探究凸透鏡成像規(guī)律教學(xué)設(shè)計

張勇

一、學(xué)習(xí)目標

（一）知識與能力

1.理解凸透鏡的成像規(guī)律。

2.知道凸透鏡所成像的虛實、大小、倒正與發(fā)光體位置的關(guān)系。

3.理解實像和虛像的區(qū)別。

（二）過程與方法

1.能在探究過程中初步獲得提出問題的能力。

2.能在探究活動的全過程中學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。

（三）情感態(tài)度與價值觀

1.激發(fā)學(xué)生的求知欲，使學(xué)生樂于參與物理課堂教學(xué)，并能夠讓學(xué)生體會探究成功的喜悅。

導(dǎo)學(xué)前測：讓學(xué)生猜想凸透鏡可以成什么樣的像呢？

猜想：放大的、等大的、縮小的，可能倒立也可能正立。

二、互動導(dǎo)學(xué)

（一）導(dǎo)入。

上課前，老師先在每張實驗桌上放一個凸透鏡、光屏、光具座、蠟燭、火柴，學(xué)生剛走進實驗室就擺弄起儀器來，甚至上課鈴聲響起了，學(xué)生還是不安靜，還有一部分學(xué)生在擺弄儀器，教師不必加以制止。

（意圖：利用初中學(xué)生好動的特性，先讓他們自己比較隨意的動手、動眼，這樣來滿足學(xué)生的好奇心，從而能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲。為此，上課前教師可以給出一定的學(xué)生自主活動的時間，讓學(xué)生盡情地“玩”，讓學(xué)生在“玩”中發(fā)現(xiàn)問題。）

（二）探究新知（探究凸透鏡成像）。

學(xué)生準備實驗：將一支點燃的蠟燭和光屏放在凸透鏡的兩邊，移動蠟燭和白紙的位置，你發(fā)現(xiàn)在光屏上能夠得到怎樣的像？

（補充：成像情況，焦距用f表示；用u表示物體離凸透鏡的距離，稱為物距；用v表示像到凸透鏡的距離稱為像距。）

教師展示問題：

1.在實驗過程中需要哪些器材探究凸透鏡成像？

2.除了觀察像的哪三個特點外，還需測什么量？

（提示：凸透鏡焦距已知，不必測量，標簽上已注明。）

3.你認為該實驗應(yīng)分幾種情況來研究，該怎樣設(shè)計試驗？

（三）進行實驗。

（各組按步驟去探究成像規(guī)律，比一比哪一組能最快得出正確結(jié)論。）

注意：實驗前要調(diào)整蠟燭中心、光屏中心和凸透鏡的光心，在同一高度上。

1.把蠟燭放在較遠處，使物距u>2f，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離，使燭焰在屏上成清晰的實像，觀察實像的大小和正倒.記下物距u和像距v（此步驟做兩次）。

2.把蠟燭向凸透鏡移近，使物距在2f和f之間，即f。

3.繼續(xù)移近蠟燭，使物距u。

4.把蠟燭從距凸透鏡較遠處逐漸移近透鏡，同時移動光屏保證屏上的像清晰，注意觀察像的大小、正倒及像距的大小，看有什么規(guī)律。

（四）分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。

教師：我們現(xiàn)在用凸透鏡的焦距是10cm，請學(xué)生分析一下各小組所得的數(shù)據(jù)，得出凸透鏡成像的規(guī)律嗎？

1.當(dāng)物距大于20cm時，像是放大的，像距小于20cm但是大于10cm。

2.當(dāng)物距小于20cm時，像是縮小的，像距大于20cm。

3.當(dāng)物距等于20cm時，像與物大小一樣，像距等于20cm。

（光屏上的像都是倒立的）

4.當(dāng)物距小于10cm時，即物體位于焦點以內(nèi)，我們透過凸透鏡看到了正立、放大的像。

（五）學(xué)生通過討論歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。

1.物距等于兩倍焦距的點是物體成放大的像和縮小是像的分界點。即當(dāng)物距小于2倍焦距時，成縮小的像；當(dāng)物距大于2倍的焦距時，成放大的像；當(dāng)物距等于2倍的焦距時，像與物體的大小相等。

2.當(dāng)物距小于焦距時，物體不能在白紙上成像，當(dāng)物距大于焦距時，物體在光屏上成像。

（六）實驗思考。

1.查看上表的數(shù)據(jù)，凸透鏡成放大的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大成縮小的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大由此可以得出什么結(jié)論？

2.想一想，在哪些情況下，我們不能在光屏上得到像？

記憶口訣：

一焦分虛實，二焦分大?。粚嵪癞悅?cè)倒，

虛像同正大；物遠像近小，物近像遠大。

（七）先學(xué)后教，當(dāng)堂訓(xùn)練。

縮小的虛像。（填“有”或“沒有”）

5.在“研究凸透鏡成像”實驗中

三、結(jié)語

回顧探究過程的幾個環(huán)節(jié)：1.提出問題；2.設(shè)計實驗；3.進行實驗；4.分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。課后同學(xué)可就自己的數(shù)據(jù)和過程和別的同學(xué)交流討論，或者自己的數(shù)據(jù)如果和大家的結(jié)論偏差比較大，則可以與老師討論。

反思：這節(jié)課在某些方面體現(xiàn)了新課標的精神，注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，學(xué)生積極參與，從物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。從而培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力及初步收集并處理數(shù)據(jù)信息的能力，提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，讓學(xué)生在探究中自主學(xué)習(xí)，在教學(xué)實踐中收到了良好的教學(xué)效果。