《第五節(jié)科學(xué)探究：凸透鏡成像》教學(xué)設(shè)計(jì)

福建省漳州市第七中學(xué) 鄭曉雁

一、教材分析

《科學(xué)探究凸透鏡成像》是滬科版八年級物理第四章第五節(jié)的內(nèi)容，是學(xué)生必做的實(shí)驗(yàn)，也是以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)高中光學(xué)的基礎(chǔ)。通過對凸透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識到物理對社會發(fā)展和人類生活的重要性，充分體現(xiàn)“從物理走向生活，從生活走向物理”。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)探究性課，通過學(xué)生分組做凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，組員間互相交流討論，合作探究，最后教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析、歸納，總結(jié)出凸透鏡成像規(guī)律。教師在實(shí)驗(yàn)中指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致地觀察、分析實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，并積極探究其原因；教學(xué)中通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)場景，設(shè)疑來啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的主動性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和集體協(xié)作精神。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

（1）知道光心、主光軸、焦點(diǎn)、焦距、物距、像距、實(shí)像、虛像的概念；

（2）知道凸透鏡成像規(guī)律及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用；

（3）知道并會畫凸透鏡的三條特殊光線.

2.能力目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力，

（2）培養(yǎng)他們的合作學(xué)習(xí)、交流探究的能力。

四、教學(xué)重、難點(diǎn)

1.重點(diǎn)：凸透鏡成像規(guī)律，凸透鏡的三條特殊光線

2.難點(diǎn)：對成像規(guī)律的認(rèn)識

五、教具

每小組一套光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器盒，包含：一個光具座，一個凸透鏡，一個凹透鏡，一個光屏，一個LED燈

六、教學(xué)進(jìn)程

（一）溫故知新

講授新課前，先復(fù)習(xí)前面學(xué)過的光學(xué)知識：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。當(dāng)光從一種物質(zhì)斜射入另一種物質(zhì)中時，傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象稱為光的折射。引出凸透鏡的原理是光的折射，引入新課。

（二）進(jìn)行新課

1.設(shè)置教學(xué)場景，學(xué)習(xí)凸透鏡的幾個要素

要做好實(shí)驗(yàn)，必須清楚凸透鏡一些相關(guān)的知識點(diǎn)概念。比如：光心，主光軸，焦點(diǎn)，焦距，實(shí)像，虛像。每小組都先準(zhǔn)備好一套光學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器盒，里面有2個透鏡，一凹一凸，讓學(xué)生分別用手觸摸感覺，區(qū)分凹、凸透鏡的不同，找出本節(jié)課實(shí)驗(yàn)所需要的凸透鏡，知道凸透鏡對光線起會聚作用。然后教師黑板作圖，利用導(dǎo)學(xué)案，邊講解邊讓學(xué)生一起認(rèn)真作圖，學(xué)會畫出凸透鏡的三條特殊光線，并知道如何利用平行光線測出凸透鏡的焦距。

2.通過設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

讓學(xué)生用凸透鏡分別觀察遠(yuǎn)處的物體和看近處書本上的字，引導(dǎo)他們對所看到的現(xiàn)象提出疑問：為什么用同一個凸透鏡，改變凸透鏡與物體間的距離，能成正倒、大小甚至虛實(shí)不同的像？簡介凸透鏡在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，引出本節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)：凸透鏡的成像規(guī)律到底是什么？物、鏡之間的距離是否會影響凸透鏡的成像情況？

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃：展示光具座，依次安放LED燈、凸透鏡、光屏，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、學(xué)習(xí)物距u、像距v、焦距f、2倍焦距2f這些基本的概念，為實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。教學(xué)中要求學(xué)生先課前預(yù)習(xí)、設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)報告：包括制定實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)真完成報告。由于實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生觀察、思考的內(nèi)容很多，不僅要記錄成像情況，還要測量物距、像距等，所以實(shí)驗(yàn)時可指導(dǎo)學(xué)生先在光具座上確定凸透鏡的位置，找到1倍焦距、2倍焦距處，以便能迅速、準(zhǔn)確地完成實(shí)驗(yàn)。

（三）實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)過程中，教師要不斷地巡回查看，及時發(fā)現(xiàn)問題，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行提示、引導(dǎo)，要求學(xué)生要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，注意1倍焦距、2倍焦距這兩個特殊點(diǎn)的成像情況；盡量給他們更多的思維空間和活動空間，從中發(fā)現(xiàn)更多的問題，比如發(fā)光物體、凸透鏡、光屏要如何擺放？為何三者的中心要在同一直線上？光屏上找不到像時該怎么辦？要從哪一側(cè)才能觀察到？如果擋住凸透鏡的一部分或者凸透鏡有破塤時，成像情況又如何？讓學(xué)生親自動手驗(yàn)證一下，使他們能更積極地探索、思考，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣；同時強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中要強(qiáng)調(diào)注意理解實(shí)像、虛像的區(qū)別，并記錄好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（四）實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本課知識點(diǎn)概念比較抽象、難懂，分組實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要借助多媒體動畫和簡單的演示實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行歸納，總結(jié)出凸透鏡的成像規(guī)律以及其在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，要求學(xué)生可以聯(lián)系平常使用照相機(jī)、投影儀、放大鏡時的具體生活場景，加以記憶。還可以進(jìn)一步精簡成記憶口訣，重點(diǎn)突出“2個分界點(diǎn)”：“一焦分虛實(shí)，二焦分大小”，幫助學(xué)生加深理解、記憶，并指導(dǎo)填寫課本表格。還要學(xué)生學(xué)會歸納測量凸透鏡焦距的方法，除了利用平行光測量之外，還可以利用2倍焦距處成等大像這個特殊點(diǎn)來測量。

最后，還要針對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題，進(jìn)行總結(jié)。比如為什么要調(diào)節(jié)發(fā)光物體、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度？對實(shí)驗(yàn)環(huán)境有何具體要求？實(shí)驗(yàn)中找不到像有哪些原因？用LED燈代替蠟燭有什么優(yōu)點(diǎn)？等等，通過從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)各種問題來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，增強(qiáng)他們科學(xué)探究的能力，拓寬知識面，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的興趣。

七、作業(yè)設(shè)計(jì)

為了進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識，課后要求認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)報告，并布置適當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)，學(xué)以致用。

八、板書

第五節(jié) 科學(xué)探究 凸透鏡成像

一、凸透鏡的原理：光的折射

二、凸透鏡的幾個要素：光心、主光軸、焦點(diǎn)、焦距、物距、像距

三、凸透鏡的三條特殊光線：（作圖）

四、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

五、凸透鏡成像規(guī)律。

九、教學(xué)反思

教學(xué)中的注意事項(xiàng)：

1、區(qū)分凹、凸透鏡時，不能單純地看外表，可以引導(dǎo)學(xué)生用觸摸的方法來區(qū)分。

同一材料制成的凸透鏡，表面越凸，焦距越短，會聚能力越強(qiáng)。

2、實(shí)驗(yàn)時如何判斷像是否最清晰？

判斷蠟燭的像是否最清晰的方法是：向前或向后移動光屏，像都會變模糊。

調(diào)整光屏?xí)r不可再調(diào)整凸透鏡的位置，否則會引起物距的改變。

3、理解像的“倒立”要注意：像與物體的上下、左右都是顛倒的。

4、課后還可以要求學(xué)生歸納、總結(jié)出測量凸透鏡焦距的各種方法，拓寬他們的知識面，增強(qiáng)求知欲。