《科學(xué)探究：凸透鏡成像》

課題：科學(xué)探究 凸透鏡成像 授課教師：四川省內(nèi)江市資中縣球溪高級中學(xué)     黃  璜 教    材： 八年級物理第四章第五節(jié) 一、教材分析 本節(jié)選自義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》八年級上冊，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，又是進(jìn)一步學(xué)習(xí)眼睛成像和照相機(jī)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(rèn)知能力還比較低，對知識的歸納概括以及遷移能力還不強(qiáng)。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、教學(xué)目標(biāo) 根據(jù)全面提高學(xué)生素質(zhì)的總體目標(biāo)與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求以及學(xué)生已有的認(rèn)識基礎(chǔ)，我確定了本節(jié)的教學(xué)目標(biāo)如下： 1、知識目標(biāo) （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(biāo) （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(jìn)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�和分析問題解決問題的能力，以及組織協(xié)調(diào)能力。 3、情感與價值目標(biāo) （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對準(zhǔn)太陽光取火的事例，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育和民族自豪感的教育。 四、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。 五、教具準(zhǔn)備 1、不同焦距的凸透鏡（f=5cm和f=10cm)；光具座；蠟燭；光屏；平行光源。 2、多媒體課件 六、設(shè)計理念 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”，課堂的主人翁，使本節(jié)課的教學(xué)過程如研究課題那樣去進(jìn)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(dāng)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，從而培養(yǎng)學(xué)生的多種能力，尤其是創(chuàng)造能力，達(dá)到教學(xué)的真正目的。 七、教學(xué)流程 （一）、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課 1、出示手中的凸透鏡問學(xué)生？它是什么？我們在日常生活中那些設(shè)備上還見過它？引導(dǎo)學(xué)生回答出在照相機(jī)、投影儀上見過它。并告訴學(xué)生：“我國古代的勞動人民在很久以前就知道用冰磨成它的樣子，來取火。”它的名字叫什么呢？叫凸透鏡。今天我們就來學(xué)習(xí)它。 [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(jī)地進(jìn)行民族自豪感教育] （二）學(xué)法指導(dǎo)，探究新知 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。 并板書： 1、凸透鏡：中間厚，邊緣薄的透鏡。提問：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？ 在光具座上演示：平行光源發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于一點。得出：凸透鏡對光線有會聚作用，所以它又叫會聚透鏡。  利用多媒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。 [本節(jié)設(shè)計目的：通過學(xué)生觀察實物、演示實驗和多媒體課件展示，使學(xué)生能直觀的、快速的認(rèn)識凸透鏡對光線的會聚作用。培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力和歸納概括能力，符合其認(rèn)知規(guī)律。] 2. 提出問題
    先讓學(xué)生拿著凸透鏡近距離的觀察書上的字，學(xué)生會看到字被放大了，提問：通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？ 然后讓學(xué)生拿著凸透鏡慢慢的遠(yuǎn)離書上的字，或者觀察遠(yuǎn)處的物體。 通過以上觀察得知：物體通過凸透鏡發(fā)生了變化，遠(yuǎn)處的物體變小了，而且倒著。近處的物體只是被放大了，正倒沒有發(fā)生變化。引導(dǎo)學(xué)生思考：用同一個凸透鏡觀察不同的物體時，為什么有的大，有的小，有時倒，有時正呢？
    使學(xué)生進(jìn)入探索的物理情景當(dāng)中。 3. 提出猜想
    猜猜看：這些現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)？下面我們用實驗去探究這一規(guī)律。 4. 制定實驗計劃
    介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡稱物距(u)，像到透鏡中心的距離簡稱像距(v) 提示：在使用光具座時，像的位置和光屏的位置是不同含義。只有當(dāng)光屏上得到特別清晰的像，這時光屏的位置就是像的位置。
    讓學(xué)生匯報設(shè)計的方案計劃
    學(xué)生可能有各種各樣的計劃，讓他們自己小組內(nèi)討論決定使用哪一種方案。
    5. 進(jìn)行實驗與收集證據(jù)   要求： (1) 不管用何種方案都要做好記錄：像的大小、像的正倒、物距、像距、物距與像距的關(guān)系。 請學(xué)生開始自由實驗，教師巡回指導(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(qiáng)調(diào)如何找像，什么是像。                        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)。
    5、分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)得出實驗結(jié)論——凸透鏡成像規(guī)律，并板書。    [本節(jié)設(shè)計意圖：1、傳統(tǒng)教學(xué)在“研究凸透鏡成像規(guī)律”時，教師一般先列舉出各種成像的條件，然后再讓學(xué)生通過實驗去驗證各種情況下的像，通過這樣的驗證性實驗學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律，學(xué)生學(xué)得非常被動。我認(rèn)為探究教學(xué)關(guān)鍵是讓學(xué)生成為自己學(xué)習(xí)的主人，于是我在設(shè)計教學(xué)中，先讓學(xué)生列舉生活中放大鏡、照相機(jī)、投影儀的實例，然后引導(dǎo)學(xué)生對具體的實例提出質(zhì)疑——“放大鏡”為什么還能成正倒、大小甚至虛實不同的像?接著由學(xué)生自行制定計劃、進(jìn)行探索性的實驗、分析得出成像的規(guī)律，即物距、焦距、像距的關(guān)系。使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，親身體會這種科學(xué)探究的過程。本課時主要是培養(yǎng)學(xué)生制定計劃、收集數(shù)據(jù)、初步分析等能力。
    2. 針對學(xué)生在平時課堂探究活動中表現(xiàn)出的一定程度的無序性，采取印發(fā)學(xué)案(見附件)的措施：讓學(xué)生了解自己在探究活動中應(yīng)該要干什么事，明確自己的目的；教師也在學(xué)生探究過程中給學(xué)生一些方向性的提示，但這些提示應(yīng)區(qū)別于我們傳統(tǒng)實驗課中的“實驗步驟”；在盡量給學(xué)生更加寬松的思維空間和活動空間的同時，避免探究活動中盲目性。在寬松的思維空間里，學(xué)生肯定會提出許多獨特的問題，會迸發(fā)出更多的思想火花。
   （三）歸納小結(jié)，深化目標(biāo)，布置作業(yè)。 1、小結(jié)本課的知識點。 （1）凸透鏡的定義。（2）凸透鏡對光線的會聚作用。什么是焦點、光心、焦距和主光軸。（3）用課件演示成像規(guī)律。 2、告訴學(xué)生：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數(shù)據(jù)�？茖W(xué)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。從而激發(fā)學(xué)生的探索熱情。 3、課后練習(xí)以及閱讀信息窗的內(nèi)容。了解凹透鏡有哪些特點？ 七、板書設(shè)計 五、科學(xué)探究  ：凸透鏡成像 1、凸透鏡——中間厚，邊緣薄的透鏡。      2、凸透鏡成像規(guī)律： 因為對光線有會聚作用，也叫會聚透鏡。 u＞2f    成倒立、縮小、實像 焦點（F）                            u = 2f   成倒立、等大、實像 光心（O）                            f＜u＜2f 成倒立、放大、實像 焦距(f)                              u=f       不成像 主光軸                               u＜f      成正立、放大、虛像     附件：           學(xué)      案
    1. 活動：你透過凸透鏡看遠(yuǎn)處的物體時，你會看到怎樣的像，提出問題。   
    2. 猜想：這些結(jié)果與哪些因素有關(guān)?
    3. 制定實驗計劃：    
    4. 實驗過程
    (1) 你認(rèn)為你組同學(xué)有哪些與探究活動無關(guān)的活動?
    (2) 你組同學(xué)是否得到了蠟燭的像?
    (3) 你組同學(xué)光具座上物體排列的順序是怎樣的?
    (4) 你組同學(xué)在活動中，為了得到清晰的像，移動了哪些器件?有哪些沒移動?你認(rèn)為他們?nèi)绱艘苿涌尚袉?如果移動顯得混亂，不益于研究問題，你認(rèn)為該怎么固定、移動?
    (5) 你組同學(xué)得到了哪些像?(放大、縮小、等大的)
    (6) 你組同學(xué)測出了各種情況時的物距和像距?
    5. 探究實驗記錄表 物距u （cm） 像的性質(zhì)【凸透鏡焦距（f=5cm或f=10cm）】 倒立 正立 縮小 放大 實像 虛像 30             20             15             10             8             5             3            
   (試試看)蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距(2f)處，你猜，你會觀察到。
  先猜，后試)把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距(f)處，又會怎樣?

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