滬科版初中物理《探究凸透鏡成像規(guī)律》教學設計

1、設置體驗性實驗 突破探究難點-探究凸透鏡成像規(guī)律教學設計內容簡析本節(jié)主要內容有：通過提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、實驗與觀察、分析與論證、交流與合作，探究凸透鏡成像的規(guī)律；了解放大鏡的工作原理。凸透鏡成像規(guī)律是本章最重要的規(guī)律之一，讓學生觀察體驗凸透鏡成各種像的條件和像的特點，得到凸透鏡成像的規(guī)律，是本節(jié)教學的重點。凸透鏡成像的規(guī)律涉及到物距、焦距，像的大小、倒正、虛實等，成像情況比較復雜，對于學生來說，做好“凸透鏡成像規(guī)律”的實驗雖然并不太難，但通過實驗得出凸透鏡成像的規(guī)律，并記住它，確有一定的難度，因而是本節(jié)教學的難點。目標定位本節(jié)課把凸透鏡成像作為培養(yǎng)學生科學探究能力的載體。

2、要求學生通過自己的實驗探究學習凸透鏡成像的規(guī)律，體驗和感受研究的過程，領會研究的方法，同時還要知道凸透鏡成像的規(guī)律，了解凸透鏡成像規(guī)律在實際中的應用。因而本課教學目標如下：一、知識與技能知道凸透鏡成像的規(guī)律。知道放大鏡的工作原理。二、過程與方法經歷探究凸透鏡成像規(guī)律的全過程，通過實驗探究，得出凸透鏡成像的規(guī)律。三、情感態(tài)度與價值觀在實驗探究凸透鏡成像規(guī)律的過程中，體驗參與的快樂和成功的喜悅，養(yǎng)成積極主動與他人交流合作的習慣。方法闡釋探究凸透鏡成像的實驗需要的器材較多（如凸透鏡、光屏、物體、光具座或刻度尺等），對操作的要求較高（如調整凸透鏡、物體、光屏的中心在同一高度，尋找清晰的像的位置等），需

3、要觀測的項目眾多（如物距、像距、像的大小、像的倒正、像的虛實等），因此，它是初中物理中比較困難的實驗之一。如果讓學生按照教師擬好的實驗步驟進行實驗，比較容易完成實驗、獲得尋找凸透鏡成像規(guī)律所需要的數(shù)據(jù)。但是這樣做，很多學生不知道自己每一步操作的目的，只是按方抓藥式地機械操作，難以達到對實驗過程和方法的體驗和領會，也就不能真正落實讓學生經歷科學探究過程、培養(yǎng)科學探究能力的新課程目標。因此，本節(jié)課按照學生認知規(guī)律，讓學生通過一系列自主學習活動，經歷探究的過程，得出凸透鏡成像規(guī)律。教學流程 i自主預習形成環(huán)節(jié)一 認識感知凸透鏡1.思考：能否把桌面上的透鏡分為兩類？比一比誰的方法多。2. 如何利用激光

4、燈、礦泉水瓶、蚊香、火柴研究凸透鏡和凹透鏡對光的作用?思考：如何把光線顯現(xiàn)出來?看一看誰的方案更可行?并畫下光路圖：3.小結：主光軸：_；光心：_焦點：_；焦距：_【設計意圖】讓學生感受凸透鏡對光的會聚作用，加深對焦點、焦距的認識。環(huán)節(jié)二 準備探究凸透鏡成像規(guī)律提出問題1.實驗體驗1：通過凸透鏡觀察課本上的字，前后移動凸透鏡，看到的“字”有什么變化？2.實驗體驗2：（1）將凸透鏡對著窗外的景物（樹木或建筑物），在透鏡另一側，用白紙做光屏，前后移動凸透鏡，看能否在光屏上得到室外景物的像。（2）減小(或增大)凸透鏡與窗外的景物（樹木或建筑物）的距離，適當移動光屏獲得清晰的像，觀察像的變化情況。（3

5、）觀察其它物體通過凸透鏡所成像的情況（大小、倒立正立、能否在光屏上呈現(xiàn)）。根據(jù)實驗體驗，提出想要探究的問題：嘗試猜想對比思考：在以上實驗中，同一物體通過同一凸透鏡成像大小變化的原因。猜測凸透鏡成像情況跟可能跟_有關?！驹O計意圖】讓學生通過實驗發(fā)現(xiàn)“近處的物體成的像較大，遠處的物體成像較小”的事實，認識到物體通過凸透鏡所成的像的情況（大小等特點）跟物體到透鏡的距離有關，為學生提出問題，作出猜想提供幫助，較好地突破了“在探究活動中，應該探究什么、如何去探究”的難點。制定計劃設計實驗:1.閱讀課本了解以下內容：（1）物體到光心的距離簡稱為_。（2）像到光心的距離簡稱為_(v)。（3）認識光具座。2.

6、設計實驗:思考：（1）為驗證你的猜想，需要哪些器材？ （2）為了使像成在光屏的中心上蠟燭、透鏡、光平三者的高度有什么要求？（3）探究凸透鏡成像規(guī)律需要不斷改變物距，我們通常用焦距（或焦點）作為一個標準（參照）表述物距的變化情況，用物距跟焦距的相對大小關系描述物距的變化。探究思路:不斷改變蠟燭與透鏡的距離，觀看成像情況，比較物距與焦距的關系。實驗方案： （4）實驗中需要收集哪些數(shù)據(jù)呢？需要觀察哪些現(xiàn)象？請你設計一個表格，記錄數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象。【設計意圖】通過一系列問題引導學生明確探究方向、形成探究思路。ii 合作展示探究環(huán)節(jié)一 出示交流展示內容和活動安排1談談你對凸透鏡成像情況的初步認識。2交

7、流探究通過凸透鏡成像規(guī)律的實驗方案。3小組展示學習成果，優(yōu)化探究方案4實施分組探究，5全班交流展示探究成果【設計意圖】明確本節(jié)課重點問題和活動程序，引領學生小組內的討論交流、實驗探究以及全班范圍內的展示交流活動。環(huán)節(jié)二 小組討論 個人預習成果1討論交流對凸透鏡成像現(xiàn)象的認識、體會。2討論交流探究探究透鏡成像規(guī)律的方案?！驹O計意圖】實施小組內的合作學習，加深對凸透鏡成像現(xiàn)象的認識、體會，形成探究折射規(guī)律的初步方案，降低探究難點。環(huán)節(jié)三 展示交流 小組合作學習成果展示一：實驗體驗 提出問題老師啟發(fā)：同學們通過實驗，有什么發(fā)現(xiàn)？當凸透鏡距離書本比較近時，透過凸透鏡書觀察本上的字，可以看到字被放大了，

8、當凸透鏡更加靠近書本時，看到的字會變小一些；當稍微增大書本與凸透鏡之間的距離時，看到的字有所增大。當凸透鏡距離書本比較遠時，看到的字就倒過來了。用凸透鏡觀察窗外的樹木，看到的是倒立的縮小的像。用凸透鏡對著窗戶，在凸透鏡后面的白紙上可以看到窗戶倒立的縮小的像；老師點撥：同一個凸透鏡，觀察近處書本上的字時可以看到字的正立放大的像，觀察遠處的樹木，可以看到倒立縮小的像，說明物體通過凸透鏡成像情況跟什么因素有關？跟凸透鏡和物體之間的距離有關，距離遠的時候成倒立縮小的像，距離大的時候成正立放大的像。我還發(fā)現(xiàn)：窗戶通過凸透鏡在白紙上成的像也會有變化，當離窗戶遠和近時，雖然都是倒立的像，但離窗戶越近，成的像

9、好像是越大一些像。正立的像不能用光屏呈現(xiàn)，倒立的像可以在光屏上顯現(xiàn)出來。老師總結:能夠用光屏承接的像是實像，不能能夠用光屏承接的像是虛像。老師點撥：對于以上現(xiàn)象你有什么疑問，你準備弄清楚什么問題？物體通過凸透鏡成像有什么規(guī)律？物體通過凸透鏡成的像跟物體離凸透鏡的遠近有什么關系？凸透鏡和物體之間的距離遠的時候成倒立縮小的像，距離大的時候成正立放大的像。那么究竟多大距離成正立的像，多大距離成縮小的像？【設計意圖】通過引導學生交流實驗體驗，幫助學生建立凸透鏡成像情景，明確物體、凸透鏡、像、光屏等術語，為后面描述成像規(guī)律鋪平了道路，引導學生發(fā)現(xiàn)并提出問題。展示二：啟發(fā)猜想老師點撥：同學們提出的問題都很

10、有價值，在問題中都認識到“物距變化是導致像變化的原因”，那么請同學們考慮：怎樣才能較為準確的描述物距的變化程度？可以用凸透鏡的焦距為標準，拿物距跟焦距進行比較來說明物距變化的程度。老師點撥：同學們能否根據(jù)自己的體驗，猜測一下成像的規(guī)律和物距變化之間的具體關系？當物距小于像距時，形成正立、放大像，當物距大于像距時，形成倒立縮小像?！驹O計意圖】通過引導學生根據(jù)觀察到的現(xiàn)象對問題作出猜想，明確探究目標，為后面的設計實驗和實驗探究做好鋪墊。展示三：探究方案老師點撥：怎樣通過實驗探究凸透鏡成像規(guī)律，驗證猜想？通過觀察“改變物距時，像的變化情況”，分析歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。讓物體分別在焦點以外和焦點以內

11、時，觀察凸透鏡成像情況。課本上還有個2倍焦距，有什么作用？是否也需要2倍焦距物距進行比較呢？老師點撥：最后這個想法，大家可以在實驗中試試看。如果是個特殊的點，我們就可以把探究物距大于焦距時的規(guī)律分成兩種情況去探究：一是物距大于焦距，小于2倍焦距；二是物距大于2倍焦距【設計意圖】重點引導學生的探究思路。對于學生不明白為什么要跟2倍焦距比較，沒有具體解釋，只是提醒學生通過實驗自己探索這個問題，為學生留下想象的空間，有助激發(fā)探究興趣。環(huán)節(jié)四 實驗探究1 收集數(shù)據(jù)1.先測出凸透鏡的焦距為_ 。2為了便于測量物距和像距應將凸透鏡固定在光具座上。引導學生用蠟燭和光具座做實驗。提醒學生注意：為了便于觀察成像

12、的情況，在實驗時要將凸透鏡、光屏和蠟燭火焰的中心調在同一高度。將點燃的蠟燭分別放在焦點以內或焦點以外，從光具座的刻度尺上讀出來的物距和像距，以及觀察到的成像情況：像的放大、縮小或像的倒、正等記錄在設計好的表格中。凸透鏡焦距f=_cm實驗次數(shù)像放大或縮小像的正、倒物距u/cm像距v/cm1縮小2縮小3放大4放大3.用不同的透鏡，重復以上步驟，看能否得出相同的結論。環(huán)節(jié)五 展示交流 探究結論老師啟發(fā)：根據(jù)你們的實驗數(shù)據(jù)，可以得出什么結論？ 當物距大于2倍焦距時，成縮小、倒立的像；當物距大于焦距，小于2倍焦距時，成倒立放大的像；當物體位于凸透鏡焦點以即物距小于焦距時，成正立放大的像。當物距大于像距時

13、，成倒立縮小的實像；當物距小于像距時，成倒立放大的實像。老師點撥：物距等于像距時會怎樣? 物距等于像距時,成倒立等大的像。當物距小于焦距時，不能成像?！驹O計意圖】學生自主完成探究實驗，教師只是起到引導組織的作用。教師布置實驗時，并沒有面面俱到得把所有問題介紹給學生，而是重在引領學生得探究思路，有些實驗中可能遇到得問題則留在巡回指導學生實驗得過程中解決，給學生以更多的思維空間和操作空間。環(huán)節(jié)六 實驗探究2 觀察虛像 完善規(guī)律老師點撥：剛才有的同學說：當物距小于焦距時，不能成像，下面我們都試試看，是否是這樣？是的，把蠟燭放在焦點以內時，無論怎樣移動光屏，都不能在光屏上看到蠟燭的像。老師點撥：請把光屏拿掉，然后從光屏一側透過凸透鏡看過去，又什么發(fā)現(xiàn)？”看到一個放大的蠟燭。老師點撥：你看到的是蠟燭還是蠟燭的像？看到一個正立放大的蠟燭的像。 老師提問：這是個實像嗎？ 教師引導：“如果是實像，在成像處放一個光屏，光屏上就會呈現(xiàn)出像來，試一試！”學生實驗后，教師組織引導學生對本次實驗探究的結論進行梳理總結，完成了這次科學探究之旅?！驹O計意圖】對于物體通過凸透鏡成虛像的問題，教師側重于讓學生體驗正立放大的虛像，而沒有設計更多的探究過程。這是因為一方面學生受凸透鏡成實像的影響，不容易意識到會在凸透鏡的物體一側成像，另一方面，這部分也不是重點，故予以適當簡化，讓學生知道其成像