《科學探究：凸透鏡成像》名師教案

第四章

多彩的光《第五節(jié)

科學探究：凸透鏡成像》教案重慶市兩江中學校

唐菊

【教學目標】

一、知識與技能

1、認識凸透鏡及其特點。

2、理解凸透鏡成像規(guī)律。

二、過程與方法

1、通過實驗探究，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和分析能力。

三、情感態(tài)度與價值觀

通過實驗中的交流與合作激發(fā)學生對科學的求知欲，培養(yǎng)學生探索自然探究生活的樂趣，通過觀看單反相機鏡頭的生產(chǎn)視頻激發(fā)學生對物理的學習興趣。

【教學重、難點】

一、重點

1、凸透鏡知識及其特點。

2、凸透鏡的成像規(guī)律。

二、難點

1、科學探究凸透鏡的成像規(guī)律。

【教學方法】

講授法、觀察法、討論法、實驗法、合作探究法、對比法、比較歸納法

【教具準備】

多媒體課件、光具座、光屏、厚度不同的凸透鏡、蠟燭、近視眼鏡、凹透鏡、火柴、視頻短片

【課時安排】

第一課時

【教學過程】教師活動學生活動設(shè)計意圖一、

新課引入

問題：同學們，在我們的生活中總會有很多精彩時刻，也會有很多美好的瞬間。那么，你們是如何留住生活中的這些美好瞬間的呢？

師：你們剛才所說的照相機攝影機之所以有這個功能是因為它的鏡頭里有一個很重要的部分——透鏡。隨著科學技術(shù)的發(fā)展像這樣的玻璃元件在生活中有很多應用。（多媒體展示各種透鏡產(chǎn)品。）

二、

新課教學

1、認識透鏡

師：我今天呢也給大家?guī)砹藘深愑玫淖顝V泛的透鏡。（拿出準備好的放大鏡和凹透鏡。）請同學們觀察這兩類透鏡有什么不同？

總結(jié)：透鏡可以分為兩類。

凸透鏡：中間厚邊緣薄。

凹透鏡：中間薄邊緣厚。

師：我們本節(jié)課的重點是學習運用最廣泛的“凸透鏡”。接下來我們對它做進一步的了解。

2、了解凸透鏡及其相關(guān)概念

師：首先我們要了解凸透鏡的作用及其有關(guān)的基本概念。（多媒體展示圖片）

光心：

透鏡的中心稱為光心(O)。

主光軸：過焦點和光心的直線叫主光軸。

焦點：平行光經(jīng)凸透鏡會聚的點稱為凸透鏡的焦點(F)。

演示：平行光經(jīng)過透鏡后是如何會聚于焦點的，焦點處應該有一個最小最亮的光斑。

焦距：焦點到光心的距離稱為焦距(f)。

師：正是因為凸透鏡對光有會聚作用而且這個會聚的能力是可以調(diào)節(jié)的，所以它才可以被安裝在照相機攝像機的鏡頭里。

3

、實驗探究：凸透鏡成像

(1)提出問題

師：那么利用凸透鏡能成什么樣的像呢？那些因素影響了凸透鏡的成像呢？這里老師先給你們補充點基礎(chǔ)知識：

物距：物體到光心的距離（u).

像距：像到光心的距離（v).

(2)猜想與假設(shè)

師：凸透鏡可能成正立、倒立、放大......成像情況可能跟物距u、透鏡的焦距f、像距v......有關(guān)。

(3)設(shè)計實驗與制定計劃

實驗器材：光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏、火柴當光屏上出現(xiàn)最亮最清晰的像時才是我們需要的像。

實驗中要解決的問題：

1、實驗環(huán)境是亮點好還是暗點好？

2、怎樣才能把像落在光屏的中央？

3、實驗中我們固定誰？移動誰?

4、我們需要記錄下那些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象？

師：現(xiàn)在實驗中的關(guān)鍵問題已經(jīng)解決了，請同學們繼續(xù)努力討論出具體的實驗步驟和小組的具體分工。

（4）進行實驗與收集證據(jù)

實驗步驟：

1、將蠟燭、凸透鏡、光屏按順序放在光具座上，調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一水平高度。

2、將蠟燭放在離凸透鏡教遠處（物距u>4f，u>2f，u=2f，f<u<2f，u=f，u<f）,調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在光屏上成一個清晰的像，觀察像的大小、正倒、讀出此時的物距u和像距v。填寫下表：

師：現(xiàn)在萬事俱備只欠東風，就請同學們用桌上的實驗器材來驗證我們的猜想吧！請大家以小組為單位，完成實驗填好實驗記錄單。

（5）分析與結(jié)論

師：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數(shù)據(jù)。我們來看看這些數(shù)據(jù)反應出了怎樣的實驗規(guī)律？（展示學生的實驗數(shù)據(jù)表格共同分析數(shù)據(jù)）

師：科學家也是這樣經(jīng)過實驗探究、分析數(shù)據(jù)從而找出規(guī)律的。

三、知識升華

師：知識的可貴在于可以用它來解釋生活的現(xiàn)象探索未知的世界。我們的照相機，投影儀的鏡頭都是一個凸透鏡都用到了凸透鏡成像原理。你們能不能用今天所學來解釋它們屬于凸透鏡成像的那一種情況？

問題：那么就用這么一個凸透鏡就能制造出拍照效果那么好的單反相機嗎？（播放“單反相機鏡頭加工流程”）。

師：原來鏡頭內(nèi)安裝了四五個攝像頭呀，可是不管里面安裝了幾個凸透鏡它的原理一定是我們今天所學?！蚁Ｍ麑碛幸惶炷銈円材苡梦锢碇凶詈唵蔚脑碇圃斐鲎罡呖萍嫉漠a(chǎn)品。

四、課后鞏固

操作：結(jié)合今天所學運用你們身邊的器材自制一個照相機。討論：我們可以用手機拍照；用照相機照相；開啟攝像頭直接錄像......

觀察：老師展示出各種運用透鏡的產(chǎn)品：照相機、攝像機、投影儀、眼鏡、放大鏡、投影儀......

活動：仔細觀察桌上的兩塊透鏡，并用手去感知它們的厚薄。帶眼鏡的同學取下自己的近視眼鏡和桌上的透鏡進行比較。得出：一類中間厚邊緣薄，另一類中間薄邊緣厚；他們的近視眼鏡也是中間薄邊緣厚，但是厚度和老師給的不一樣。同時不同的同學所帶的眼鏡厚度也不一樣。關(guān)注：黑板上的圖像，結(jié)合老師的講解對相關(guān)概念進行理解。

活動：仔細觀察兩塊不同的透鏡，雖然都是中間厚邊緣薄但是厚度不同。而且越厚的那塊凸透鏡標的焦距越大，這說明凸透鏡的焦距與它的厚度有關(guān)。

猜想：大膽說出自己的猜測：透過凸透鏡看到的像可是正立、倒立、放大、縮小、甚至等大的像。而這個情況由燭焰到透鏡的距離和像與凸透鏡的距離共同決定。像有的時候模糊有的時候又清晰......

討論：直接從光具座上讀出物距和像距；把燭焰、凸透鏡、光屏的中心調(diào)到同一高度；光學實驗環(huán)境暗一點好；我們需要記錄下：物距、像距、像的大小、正倒；實驗中可以固定燭焰也可以固定凸透鏡甚至還可以固定光屏；我們需要通過實驗的到正立、倒立的像，還要的到放大、縮小、等大的像；我們可以把物距由遠調(diào)到近，這樣有規(guī)律些。

分享：抽成績好的小組來分享他們設(shè)計的實驗步驟。實驗快結(jié)束時找一組實驗成功的同學上來做演示實驗?；顒樱哼M行實驗并記錄下相應的實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。并到講臺上來演示實驗過程。討論總結(jié)：總結(jié)分析數(shù)據(jù)得出凸透鏡成像的規(guī)律。

運用：運用所學解釋生活中的照相機、投影儀、放大鏡......現(xiàn)象。感受：觀看視頻感受科技。由學生自己說出照相機、攝影機這兩種最重要的光學元件應用。

認識到光學儀器在生活中的廣泛應用。初步認識凸透鏡和凹透鏡。了解在結(jié)構(gòu)上的不同。用傳統(tǒng)的講授法并借助圖像加深對基本概念的理解。

了解凸透鏡的焦距特點，為后面凸透鏡成像的實驗探究和第六節(jié)《神奇的眼睛》打下基礎(chǔ)。通過猜想環(huán)節(jié)讓學生自己把可能存在的影響因素都總結(jié)歸納在了一起，方便了后面的設(shè)計實驗與制定計劃。

這里選擇把實驗中的關(guān)鍵問題直接擺出來是為了以問題為線索幫助學生通過自己思維來完善實驗計劃。同時也把實驗中最容易出錯的地方解決了。給那些未實驗未成功的小組做一次演示，讓他們反思自己。同時也借這一小組來規(guī)范實驗操作。

活學活用，回歸生活。情感升華，激發(fā)學生學習的斗志。

鍛煉學生的創(chuàng)新能力和動手能力?！景鍟O(shè)計】

第五節(jié)

科學探究：凸透鏡成像1、凸透鏡：中間厚邊緣薄。

2、凸透鏡的作用及相關(guān)概念

3、實驗探究：凸透鏡的成像規(guī)律。

(1)提出問題

(2)猜想與假設(shè)

(3)設(shè)計實驗與制定計劃

（4）進行實驗與收集證據(jù)

（5）分析與結(jié)論

【課后反思】

實驗四

凸透鏡成像實驗目標：探究凸透鏡所成的像的大小、正倒、虛實與物距的關(guān)系。

實驗儀器：光具座、光屏、厚度不同的凸透鏡、蠟燭、凹透鏡、火柴。過程與方法：

1、將蠟燭、凸透鏡、光屏按順序放在光具座上，調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心大致在同一水平高度。

2、將蠟燭放在離凸透鏡教遠處（物距u>4f）,調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，