、設(shè)計實驗方案并動手做實驗，讓學(xué)生成為凸透鏡成像規(guī)律的“發(fā)現(xiàn)者”，課堂的主人，使本節(jié)課的教學(xué)過程如研究課題那樣去進行。2、在整個教學(xué)過程中，教師是學(xué)生的合作者、引導(dǎo)者和參與者。教學(xué)過程是師生交流、共同發(fā)展的互動過程。當學(xué)生遇到困難時，教師要和學(xué)生一起猜想、分析，從中點撥其思維。3、教學(xué)的真正目的是讓學(xué)生探索規(guī)律，獲得研究、思維的方法，然后通過方法的獲得以及運用方法探索、創(chuàng)造的過程，使學(xué)生形成對科學(xué)研究有親近熱愛、和諧相融的情感，具有樂于探索物理現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)原理的科學(xué)精神。因此，本節(jié)課將把思維程序作為貫穿整個教學(xué)過程的主線，教給學(xué)生一種研究問題的思維方法，

3、從而培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，尤其是創(chuàng)造能力，達到教學(xué)的真正目的。四、教學(xué)目標根據(jù)全面提高學(xué)生素質(zhì)的總體目標與課程標準的要求以及學(xué)生已有的認識基礎(chǔ)，我確定了本節(jié)的教學(xué)目標如下：1、知識目標（1）知道什么是凸透鏡，以及凸透鏡對光線的會聚作用。（2）知道凸透鏡的光心、焦點、焦距和主光軸（3）通過探究性實驗得出凸透鏡成像的規(guī)律。2、能力目標（1）培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力（2）通過學(xué)生自己制定實驗計劃，進行實驗操作和總結(jié)實驗規(guī)律，培養(yǎng)了學(xué)生實驗?zāi)芰头治鰡栴}解決問題的能力，以及組織協(xié)調(diào)能力。3、情感與價值目標（1）通過探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，有意識的滲透辯證唯物主義觀點。（2）通過介紹我國古代勞動人民利用冰透鏡

4、對準太陽光取火的事例，對學(xué)生進行愛國主義教育和民族自豪感的教育。五、重點和難點凸透鏡對光線有會聚作用和它的成像規(guī)律是本節(jié)的重點。學(xué)生用實驗探究凸透鏡成像規(guī)律是本節(jié)教學(xué)的難點。 六、教具準備1、不同焦距的凸透鏡（f=5cm和f=10cm)；光具座；蠟燭；光屏；火柴；激光手電2、多媒體課件七、教學(xué)流程（一）、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課師：冰鏡能夠取火嗎？生：用冰做成一個凸透鏡，對著陽光，就可以燒著干草師：這位同學(xué)真聰明，能告訴大家你是怎么知道這種方法的嗎？生：從書上看到的。師：書籍是人類進步的階梯，希望大家向這位同學(xué)學(xué)習(xí)，請同學(xué)們看投影：張華(232300)在博物志中云：“削冰令圓，舉以向日，以艾于后承其

5、影，則得火。清代鄭復(fù)光就做過這一實驗。1819年，他取透明度極好的冰，用手工削制成透鏡，因表面“甚難得圓”而招致失敗。后用凹底錫壺，充以熱水，放在冰塊上旋轉(zhuǎn)，得到形狀很好的冰凸透鏡，用它對日聚焦，竟使“火煤”燃燒起來，可見冰鏡取火不是妄說。師：這段文字說明了什么？生：我國古代的勞動人民在很久以前就知道用冰磨成凸透鏡的樣子，來取火。師：從鄭復(fù)光的實驗過程中，我們能學(xué)到什么？生：不怕失敗，勇于實驗的科學(xué)精神。生：能夠改進試驗方法的精神。師：對，只有不怕失敗，勇于實驗，善于實驗的人才能與步步邁向科學(xué)的巔峰。本節(jié)設(shè)計意圖：貼近學(xué)生生活舉例，從生活走向物理，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并不失時機地進行民族自豪

6、感教育（二）學(xué)法指導(dǎo)，探究新知師：請同學(xué)們觀察一下實驗桌上的凸透鏡。（組織觀察、討論分析得出凸透鏡的形狀特征）生：中間突起，邊緣薄一些師板書：1、 凸透鏡：中間厚，邊緣薄的透鏡。師：我們知道了光的折射規(guī)律，那么光線穿過凸透鏡時會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？（1)按照課本圖4-40用激光手電照射凸透鏡，記下觀察到的現(xiàn)象；（2)光線經(jīng)凸透鏡后向主光軸 , 凸透鏡對光線有 作用。學(xué)生通過手中的器材，可以教輕松的完成任務(wù)。在學(xué)生完成任務(wù)后，讓學(xué)生思考以下幾個問題：（1)對照光路畫出光路圖，并在圖中標出主光軸、光心、焦點、焦距。本題的目的是讓學(xué)生對凸透鏡的有關(guān)概念進一步熟悉和掌握。(2)完成下列光路圖：師：利用多媒

7、體投影儀演示凸透鏡對光線的會聚作用，從而介紹幾個相關(guān)名詞：光心、焦點、焦距和主光軸。讓學(xué)生對凸透鏡的作用有進一步的認識，并熟練掌握凸透鏡3條特殊光線的作圖方法。本節(jié)設(shè)計目的：通過學(xué)生觀察實物、動手實驗和多媒體課件展示，使學(xué)生能直觀的、快速的認識凸透鏡對光線的會聚作用。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，實驗?zāi)芰蜌w納概括能力，符合其認知規(guī)律。1、.提出問題師：請同學(xué)們先拿著凸透鏡近距離的觀察書上的字，再拿著凸透鏡慢慢的遠離書上的字，或者觀察遠處的物體，思考：通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？生：我看到一個清晰的放大、正立的像，當我移到透鏡時像會變大，再移動像就模糊不清了師：很好，你的發(fā)現(xiàn)真不錯，其他同學(xué)這種

8、感受嗎？（有）師：用凸透鏡觀察遠處的物體，同樣移動凸透鏡對比下像有何變化？生：我看到一個倒立的、縮小的像，移動透鏡時像會變大師：很好！同學(xué)們剛剛我們用同一個凸透鏡觀察物體看到不同的像，請你樣回顧剛才的操作想一想：像為什么會不同呢？可能與什么因素有關(guān)系呢？2、提出猜想生：與物體到凸透鏡的距離有關(guān)系，也可能與像到凸透鏡的距離有關(guān)系。師：你猜想的真好，猜想是否正確呢？生：需要驗證才知道3、設(shè)計實驗：師：好，下面請同學(xué)們閱讀教材67-68頁，并思考老師提供的問題：投影導(dǎo)學(xué)思考題:（1）. 實驗需要哪些器材?有何作用?如何組裝?（2）. 需要測哪幾種像?（3）. 怎樣找到這些像?（4）. 記錄哪些數(shù)據(jù)?

9、（5）. 小組成員如何分工?生：以小組為單位開始合作討論，或者用器材進行操作，解決以上問題。生：蠟燭、光屏、火柴、底座、凸透鏡，把它們都放在底座上調(diào)整高度就可師：糾正“底座”名叫光具座，生：上臺展示其實驗方案。師：點撥實驗方案。（哪是物距呢？哪是像距呢？是不是在光屏上得到像后，記錄下物距、像距和成像情況，做完這一次實驗就行了呢？為了使得出的結(jié)論更加準確，可以取不同的物距多做幾次，具體情況可參照你們報告單上的實驗記錄表格進行。） 4、進行試驗與收集證據(jù)（課件出示實驗注意事項：調(diào)整燭焰焰心、透鏡光心、光屏中心在同一高度；必須在光屏上成清晰的像。）師：這是實驗時大家必須注意的。第一條，為什

10、么要求在同一高度呢？這樣可以保證像能成在光屏上。第二條，只有光屏上成清晰像時，光屏所在的位置才是像的位置。生：學(xué)生進行實驗，教師巡視指導(dǎo)。經(jīng)過一段時間的實驗，學(xué)生中大致會出現(xiàn)三種情況：A 、沒有找到像；B、找到了放大或縮小的像；C、光屏上燭焰的輪廓不清晰，本不是像。對A種情況，老師稍加提示，使之轉(zhuǎn)變成第二種情況。針對部分學(xué)生可能會對像產(chǎn)生的誤解，教師要明確的指出：有的同學(xué)找到的不是像，同學(xué)們也許會感覺疑惑，急于想知道自己找到的是不是像，老師這時再通過演示實驗強調(diào)如何找像，什么是像。 師：指導(dǎo)實驗：蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距(2f)處，你猜會觀察到什么樣的像。(試試看)把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦

11、距(f)處，又會出現(xiàn)什么情況？(先猜，后試試)請學(xué)生把實驗中得出的數(shù)據(jù)填入學(xué)案的表格內(nèi)。 凸透鏡焦距f=10cm 次數(shù)物距范圍物距u（cm）像的性質(zhì)像距v（cm）正倒大小實虛1u2f      2     32fuf      4     5uf      6     5、數(shù)據(jù)分

12、析與論證師：請同學(xué)們以小組為單位，分析討論凸透鏡成不同的像時，物距和焦距之間有什么規(guī)律。課件出示：凸透鏡的成像情況與哪個因素有關(guān)？像的虛實：凸透鏡在什么條件下成實像？在什么條件下成虛像？像的大小：凸透鏡在什么條件下成縮小實像？在什么條件下成放大實像？有沒有縮小的虛像？像的正倒：凸透鏡所成的像有沒有正立的實像？有沒有倒立的虛像？生：討論分析總結(jié)，并展示。學(xué)生在討論后可以得出成各種不同像時的規(guī)律，在綜合結(jié)論時學(xué)生對于大于1倍還是2倍焦距可能存在疑問和不足，在這里可設(shè)計兩個問題：讓學(xué)生將成倒立放大像時的物距和成倒立縮小像時的物距比較，都大于焦距，但大的程度是否相同？將蠟燭在略小于2倍焦距處經(jīng)過2倍焦

13、距向略大于2倍焦距處移動，讓學(xué)生觀察像的變化。師：根據(jù)學(xué)生的分析，板書凸透鏡成像規(guī)律6、拓展與交流師：在學(xué)生完成成像規(guī)律的總結(jié)后，讓學(xué)生動手研究以下問題：把蠟燭分別放在焦點和2倍焦距處，觀察所成的像，并思考蠟燭放在1倍焦點處為什么不成像？將凸透鏡1半遮住，觀察成像有何變化。將蠟燭逐漸向凸透鏡靠近，觀察成像大小及光屏的位置有何變化。生：小組探究，討論交流第一個問題讓學(xué)生認識在焦點上不成像、在2倍焦距處成等大的像，并引導(dǎo)學(xué)生并討論這兩個點作為分界點的作用，認識“一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小”，加深學(xué)生對成像規(guī)律的理解。第二個問題將凸透鏡1半遮住，透過光線變少，所成的像會變暗，并不像學(xué)生想象的變成一半，讓學(xué)生進一步認識凸透鏡成像原理；中考中要求學(xué)生理解像距和物距的定性關(guān)系，第三個問題將蠟燭逐漸向凸透鏡靠近，可讓學(xué)生讓學(xué)生進一步明確“物近像變大變遠、物遠像變小變近”的道理。(三)、模擬演示，再現(xiàn)規(guī)律多媒體動畫再現(xiàn)