沪科版物理八年级全一册《科学探究：凸透镜成像》教学设计

《科学探究：凸透镜成像》
教学设计
一、教材分析：
这一节是本章的重点。

通过学习，不仅要使学生了解凸透镜的成像规律，而且要使学生初步了解实验－分析－归纳的科学探究方法，强化学生学习的独立性、主动性。

它是学生在学习《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，带着问题进行的探究。

在探究过程中，要引导学生对凸透镜的成像规律进行猜想，初步设计实验方案，组织学生用实验探究的方法，得出凸透镜成像规律。

让学生亲自动手自主探究，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。

本节课以物距跟焦距的关系为主线，组织引导学生“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。

把像距跟焦距的关系作为课后探究内容，把课堂教学和课后探究有机地结合起来。

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。

活教材这样处理，充分体现了“老师起主导，学生是主体”的教学理念；也体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，这样既加深学生对凸透镜规律的认识，又提高了学生的实际应用能力。

二、教法分析：
本节课是初中学生在物理学习过程中第一次进行全过程探究，内容较多，可分两节课讲，第1课时建立凸透镜成像的概念、完成凸透镜成像规律探究。

重点在于培养学生猜想能力与设计实验的能力，学生猜想时一般不懂怎样去猜想，有时猜想与提出的问题毫无关联，所以我们关键应该引导学生怎样去猜想，在教学中创设合理猜想情景，并且引导学生知道猜想要有猜想的理由，不能胡乱猜想。

设计实验是探究的一个重要环节，所以我们要引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么？第二课时完成对实验数据的分析论证，重点放在培养学生对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行简单的比较，分析它们的相同点与不同点，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，这样让学生经历从物理现象和实验归纳科学规律的过程，培养了学生的处理信息的能力、分析概括的能力，从而提高了学生的科学素养。

三、教学目标：
（一）知识与技能
①知道凸透镜成像规律及其应用举例。

②能运用凸透镜成像规律解释有关现象。

（二）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，初步培养学生探究学习的一般过程和方法。

③培养学生分析实验结果，从中得出规律的能力。

（三）情感态度与价值观
①培养学生互助协作、友好相处的健康心态和认真严谨的科学态度。

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及勇于探索的精神。

四、教学重点：
凸透镜成像规律的探究过程
五、教学难点：
①指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系。

②组织、指导学生完成探究凸透镜规律的实验。

六、教学方法：
①实验探究法。

②集体讨论法。

七、教学教具：
蜡烛、火柴、光具座若干组、多媒体。

八、教学过程：
（一）导入课题：
师：照相机、投影仪、放大镜的镜头都相当于一个凸透镜，所成的像各有什么特点？
生：（学生回忆、回答）答案略。

（说明：承上启下，既符合学生的认知特点，又引导学生由生活走向物理。

）
师：由此可见，凸透镜既可以成放大的像，又可以成缩小的像。

下面我们亲自来做一个小实验，感受一下：保持人和教室窗户之间的距离不变，移动凸透镜，改变它与窗户之间的距离，透过凸透镜，我们会看到什么？请描述一下看到的现象。

生：描述看到的现象。

如：有时看到放大的像，有时看到缩小的像。

（说明：这个结论的得出，为学生自己提出探究的问题埋下伏笔）
（二）探究过程
1、提出问题
师：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的观察中我们可以看到同样是凸透镜，但观察到的现象
却有很大不同：有时是正立的，有时是倒立的、有时是放大的，有时是缩小的。

下面请同学们根据观察到的现象和对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解思考一下，你还想知道哪些问题？
生：以小组为单位讨论提出的各个不同的知识点。

(说明：鼓励学生尽可能多地提出问题，培养发散思维，提高学生发现和提出问题的能力。

)
师：提炼学生问题中的知识点，确定本课的探究课题并板书：凸透镜成像的大小、倒正跟物距间的关系。

（聚合学生的思维）
2、猜想与假设
师：根据我们已经了解的关于凸透镜的知识和你我们的日常生活经验，你认为上述问题的答案具体可能是什么？
生：以小组为单位继续讨论。

（说明：一定要给学生留一定思考时间，引导学生尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，并且让学生充分讨论。

学生提出的猜想可能远离主题，切不可挫伤学生学习的积极性，老师可有选择地简要板书。

）
各种可能的猜想：
①像是放大的还是缩小的，可能跟物体凸透镜的距离远近有关。

②像的正倒与物体到凸透镜前的位置有关。

③像的正倒可能跟物体和像是否在同侧有关。

3、设计实验
师：上面我们已经对所提出的问题作出了初步的猜想和假设，下面我们就要来亲自动手检验一下。

用什么办法去验证猜想是否正确呢？
生：用实验的方法可以来验证猜想的正确性。

教师介绍：
物距（u）：物体到凸透镜光心的距离。

像距（v）：像到凸透镜光心的距离。

师：同学们的桌子上都有一只凸透镜，它的焦距我们在学习《透镜》一节中已经测出是10厘米，给大家一只蜡烛做物体，研究火焰所成的像。

一面光屏用来承接火焰的像。

大家可以将凸透镜、蜡烛、光屏固定在光具座上，从光具座的刻度尺上可以读出蜡烛到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，有了这些器材，你应该怎样做呢？
生：设计实验的方法、步骤，并向全班同学介绍、交流并通过比较找出最佳方案，例如：固定凸透镜、光屏，移动蜡烛，在光屏上找到像后记录实验现象；固定光屏、蜡烛、移动凸透镜，使光屏上成像。

…(说明：由于学生先天条件和后天兴趣有差别，设计实验细节化上有差异。

让
学生互相交流，培养团结协作精神。

)
师：同学之间交流并探讨出实验的方法和注意事项
（1）凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。

点燃蜡烛并使火焰、透镜光屏的中心在同一高度。

（2）将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛；移动光屏直到光屏上出现明亮清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正；
（3）将蜡烛向凸透镜移近一段距离，使蜡烛在一倍焦距和二倍焦之间，重复上述操作。

（4）继续把蜡烛向凸透镜靠近，使蜡烛在焦点以内，试着用眼睛观察像在何处？像是怎样的？
强调同组同学之间的分工合作，边实验边记录数据，并填入表格。

同学们可以直接填写在课本上给出的实验表格上，也可用自己设计的表格。

（各小组讨论，并将各组方案汇总至教师处，并投影在大屏幕上）
4、进行实验
（1）、学生根据要求，自己组装仪器并进行实验。

把蜡烛放在离透镜不同的位置上，移动光屏，观察像的大小、正倒。

（2）、各人得出数据后在小组内进行讨论，分析数据，比较物距和焦距关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件。

（教师边巡视边指导）
（3）、将各组数据及结论全班交流，分析各组数据中是否出现错误，并探讨一下出现错误的可能情况，并改正。

（评估各组结论是否正确）
5、分析论证
师：上面我们亲自分步探究的凸透镜成像规律，下面我们把它们连成一个整体，请看屏幕，点击多媒体播放课件。

生：在老师的引导下边看边思考。

教师介绍实像和虚像：
师：在实验中同学们有没有发现：把蜡烛放在什么位置，无论光屏如何移动，均无法在光屏上得到像？此时，若取下光屏，在光屏处直接用眼睛观察，你会看到什么现象？这个像和前两次成的像有什么区别？
师：在刚才的实验中，同学们看到了正立的放大像，却无法用光屏承接，是因为在成像的位置并没有光线在那里会聚，只是我们感到光线是从那里射出来的，是虚像；倒立的像则不同，在像的位置真的有光线在那里会聚，可以用光屏承接，像这样由真实光线会聚而成的像叫实像。

师：知道了实像和虚像之后，我也提出两个问题。

请你进一步猜测并根据上面探究所得资料进行分析，在什么情况下凸透镜成实像？在什么情况下成虚像？
生：讨论并回答，当物体到凸透镜的距离大于焦距时成实像；当物体到凸透镜的距离小于焦距时成虚像。

师：我们从实验中获得了许多数据，并得出结论。

请同学们根据成像的情况对结论进行归纳分类。

（教师提示：1、利用数学上的数轴知识，把物距分为几个特殊的段，看像的特点是什么；2、先把像的特点进行分类，再看物距的位置。

）
师：通过这节课的探究学习，你能总结出凸透镜成像的规律吗？（通过前面各子课题的解决，培养学生解决综合问题的能力）
结论：
①.当u>2f时，凸透镜能成倒立、缩小的实像。

②.当2f>u>f时，凸透镜能成倒立、放大的实像。

③.当u<f时，凸透镜能成正立、放大的虚像。

（课件：点击"分析论证"，出现列表答案。

）
6、评估
师：通过这节课，你能否简单谈谈当初所做的猜想和假设与探究结果之间有何差异？
生：猜想时认为成像情况与物体到凸透镜距离的远近有关，探究结果对距离描述得更加准确。

师：这节课我们探究了凸透镜成像与物距的关系，其实凸透镜成像还与焦距有关，有兴趣的同学可以课后自己探究，欢迎同学们完成探究后相互交流或与老师交流。

（三、）应用
①有一个凸透镜的焦距为14㎝，要使它成一个缩小的像，应把物体放在离凸透镜＿＿㎝的位置。

②蜡烛与凸透镜的距离为40㎝时，成倒立、缩小的实像，则这个凸透镜的焦距可能是（）
a.80㎝
b.20㎝
c.40㎝
d.15㎝
③照相时要使照片上的人像大一些，照相机或人的位置调整正确的是（）
a.人离镜头近一些
b.把暗箱拉长一些
c.人离镜头远一些
d.把暗箱缩短一些
教学过程。