《探究凸透镜成像的规律》教学设计思路

《探究凸透镜成像的规律》教学设计思路
――李学才
一、在教材中的地位和作用
本节内容是本章的核心，它是学生在学习第2节“生活中的透镜”，对生活中常用的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究本节的内容。

本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主探究，体验科学探究的全过程，从而激发学生探究成像规律的兴趣，使学生能够体验科学探究的过程与方法。

新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系有关为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与结论”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程。

很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。

为了降低学生理解凸透镜成像规律的难度，教材明确提出了实验时物体离凸透镜的距离分别为：u>2f、f<u<2f、u<f，同时给出了详细的实验步骤；在得出凸透镜成像规律的结论时以提问的形式得出；教材这样处理，着重于学生的实际情况，降低探究的难度，这样更加有利于学生的学习的兴趣，有利于探究的目的性，做到有的放矢。

“想想议议”栏目让学生思考凸透镜成放大实像和缩小的实像，物距与像距的大小关系．这样加深学生对凸透镜规律，又让学生运用所学知识，分析生活中的透镜的成像原理。

教材这样处理，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想。

二、学生情况分析
初中二年级的学生对于凸透镜不太了解，对凸透镜的成像规律知道的就更少。

第二节“生活中的透镜”，介绍了照相机、投影仪、放大镜三种光学仪器，通过这些光学仪器的成像实例使学生建立凸透镜成像概念，同时通过前一节课的教学使学生明确了什么是凸透镜所成的像、凸透镜所成的像有什么特点、什么是物距、什么是像距等物理概念。

通过前面所学的内容，学生已经能区分实像和虚像，同时也具备了利用刻度尺读取数据的能力。

学生对于蜡烛的使用非常熟练。

学生已具备了一定的观察、实验和分析归纳能力，对探索凸透镜成像规律有着强烈的好奇心和求知欲，实验是激发学生兴趣的最好方法，通过实验，让学生充分发挥自己的潜能，去探究、
交流和思考，完成对凸透镜成像规律的认识。

三、教学目标
1知识与技能
①理解凸透镜成像规律。

②知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。

2过程与方法
①能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。

②通过探究凸透镜成像规律的过程，体验科学探究的主要过程与方法。

③学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。

3情感态度与价值观
①乐于参与观察、实验、制作等科学实践。

②通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律。

四、教材重点分析：
1、探究凸透镜成像规律的探究过程。

因为这是学生在物理课上经历的第二次探究实验，学生对于科学探究的全过程缺乏经验，因而把它作为重点。

2、实验数据的处理、分析和通过数据分析归纳得到结论
五、教材难点分析：放在科学探究中实验数据的处理和分析上，对于实验探究学生处于起步阶段，记录数据后，分析这些数据归纳得到结论，是学生比较陌生的，因而此处确定为难点。

六、教法及教学准备
观察和实验是学生认识物理世界，获取物理知识的重要途径，是发展学生智力的前提条件；根据这节教材的特点和要求，在凸透镜成像规律研究的教学中，为了培养学生的操作能力、分析问题的能力，以及总结规律的能力，最好采取分组实验（可以根据各个学校的具体情况，如实验器材的多少，学生人数的多少等，分成若干组），才能达到较好的目的。

教具准备：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。

电脑及投影
七、教学思想及理念
学生是课堂的主体，课堂是真实的生活。

教学应以人为本，注重学生的发展。

故本课设计时破除以往物理教学中过分强调知识传承的习惯，以学生的活动为主，让学生在活动中经历探究过程，在活动中接受物理知识，在活动中培养团队合作和交流的能力。

学生是有情感的个体，教学中应关注每一个学生，关注每一个学生的情感，让学生在该课中体会到老师真心的关注，体会到老师的爱，从而学会用所学的物理知识为别人奉献爱。

同时在师生共同营造的和谐、民主的活动氛围中，学生感受到知识的美好和力量，增加学习的信心，并能使学生获得积极、愉快、成功的体验，为学生今后的成功人生打下基础.
八、教学设计及重难点突破思路
（一）引入课题：由第二节《凸透镜的应用》三个应用，提出问题：1照相机能成什么样的像？投影仪能成什么样像？放大镜能成什么样像？媒体出示相应的图片，学生回答，不仅直到巩固复习前面知识的目的，而且可以得出一个结论：不同的凸透镜能成不同的像。

（二）提出问题：凸透镜成的像的虚实、大小、倒正跟物距有什么关系？
（三）猜想：观察投影仪、照相机和放大镜成像的同相点及不同点，引导学生针对像的大小、倒正和虚实分析并做出其与物距或者像距大小关系有关的猜想与假设
（四）设计制定实验方案：
1、在制定具体的实验方案时，考虑到学生从未接触过光具座，教师先展示器材介绍构造（投影或出示实物），再示范调节透镜和光屏的高度；此时提出五个问题让学生思考：
①如何测量所给凸透镜的焦距？学生通过阅读课文，掌握测焦距的方法；同时知道在这个实验中所用凸透镜的焦距的大致范围。

②怎样才能使所成的像在光屏的中央？没在中央如何调节？
③怎样在光屏上成清晰的像？
④怎样观察虚像？
⑤如何测物距和像距？
2、在学生思考的基础上，引导学生观察物、镜不动，光屏前后移动时，光
屏上所成像会变模糊，通过观察学生感悟到物镜一定时，清晰像的位置是一定的，为学生实验做好铺垫，教师再示范光屏上成清晰像的操作要领。

3、对于如何观察虚像，可以示范当物由远及近靠近凸透镜时，光屏无论怎样移动都不成像，这时把眼放在光屏这一侧，透过凸透镜观察蜡烛，成虚像，与用放大镜观察物体相同。

此环节的设计意图是：培养学生的观察能力及养成积极思维、解决实际问题的能力。

同时去除实验中可能影响学生探究的干扰因素，让学生有更多的时间完成探究实验。

4、根据所给实验器材和相关实验操作要领，学生通过阅读教材相关内容，组织学生讨论设计实验方案：
经过展示和讨论确定实验方案后，把学生分为三大组，给各大组焦距不同的透镜，学生进行实验时，观察成缩小倒立像、放大倒立像、正立放大像时的物距和像距。

数据记录在教材上相应的表格中。

凸透镜焦距f＝cm
学生实验，记录数据，教师巡视，辅导实验。

（五）分析数据，得出结论
1、实验后，各组汇报实验数据，教师将实验数据统一输入Excel表格进行多组数据的处理（投影），现以四组过去学生实验数据为例，通过对表格中物距排序的处理，使学生很明显的发现放大、缩小的分界点及虚实像的分界点，此时教师再说出凸透镜的焦距是10厘米，让学生归纳出物在什么范围内，凸透镜成什么像，学生自然会把10厘米、20厘米作为分界点，这时实验中使用凸透镜焦距为5厘米的学生们会不认可这一结论，学生们会建议再处理另一大组的数据，结果找到的分界点是5cm和10 cm，根据数据引导学生思考，透镜不同，焦距不同，所以分界点不同，进而由学生归纳出凸透镜成像的规律。

此环节的设计主要是因为学生虽然能够通过实验数据的分析找到两个分界点，但如何从数据中分析出成像的性质与焦距有关，对于学生来说是比较困难的，通过教师的引导对比不同大组的数据找到与焦距的关系，培养了学生分析归纳的能力，同时也让学生体验科学探究带给他们的成功与快乐。

2、用电脑投影FLASH动画，进上步理解和验证凸透镜成像的规律：（用口诀出示，便于学生记忆）
分界点：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
实像的位置：物在外（二倍焦距以外）、像在间（焦距与二倍焦距之间）；物在间、像在外。

实像的变化：物近像远像变大。

归纳出凸透镜成像的规律后，针对物体在一倍焦距处、物体在两倍焦距处成什么像，可以引导学生进行推理。

物距大于2f成放大的像，小于2f成缩小的像，则2f处成等大的像。

此环节的设计使得学生探究出的凸透镜成像规律更加完整。

（六）知识巩固过手练习
1、用凸透镜正对着太阳，发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点，寻那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时，光屏上得到的像是
（ D ）
A、正立放大的像
B、正立缩小的像
C、倒立缩小的像
D、倒立放大的像
2、某物体放在离凸透镜20cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像，则该凸透镜的焦距可能是（ A ）
A、30 cm
B、15 cm
C、10 cm
D、5 cm
3．如果要使透镜15cm处的光屏上得到物体的清晰、缩小的实像，测应选择的凸透镜的焦距为（）
A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm
4．一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（）．
A．像逐渐变大，像距逐渐变小B．像逐渐变小，像距逐渐变大
C．像逐渐变大，像距逐渐变大D．像逐渐变小，像距逐渐变小
5．在凸透镜前有一个物体，当它沿主光轴向透镜方向移动30cm，它对应的像却远离透镜移动了10cm，那么（）
A．物体可能在离透镜1倍焦距内移动
B．物体一定在离透镜2倍焦距外移动
C．物体一定在离透镜2倍焦距与焦点间移动
D．以上说法都有道理
6、从实验得知凸透镜可以成倒立放大、倒立缩小的实像那么它能否成倒立等大的实像呢？如果能，你预测可能在哪里？你能用实验验证你的想法吗？
7、小明同学在一次实验中，不小心用书本挡住了部分凸透镜，你认为此时在光屏上所成的像是一半呢还是完整的？你准备如何验证你的想法呢？
8、找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。

把一支铅笔水平地放在水瓶的一侧，透过水瓶，可以看到那支铅笔。

把笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢地移动，透过水瓶你可以看到一个有趣的现象。

动手做做，看看与前面用凸透镜的做的实验相比，有什么共同之处？有什么不同？。