透镜及其应用.ppt

义务教育课程标准实验教科书物理,第四章:“透镜及其应用” 教 材 分 析 及 教 学 建 议,本章概述,本章主要讲的是透镜的初步知识和透镜在日常生活中的作用，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容.透镜是照相机、投影机、放大镜这些日常生活中常用的光学仪器的最重要的组成部分，学生应该对它们有所了解。,本章通过透镜的基础知识及它对光的作用，使学生了解透镜成像的情况，并结合生活中的透镜，以便学生在头脑中获得丰富、具体生动的感性认识。以此为基础，让学生带着问题，用探究的方法深入研究凸透镜成像的规律。凸透镜成像的研究，要让学生在全过程中自主研究，体验科学研究的过程，在探究过程中培养科学研究方法，形成清晰的凸透镜成像的规律。然后介绍眼睛、显微镜和望远镜.,本章把眼睛作为一种像照相机那样的光学仪器，深入浅出地向学生介绍眼睛的成像原理，眼疾的原因及其矫正的方法，使学生获得一些实际知识。照相机、显微镜和望远镜的成像原理比较抽象，学生在理解上有些困难。本章采用模拟的方法，用简单的手段，使学生获得学习的基础。让学生知道，凸透镜成实像的特征、照相机的成像原理以及利用两个透镜的组合可以看清微小或远处的物体的道理.,为了使学生获得一些知识，提高学习兴趣，本章基础知识尽量从日常生活现象引入，许多光学仪器成像的情况是用模拟方法获得的，课文中的“动手动脑学物理”中许多是实践性的活动，教学中要尽量引导学生动手动脑去做，以期培养学生的动手习惯和用实验研究问题的能力。,一、本章内容 新旧教材对比,新教材 旧教材 一、透镜 一、光的折射 二、生活中的透镜 二、透镜 三、探究凸透镜成像的规律 三、照相机 四、眼睛和眼镜 四、幻灯机 放大镜 五、显微镜和望远镜,课标教材与大纲教材相比略有变化，大纲教材将光的折射和透镜放在一起，课标教材本章只讲透镜知识，光的折射在上一章讲。这样安排要比大纲教材的安排更合理，可以专题研究透镜知识。,旧教材中凸透镜成像规律的教学安排是通过第三节照相机，第四节幻灯机和放大镜两节内容，将实验也分散到两节内容中分别进行，但教师授课过程中，一般还是将两节的三个实验（成放大、缩小实像，成放大虚像）合并起来进行，最后说明照相机、幻灯机、放大镜原理。,新教材之所以这样设计是有他道理的，这样安排才符合学生的认知规律（认识事物由外及里，由表象到本质）。学生在第一节认识了凸透镜和凹透镜及其对光的作用后，自然会想到它们的应用。学生就急于知道凸透镜在生活有什么作用。,凸透镜为什么能成像？在什么条件下成正立的像，什么情况下成倒立的像？什么情况下成放大的像，什么情况成缩小的像? 什么情况下用光屏能得到像，什么情况下在光屏上不成像？什么条件下像与物在凸透镜两侧，什么条件下在同侧？,二、本章课程目标,一、知识技能目标 1.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。 2.探究凸透镜成像的规律。 3.了解凸透镜成像的应用。 （1）了解凸透镜的应用放大镜、照相机、投影仪。 （2）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法。 （3）了解显微镜和望远镜成像的道理及其应用。,二、体验性目标,1.经历：观察凸透镜的成像过程，能在观察的过程中发现一些问题。 2.反应：能在经历的基础上表达感受（能简单描述所观察现象的主要特征）。 3.领悟：初步形成爱科学的态度，愿意探究的精神，与他人协作的意识，勇于创新的精神等。,教学大纲,1.知道光的折射现象 2.知道凸透镜的焦点、焦距和主光轴 3.知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用 4.理解放大镜成放大、缩小的实像和虚像的条件 5.知道照相机、幻灯机、放大镜的原理,两种目标的比较分析,知识的要求略有降低 概念的形成作了要求 课标对记忆性的知识要求降低了，能力方面的要求高了，情感态度、价值观的要求也高了.,课程目标之间的关系,从课程目标的分层看可分为 知识与技能目标 过程与方法目标 情感、态度与价值观目标,教学要落实好这三种目标,在课堂教学中，让学生通过知识与技能的探索过程，掌握一定的物理知识与技能；在物理知识与技能的探索学习的过程中，学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，从而使学生不断地掌握一些简单的研究方法；然后通过过程与方法获得过程，使学生初步领悟和形成科学的思想和精神，这样就形成了一个教学循环。,然后这些情感态度与价值观又促使学生进一步再去探索新的知识与技能，从而又开始了一个新的循环。因此这三者之间的关系可以这样说：知识与技能是实施探究过程获得方法的载体；过程与方法是形成情感、态度与价值观的基础；情感、态度与价值观是探索知识与技能的动力,过程与方法处于知识、技能与情感、态度、价值观之间，起着承上启下的关键作用。因此使学生经历过程、掌握方法是有效施教的关键。抓住了这一点就等于抓住了教学的最终目标情感、态度、价值观的实现渠道,三、本章教材特点,1.教材选择的内容更贴近生活 删除了原教材中的幻灯机，换成了现在学校常用的投影仪，使学生看得见，容易观察，容易理解， 增加了眼睛和矫正视力用的眼镜，使学生更爱护眼睛； 增加了生物课上常用的显微镜，外出旅游常用的望远镜、观察宇宙用的天文望远镜，以开拓学生的视野。,2.注重科学探究，提倡学习方式的多样化,课程把过去过分强调知识传承的倾向，转向让学生经历科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。 因此要引导好探究的过程，指导学生观察好现象，以具体生动的感性认识为基础掌握知识，而不是生硬地记忆结论。,3.学生动手动脑机会多,教科书中差不多每节课都有“动手动脑学物理”。本章中共有“想想做做”一个，“想想议议”一个，“动手动脑学物理”五个、演示实验6个、“探究实验”一个。这些栏目要尽量引导学生动手去做，培养学生的动手习惯和通过实验研究问题和思考问题的习惯。,四、本章教学的重点及难点,重点： 透镜对光的作用 凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像规律中如何探究，如何发现问题、归纳结论。,难点,如何观察实验现象收集实验数据，在探究凸透镜成像规律中如何设计试验进行探究是学生感到较困难的，另外，帮助学生自己进行知识建构，如何写探究报告，也是教学中的难点。,五、教学中如何灵活处理教材,教师不可能将庞大的信息在有限的教学时间内塞给学生。因此必须改变“只有讲过才算教过”的观念。许多内容可以精选，精讲，点到为止。,更多的内容，如凸透镜成像的应用显微镜、望远镜、照相机，可以让学生通过阅读教科书和其他补充材料（包括视听材料），搜集各种形式的信息，除了教材介绍的内容外，教师还可以结合本地实际准备几个相关的小课题让学生去做调查研究。,六、各节教材处理建议,一、透镜 知识点要求 1、知道什么是凸透镜、凹透镜、主光轴、光心的概念，知道凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用及焦点、焦距。,2、能列举“1”中各知识点的常见实例，对概念、图表、实例进行填空、判断与选择。 3、能够用“凸、凹透镜对光线的作用”去解释、解决直接有关现象、问题如：设计测量焦距、改变光路等问题，能画出平行于主光轴或经过焦点的光线透过透镜的路线。,动手动脑学物理,以前的课后练习改为“动手动脑学物理”，这不是简单的形式的变化，实际其内容发生了质的变化，以前的知识记忆性的练习题少了，动手动脑的问题多了，开放性的试题多了。,例1：如图所示a、b是两个口径相同的凸透镜，他们的焦距分别是3cm和5cm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。,答案：图a偏折大，图b偏折得小. 因为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.或相同口径的透镜厚的焦距短，偏折大。,例2：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？,经过焦点的光通过凸透镜后变成平行光. 这是利用了前面学过的光路是可逆的知识. 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。,二、生活中的透镜,知识点要求 1、知道照相机、投影仪、放大镜主要部件是一个凸透镜，它们所成的像的具体情况。 2、能对“1”中各知识点的概念、图表进行填空、判断与选择。,拓展练习,1.我们在使用照相机摄影时，我们发现这样的特点：物体离照相机镜头的距离_底片离照相机镜头的距离（填“大于”、“小于”或“等于”）；物体离照相机镜头越远时，物体在照片上所成的像越_；照相机底片上所成的像一定比物体_；物和像在凸透镜的_。 答案：大于，小，小，两侧。,2.用放大镜观察物体，正确的方法是：（ ） a.放大镜离被观察的物体越近越好。 b.放大镜离物体的距离不能太近，也不能太远为好。 c.放大镜离被观察的物体越远越好。 d.随便将放大镜如何放置，均能清晰地观察物体。,3.清晨，草地或树木上的露珠下面的叶脉看起来比较大，这是露珠产生了_镜的功能的结果，形成了放大的_像，这是由于光的_射现象的结果。 答案：放大，虚，折,4.在玻璃板上滴一滴清水，通过水滴观察它底下的物体，物体会显得大一些，这是为什么？换用大小不同的水滴重新实验，比较不同水滴的放大作用。由此说明了凸透镜焦距与放大倍数有什么关系？ 答案：这一滴水相当于一个放大镜，将物体放大。水滴越厚，放大作用越大。因为越厚的透镜的焦距越小，放大倍数越大。,三、探究凸透镜成像的规律,1.知道（u2f、2fuf、uf），凸透镜所成实像与虚像的不同。 2.能列举“1”中各知识点的常见实例（包括第二、四、五节的应用实例），对概念、实例、图表进行填空、判断与选择。,3.能够运用不同的常见器材设计探究“凸透镜成像规律”全过程、进行实际探究过程、写出探究报告。（主要是让学生经历过程，因为中考题有要求如：设计实验，改进实验，分析实验题就是考查学生经历实验过程的）,在“科学探究凸透镜成像”教学中，不仅要求学生能够通过实验总结出凸透镜成像的规律，锻炼学生熟练的实验操作技能与技巧，还要使学生初步学习制定探究计划、选择探究器材的方法和依据。另外，要鼓励学生进行收集资料、社区调查等活动，并注意激励学生勇于发表自己的意见，有与别人交流合作、反思评估的意识。,凸透镜成像规律 （1）对比表,（2）两个分界点,焦点：是成实像还是成虚像的分界点。物体在焦点内（成虚像），物体在焦点外（成实像），物体在焦点上（不成像）。 两倍焦距点：是成放大实像还是成缩小实像的分界点。物体在两倍焦距内（成放大实像），物体在两倍焦距外（成缩小实像），物体在两倍焦距处成（等大实像）。,（3）像的正立与倒立 倒立的是实像，像与物分居透镜的两侧。 正立的是虚像，像与物在透镜的同一侧。 （4）像与物移动方向的一致性 实像和虚像都随着物体的移动而移动，且存在着一致性关系，物沿着主光轴向右移动，实像和虚像也沿着主光轴向右移动。反之亦然。,四、眼睛和眼镜,1.了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的. 2.了解近视眼的成因与如何矫正，远视眼的成因与如何矫正。 3.了解如何注意用眼卫生，保护视力，了解眼的远点、近点、明视距离的概念。,1.某同学在学习“眼睛和眼镜”一节时，制作了一个眼球模型，如图所示。模型中的凸透镜相当于晶状体，烧瓶的后壁相当于视网膜，烧瓶里放有一种透明液体表示玻璃体，则图示表示的眼球模型和应采取的矫正措施分别是（ ）,a.远视眼模型，用凸透镜矫正。 b.远视眼模型，用凹透镜矫正。 c.近视眼模型，用凸透镜矫正。 d.近视眼模型，用凹透镜矫正。,五、显微镜和望远镜,（1）显微镜： 原理：两次利用凸透镜的放大作用，先用物镜使物体成一个放大的实像，然后再用另一个凸透镜（目镜）把这个实像再一次放大两个放大作用的透镜组合而成。,（2）望远镜,原理：利用物镜使远处物体成一缩小的实像，这个实像再经过目镜放大，就能看清楚较远处的物体。其根本原因是望远镜的物镜的直径比眼睛的瞳孔要大得多，它可以收集更多的光线，使远处的物体看起来更明亮。,用两个放大镜这样做就能组成一个望远镜让学生试试看,教学设计,新课程要求构建“双主型”课堂教学，通过师生互动，情感交流来启动学生的求知原动力，通过教师的启发、引导、组织学生进行自主活动，让学生在活动中获取知识，学到方法，发展能力，得到愉快的情感体验，最终提高学生的科学素质。,第一节 透镜,教学目标 一、知识目标 1.了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的主轴、光心、焦点、焦距的概念。 2.了解凸透镜和凹透镜对光的作用.,二、能力目标,1.通过观察凸透镜和凹透镜的实物，得出两种透镜的不同构造，培养学生通过观察时能抓住事物本质特征，通过观察能够识别不同事物的不同特点的能力. 2.通过实验培养学生研究、探索新问题的能力.,三、德育目标,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 从学生的生活和近代科学实例引入如： 学生一般都见过放大镜，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,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.等等,【分析】,紧密联系学生的生活实际导入课题，充分体现“从生活走向物理”的新课程理念，能从学生的生活实际出发，又选择了学生非常熟悉的“眼镜”这一实例，可以拉近物理与学生的距离，使学生对物理有亲近感，有效激发出了学生学习物理的积极性和原动力。,二、引导学生观察认识凸透镜和凹透镜,在学生分组的桌子上放一盒透镜、近视眼镜片、远视眼镜片，让学生认真观察，不要用手摸，看有什么不同，能分几类，找出它们的特征。学生们仔细观察后进行讨论，并进行比较。通过观察和讨论，概括出它们的特征。,通过下图帮助学生建立全面的透镜概念和研究透镜时常用的两个科学术语，主光轴和光心。,三、引导学生探究透镜对光的作用,亮点是怎么形成的？“亮点”亮说明它的光进入我们眼睛中的多。太阳光通过凸透镜都聚到亮点上，很自然的引入会聚的概念，亮点是光会聚的。 凹透镜无论如何移动，都得不到很小、很亮的光斑。说明凹透镜不能使太阳光会聚。,自己设计实验,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，在前面放凸透镜或凹透镜，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.,【分析】,整个探究过程始终把学生放在主体地位，教学以学生的需求为目标，教师能很好地树立服务意识，而且能打破课堂即教室的传统观念，拓宽课堂