第三章 透镜及其应用 教案

第一节透镜
【教学目标】
1．知识与技能
●了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距.
●了解凸透镜和凹透镜对光的作用
2．过程与方法
●通过观察凸透镜和凹透镜的实物及板图，得出两种透镜的两种不同构造，培养学生通过观察时抓住事物本质特征，通过观察能够识别不同事物的不同特点的能力.
●通过实验培养学生研究、探索新问题的能力.
3．情感态度和价值观
●通过研究透镜的作用及特殊光线的作图，对学生进行色彩美和线条美的教育.
●通过教师、学生的双边教学活动，培养学生学习物理的兴趣，能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐.
【教学重点】
通过观察和实验，了解什么是凸透镜和凹透镜及对光的作用.
【教学难点】
指导学生对实验进行仔细观察、分析，最后通过概括得出结论.
【教学方法】
观察法、讨论法、实验法.
【教学用具】
透镜一组、光具座、光源、老花镜、近视镜、饮料瓶（无色透明、表面没有波纹、去底去瓶口上部）、香、火柴、实物投影仪、激光演示器、手电筒.
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、创设情境，提出问题，引入新课
同学们都见过放大镜，利用放大镜我们可以看清用肉眼看不清的小字；有些同学的视力不好，配上合适的眼镜就可以看清本来看不清的物体；假日外出旅游，用照相机可以把美丽的自然风光留为永恒的记忆；上课时，老师可以把教学内容事先绘制在胶片上用投影打在幕布上，方便了课堂教学；医院化验室的医生，在显微镜下可以看见血液中的各种细胞；科学家们利用巨大的天文望远镜来观察，接收来自宇宙的信息，通过对这些信息的分析，人们对宇宙越来越了解.前边所说的放大镜的镜片、眼睛的镜片、照相机的镜头、投影机、显微镜、望远镜等仪器的镜头，都是由透镜组成的.今天，我们就来研究透镜，同学们想了解有关透镜的哪些问题？
［生］什么叫透镜？
［生］近视眼镜和远视眼镜的镜片一样吗？若不一样，它们由什么透镜组成？
［生］透镜对光有什么作用？
［师］看来同学们对透镜很有兴趣，提出这么多的问题，要想得出答案，我们就要通过探究和实验来获得.
二、进行新课教学
［探究］什么叫凸透镜（convex lens)？什么叫凹透镜（concave lens)?
［师］在我们的桌子上都有一盒透镜，它们的表面是球面的一部分.同学们认真观察，不要用手摸，看有什么不同，能分几类，找出它们的特征.
［生］学生们在仔细观察、讨论，并进行比较.
［师］通过观察和讨论，概括出它们的特征.
［生］透镜有两面往里凹的，也有往外凸的.
［生］透镜可以分为两类.
［生］一类是两面往外凸，也就是中间厚边缘薄.
［生］另一类是两面往里凹，也就是中间薄，边缘厚.
［生］中间厚，边缘薄的叫凸透镜（convex lens).
［生］中间薄，边缘厚的叫凹透镜（concave lens).
［师］通过大家的观察、讨论和概括，我们认识了凸透镜和凹透镜.
1.什么叫凸透镜？什么叫凹透镜？
中间厚、边缘薄的叫凸透镜（convex lens),中间薄，边缘厚的叫凹透镜（concave lens）.（板书）
［师］凸透镜和凹透镜生活中常用到，我们桌子上放着帮助人们矫正视力，保护眼睛的近视眼镜的镜片和远视眼镜的镜片，看看它们是什么透镜（lens)?
［生］远视镜的镜片是凸透镜.
［生］近视镜的镜片是凹透镜.
［师］学生们判断的很对，看投影，看看它们中哪些是凸透镜；哪些是凹透镜?
再看（课本板图3.1—2所示），这是研究透镜时常用的两个科学术语，主光轴和光心.组成透镜的两个球的球心连线叫主光轴.在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心.
［想想做做］
［师］同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察有什么变化？
［生］有亮点.
［师］亮点是怎么形成的？
［生］“亮点”亮说明它的光进入我们眼睛中的多.
［生］太阳光通过凸透镜都聚到亮点上.
［师］他们分析的特别好，咱们为他们鼓掌！现在，让光斑变得最小，最亮.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离，记录下来，换另一个凸透镜，重做上面的实验.再换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？
［生］用凹透镜无论如何移动，都得不到很小、很亮的光斑.
［生］亮点是光会聚的.
［生］凹透镜不能使光会聚.
［生］凸透镜能使太阳光会聚.
［生］凹透镜不能使太阳光会聚.
［师］同学们回答得非常好，这些现象说明凸透镜和凹透镜对光线有不同的作用.但是由于我们观察不到光的传播路径，所以为了对这个问题作进一步的研究，我们来设计一个实验. 做法一：把凸透镜放在光具座上，让光源正对照过去，移动光屏，有亮点.再换凹透镜重做，将怎么移动光屏都没亮点.
做法二：将无色透明饮料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置点燃的香头，在上面要放凸透镜或凹透镜，这就形成一个“烟室”，用手电筒对准透镜照射，适当调节手电筒和透镜的距离，观察透镜对光的作用，看到通过凸透镜的光相互靠拢，通过凹透镜的光相互远离.
做法三：用激光演示器将平行光射向凸透镜和凹透镜，观察到经过凸透镜的光相互靠拢，经
过凹透镜的光相互远离.
［师］同学们刚才设计的方法都很好，也可行，我们来拍手表示祝贺.
2.凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用（板书）
［师］射到地面的太阳光是相互平行的，叫做平行光，看投影（课本图3.1—4所示）,凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点（focas)，用“F”字母表示，焦点到光心的距离叫做焦距（focal length）.用“f”字母表示.（课本图3.1—5所示）凹透镜使平行于主光轴的光线发散，它没实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点.
［动手动脑学物理］拿一两个凸透镜试一试，怎样可以测得凸透镜的焦距.
方法（1）：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑很小很亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离.
方法（2）：在光具座上，让光源的光正照到凸透镜，移动光源和光屏，找出光屏上有很小很亮的点，用刻度尺测出光屏与凸透镜的距离. 2.如图A、B是两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3 cm和5 cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更多些？
学生们作图，教师巡视，并进行指导.
［师］同学们都很认真，现在从图中能得出什么结论？
［生］图A偏折得厉害，图B偏折得不厉害.
［生］焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强.
［生］凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短，每个凸透镜的焦距是一定的.
3.要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看，你在解决这个问题的时候实际利用了前面学过的什么原理？先猜测一下.
［生］把小灯泡放在大于一倍焦距之外.
［生］把小灯泡放在一倍焦距之内.
［生］把小灯泡放在焦点处.
［师］学生们都猜想，想不想知道你猜得是否正确，那么我们通过实验来证实，并说出理由. 方法（1）：用激光演示器从焦点外射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.
方法（2）：用激光演示器从焦点内射向凸透镜的光，通过凸透镜的光没变为平行光.
方法（3）：用激光演示器从焦点射向凸透镜的光，通过凸透镜后变为平行光.
［师］通过实验得出什么结论？它利用了什么？
［生］经过焦点的光通过凸透镜后变成平行光.
［生］这是利用了前面学过的光路是可逆的知识.
［生］光通过凸透镜两侧表面发生折射.折射时光路是可逆的.平行于主光轴的光通过凸透镜要会聚到焦点处，那么，焦点处射出的光通过凸透镜就会平行于主光轴出来.
三、知识小结
本节课我们学习了以下内容：
1.我们认识了凸透镜和凹透镜，而且知道了凸透镜的焦点和焦距.
2.凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在焦点上.
3.凸透镜能产生平行光.但是，凹透镜却能使平行光发散.
四、布置作业 P62 1、2、3、4、5
【教学反思】本节课教学要从透镜的外观及其对光线的作用两个方面认识凸透镜和凹透镜的区别，做好演示实验是关键。

第二节生活中的透镜
【教学目标】
1.知识与技能:
●了解透镜在日常生活中的应用.
2.过程与方法.
●经历制作模型照相机的过程,了解照相机的成像原理.
●能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征.
3.情感态度与价值观.
●通过模拟照相机的制作和使用,获得成功的愉悦.
●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.
●初步建立将科学技术应用于实际的意识.
【教学重点】经历制作模型照相机的过程,了解照相机的成像原理.
【教学难点】能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征.
【教具】照相机,投影仪,投影片.
【学具】两个直径大小相近,长约15cm的圆纸筒,凸透镜一个,半透明纸一张,玻璃
板一块,水.
【教学过程】
一、引入新课:
在上节课中,我们学习了透镜,知道了透镜会折射光,在日常生活中,我们经常用到透
镜,这课我们来共同认识一下生活中的透镜.
板书: ＆3.2 生活中的透镜
二,展示目标:(投影)
三,课堂导学：
<一> 导学“照相机”
1.节日家人团聚或外出旅游,总要留影作纪念.摄影师用照相机拍出美丽的风光、动人的
场境，使人们从照片中感受到美的享受和启迪。

对于照相机，你们想提出什么问题？
（学生展开想象，激发兴趣，积极思考提出问题。

教师及时引导，给于鼓励。

）
2．自学课本P62－63一、二段照相机。

自学指导：（1）仔细观察图3.2－1，你看到照相机的镜头是一个_______镜，来自物体
的光经过这个镜后会在胶卷上形成一个_________的像。

（2）胶卷上涂着一层_______的物质，它在曝光后发生________，物体的像就被记录在
胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。

（3）比较物体、像到镜头的距离，会发现物距_____像距，像___物体（填大于、小于）。

（4）观察物体和像位于镜头的____侧（填同侧、异侧）。

教师给予适当的点拨及指导。

3、小组活动：制作模型照相机
学生自学课本P63想想做做
根据课本内容及投影提示以小组完成下列活动:
（1）做一做
将大纸筒的一端嵌上一个焦距为5—10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明
纸，把两个纸筒套在一起，就做成了一个模型照相机。

（2）看一看
拿起你做的照相机，对着明亮的室外，拉动纸筒，改变透镜和半透明纸的距离，你看到
了什么？把你看到的像描述一下并展示给同学们。

（体会成功的愉悦。

对于做不好的组教师
给于指导。

）
（3）以小组评估这次活动，有哪些不足及优点，并提出改进意见。

<二> 导学“投影仪”
1.自学课本P64 投影仪一、二、三段
（1）认真观察图3.2－4对照实物，投影仪的镜是一个____镜。

（2）投影仪的构造有：___________________
（3）猜一猜：将投影片“F”放在投影仪的载物台上，显示出的像的大小正倒将会如
何？
2.演示：（教师演示，学生认真观察）
将投影仪上的平面镜取下，投影片F放到载物台上，调节镜头，在天花板上得到投影片
上图案的清晰的像，观察像的正倒、大小，比较像距物距的大小，像与物体在透镜的同异侧。

再将平面镜装上，观察像的位置，启发学生分析平面镜的作用。

3.学生根据实验回答问题，并填表。

教师给予点拨指导。

<三> 导学“放大镜”
做一做，看一看
1.把手中的凸透镜放在课本上，适当调整距离，你看到了什么？（学生描述看到的
像的特征，教师予以点拨）
2.在玻璃板上滴一滴水，做成一个水滴放大镜，用它来观察课本上的字，你看到了
什么？（让学生进一步理解看到的像的特征）
3.放大镜的镜头是一个______镜，像比物____（大、小）像与物在透镜的___侧（同、异），所成的像是____的（倒立、正立）。

（学生完成表格）
<四>.当堂训练：
课本P65动手动脑学物理1、2
新课程学习目标与检测P91-92 课标导练1、2、3、4、5、6、8、11、12
教师巡回指导，及时发现问题，反馈信息。

<五>.导学“实像和虚像”
自学课本P64-65“实像和虚像”部分
根据下列提示以小组分析实像、虚像特征：○1，是否由实际光线汇聚而成；○2，能
否用光屏承接；○3，能否用眼看到；○4，在凸透镜成像中，实、虚像与物在透镜的同异侧。

学生对实像、虚像特征进行总结，教师给予指导、评价。

四．当堂小结与学习评估
请同学们根据板书内容对本节课的学习进行小结：“学到了什么”，并对应学习目标
（投影展示）对自己本节课的学习进行评估。

五．课后练习
1、课本P65动手动脑学物理3、4
2、新课程学习目标与检测P91-92 课标导练7、9、10
3、分层作业：有兴趣的同学试着完成《新课程学习目标与检测》P93自主研学和合作
探究部分。

【板书设计】
实像、虚像的特征：
【教学反思】本节课要安排好课前调查活动，让学生了解透镜在生活中的应用，对放大镜、照相机和投影仪有初步的认识；课后要求学生制作水放大镜、冰放大镜及自制模型照相机，使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富的感性认识，为探究凸透镜成像做准备。

第三节探究凸透镜成像的规律
【教材分析】
本节内容是本章的核心，它是学生在学习第1节“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。

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。

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。

【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，本节课需要两个课时，第1课时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？第二课时的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。

【教学目标】
1.知识与技能
●理解凸透镜成像规律。

●知道凸透镜成放大、缩小实像和虚的条件。

2.过程与方法
●能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。

●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。

●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
●乐于参与观察、实验、制作等科学实践。

●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。

【重点难点】
重点：①对凸透镜成像规律的理解和认识。

②组织指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。

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。

【教学过程】
一、引入新课
根据上节课生活中的透镜提出利用什么光学元件成像和成像有什么差异的问题，再由凸透镜成像的差异引入新课。

让学生回忆生活中的透镜成像情况并回答问题，并产生凸透镜有什么规律的想法，从而激发探究的兴趣。

二、新课导学
提出问题：
学生观察投影仪、照相机和放大镜的成像情景，从而提出问题。

照相机、投影仪和放大镜都有凸透镜，但有大小、倒正和虚实的差异，通过引导学生由凸透镜成像的差异提出凸透镜成像的大小、倒正与物距有什么关系。

猜想：
继续观察投影仪、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，同时板书。

设计实验：
指导学生要检验猜想是否正确需要实验，提出实验是探究物理知识最基本的一种方法。

给出器材，让学生根据猜想设计实验方法，并说出器材在其中所起的作用。

指导学生阅读教材，明确实验观察什么、测量什么和记录的数据以及实验的主要步骤及过程。

演示：根据学生的实验方法补充说明实验操作步骤、注意事项，如：蜡烛、凸透镜、光屏摆放位置。

根据猜想，实验时先改变物距，由大到小进行几次实验。

并提醒学生怎样观察像；怎样记录物距、像距；注意分工合作。

进行实验
学生阅读、讨论、作答，举手发言。

其他同学评估、改进实验方法。

明确实验目的。

回顾凸透镜焦距测量的方法，并让两位学生测出本节课凸透镜的焦距．
教师巡视，对学生的探究过程进行指导，及时对学生探究过程中出现的问题进行指导，并鼓励最先完成实验的学生填写黑板的数据．（见附表）
分析与论证
教师事先画好表格，指导学生根据实验现象及数据思考得到什么结论，是否证实了猜想
和假设，并进一步思考、归纳出凸透镜成像的规律并让学生以书面或口头形式表达自己的观点。

讨论思考得出凸透镜所成像的大小、倒正与物距或与物距和像距的大小关系有关，进一步综合、分析归纳出：
当u>2f时，成倒立、缩小的实验像；
当f<u<2f是时，成倒立、放大的实像．
当u<f时，成正立放大的虚像；
成实像时，物距变小时，像距变大，像也变大。

三、归纳小结
教师同时用Flash动画连续完整地展示凸透镜成像规律，请学生小结本节课的收获．从知识、方法、有什么体会方面小结，并观看动画进一步理解凸透镜成像的规律。

【教学反思】
本节课的教学活动给学生一个全新的体验，学生活动进行热热闹闹，但我们一定要注意，要达成本节课的教学目标，结合凸透镜成像规律的特点的探究，通过培养学生对实验数据的分析和论证的能力，使学生得到从感性认识到理性认识的飞跃．让学生亲身体验在不断发现问题和提出问题的过程中逐步完善和升华，深化对凸透镜成像规律的认识，从而用实验探究的方法来得出凸透镜成像规律的特点，使学生进一步理解照相机、投影仪和放大镜的原理。

附表：学生实验记录表格
第四节眼睛和眼镜
【教学目标】
1.知识与技能
●了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。

●了解眼镜是怎样矫正视力的。

2.过程与方法
●通过观察实验和实践，培养学生理论联系实际，实事求是，求真务实的科学态度。

●培养学生的观察能力、思维能力、参与组织能力和实践能力。

3.情感态度与价值观
●通过活动，培养学生珍惜生命，关爱健康的意识，使其能自觉注意保护视力。

●通过活动，培养学生将科学技术应用于日常生活的意识。

【教学重点】
培养学生用前面所学凸透镜成像规律的知识，加深对眼睛的了解。

【教学难点】
将科学知识应用于日常生活的意识的培养。

【教学方法】
观察法、讨论法。

【教学用具】
挂图、眼睛模型、投影仪、课件、光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、眼镜。

【教学过程】
一、创设情境、引入新课
滚动放映一组与眼睛有关的一组图片和视频，最后画面定格在一幅带眼镜的卡通画面上：让学生在欣赏画面的同时，认识到眼睛是人体中一个既复杂又奇妙的器官，它帮助我们认识身外的世界，判断物体的大小、距离、质感、颜色及长宽等等，但在我们周围许多人的眼睛出现了问题：
汇报上一节课布置的近视率的调查结果：
结果表明，近视已是我们同学们中存在的很普遍的视力问题。

你想知道有关近视的哪些问题呢：
学生讨论，确定本节课所要解决的问题。

二、新课教学
问题一：眼球的结构及视物原理：
上节课已布置让学生查阅有关眼睛的资料：
放投影片，课本图3.4－1，眼球的结构，让不同的小组通过挂图和投影片讲叙，然后其他小组补充：
师生总结：
1．眼睛的主要部分是眼球，眼球近似球体。

此外，还有一些附属结构。

2．眼球由角膜、晶状体、瞳孔、虹膜、睫状体、玻璃体、视网膜等组成。

3．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。

4．外界物体反射来的光线，经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，再经过晶状体、玻璃体的折射作用，会聚在视网膜上，形成物体的像。

5．视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，我们就看到了物体。

小组交流：有关眼睛的结构各小组还有哪些不明白的问题，提出来让其他小组解决：问题如下：
1．眼睛的睫毛、眼皮不属于眼球的构造，属于什么？（解答：眼球的附属结构：有使眼球运动的肌肉，保护眼球的眼睑、睫毛、结膜、泪器。

）
2．眼睛睫状体起什么作用？（眼睛的睫状体的作用是调节晶状体的形状，当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，远处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体。

）
3．眼睛中瞳孔起什么作用？（眼睛瞳孔的作用能改变大小以控制进入眼睛的光线量，若在一个阳光普照的室外环境下，由于我们的眼睛不用太多光线来观看物体。

瞳孔会自动收缩；相反，在漆黑的环境下，由于我们需要更多的光线来看物体，瞳孔便会自动扩张，瞳孔好像照相机的光圈。

）
4．视网膜起什么作用？（眼睛中视网膜的作用是把物体成的像的光能转变为神经冲动，再经过通往大脑的神经把神经冲动传入中枢神经系统，到达大脑皮层的视觉中枢，产生视觉，视网膜好像照相机的底片。

）
5．既然晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，那么物体能成什么样的像？（光线由物体射入眼球，经过角膜和晶状体（相当于凸透镜）的折射，然后到达视网膜形成倒像，但我们看见的物体都是直立的物像，是因为受生活经验的影响。

）
师生总结：我们的眼睛就是这样：光线由我们所观看的物体发出，经过瞳孔（好像照相机的光圈）再由角膜及晶状体（功能好像照相机的镜头），再会聚在视网膜上（好像照相机的底片）。

（一）眼睛（板书）。