《拍攝式顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡》創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、教材實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)初衷

教科版科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)第一單元第四課安排了“怎樣放得更大”的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)是在前幾課使用放大鏡觀察物體的基礎(chǔ)上，探究如何使物體放得更大，以便把物體看得更清楚。這也是在發(fā)明顯微鏡之前，人們的想法和一直努力追求的目標(biāo)。但放大鏡的放大倍數(shù)是有限的。直到17世紀(jì)，人們發(fā)現(xiàn)用兩個(gè)凸透鏡組合起來可以提高放大倍數(shù)，從而發(fā)明了顯微鏡，這個(gè)目標(biāo)才得以實(shí)現(xiàn)。

在前幾課的學(xué)習(xí)過程中，已經(jīng)有很多學(xué)生曾將兩把放大鏡重疊去觀察物體，希望獲得更大的圖像。但是，學(xué)生當(dāng)時(shí)的這種行為是無意識(shí)的，是不知其所以然的。本次實(shí)驗(yàn)則是以學(xué)生的這種行為作為切入點(diǎn)，讓學(xué)生利用兩把放大鏡對(duì)比觀察前兩課所觀察過的物體，如味精、白糖晶體，以及螞蟻、蝴蝶等昆蟲，還有一些身邊常見的物體。這樣，學(xué)生對(duì)兩把放大鏡組合后產(chǎn)生的觀察效果會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)。

基于教材，通過本課實(shí)驗(yàn)，我指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷人類探索發(fā)明顯微鏡的過程，并且學(xué)會(huì)自制顯微鏡。首先，我們把焦距不同的兩個(gè)凸透鏡分別固定在兩個(gè)紙筒的一端；然后，把較細(xì)的紙筒插入較粗的紙筒中，使兩個(gè)凸透鏡處于兩端；把攝像頭安裝在目鏡位置；再將上述做好的裝置放在鐵架臺(tái)的支架上。這樣一個(gè)自制的顯微鏡就完成了。接下來，我們還嘗試自制望遠(yuǎn)鏡，用來觀察身邊的事物。

二、實(shí)驗(yàn)原理

光學(xué)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡（包括一部分天文望遠(yuǎn)鏡）都是利用光的折射和光的直線傳播原理制成的。顯微鏡和放大鏡起著同樣的作用，就是使近處的微小物體成一放大的像，以供人眼觀察。只是顯微鏡比放大鏡具有更高的放大率而已。

顯微鏡的原理是物體位于物鏡前方，離開物鏡的距離大于物鏡焦距，但小于兩倍物鏡焦距。所以，物體經(jīng)物鏡以后，必然形成一個(gè)倒立、放大的實(shí)像，再經(jīng)目鏡放大為虛像，供眼睛觀察。目鏡的作用與放大鏡一樣，所不同的只是眼睛通過目鏡看到的不是物體本身，而是物體被物鏡所成的已經(jīng)放大了一次的像。我們上下調(diào)節(jié)鏡筒時(shí)，實(shí)際就是在調(diào)節(jié)物鏡所成的倒立、放大的實(shí)像在鏡筒中的位置。

望遠(yuǎn)鏡的原理與顯微鏡的不同之處是大于兩倍物鏡焦距的遠(yuǎn)處物體，經(jīng)物鏡折射后形成的是倒立、縮小的實(shí)像，目鏡再把這個(gè)像進(jìn)行放大后供眼睛觀察。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)

1.該教具以最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出顯微鏡及望遠(yuǎn)鏡的原理，制作簡(jiǎn)單，取材方便，易于操作。

2.通過跟電腦連接的攝像頭，可以及時(shí)對(duì)微小世界和遠(yuǎn)處物體進(jìn)行拍照、攝像，極大激發(fā)了學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的興趣。

3.生活中的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡觀察到的都是倒立的像，由于此教具所加的攝像頭可調(diào)節(jié)像的倒正，所以此顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)出來的是正立的像，符合人們的認(rèn)知習(xí)慣。

四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

1.用兩個(gè)放大鏡組合制作簡(jiǎn)易顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，再用自制的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡觀察周圍的物體。

2.學(xué)習(xí)科學(xué)家對(duì)科學(xué)執(zhí)著追求和不懈探索的精神。

五、實(shí)驗(yàn)器材

帶攝像頭的臺(tái)式電腦、筆記本電腦或者手機(jī)，兩個(gè)粗細(xì)不同的紙筒，兩個(gè)焦距不同的凸透鏡（顯微鏡的物鏡焦距短、目鏡焦距長(zhǎng)，望遠(yuǎn)鏡則相反），帶支架的鐵架臺(tái)，膠水，膠帶等。

六、實(shí)驗(yàn)裝置制作步驟

1.首先用廢紙按照凸透鏡的直徑，卷成粗細(xì)不同的兩個(gè)紙筒。

2.把焦距不同的兩個(gè)凸透鏡片分別固定在兩個(gè)紙筒的一端。

3.把較細(xì)的紙筒插入較粗的紙筒中，使兩個(gè)凸透鏡處于兩端。

4.攝像頭安裝在目鏡位置并連接電腦。

5.將制作好的顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡放在鐵架臺(tái)的支架上。

七、使用方法

將物鏡正對(duì)近處或遠(yuǎn)處的物體，仔細(xì)調(diào)整兩凸透鏡間的距離，也就是鏡筒的長(zhǎng)度，直到電腦或手機(jī)上出現(xiàn)最大、最清晰的像為止。