【教学设计】《科学探究：凸透镜成像》（沪科）.doc

上海科学技术出版社 八年级（全一册） 畅言教育科学探究：凸透镜成像宿州市埇桥区杨庄中心学校 张大丰 学情分析 同学们在学本节课之前， 基本掌握光的折射规律，能把简单的折射光路图补充完整；对生活中的一些凸透镜，如：放大镜、照相机等有一些感性认识；对物理探究表现出极大的兴趣；但学生设计实验的能力、动手操作能力、收集和处理信息能力比较欠缺，需要教师不断加强指导。 教学目标【知识与能力目标】(1)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) 理解凸透镜成像规律【过程与方法目标】 (1)观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。(2) 能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。学习从物理现象中归纳科学规律的方法。【情感态度价值观目标】 (1)能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。 (2)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，勇于探究日常用品中的物理学原理。 教学重难点【教学重点】 凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，对凸透镜成像规律的理解和认识。【教学难点】 从真实的复杂的物理实验情景中抽象概括出事物的本质和规律。 教学方法 指引探究式教学 课 时2课时 课前准备1.多媒体课件。 教学过程2.实验器材：老花镜、近视眼镜、凸透镜、凹透镜、刻度尺、白纸板。不同形状的透镜、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺（光具座）科学探究：凸透镜成像 (第一课时)一、 新课引入师：同学们，在生活中你用过或见过哪些镜子?生甲：穿衣镜、汽车后视镜、交通镜、哈哈镜。生乙：老花眼镜、近视眼镜、平光镜、放大镜、三棱镜、太阳镜。师：请同学们对你们见过的这些镜子进行分类，并指出分类的根据。 生甲：根据镜面的形状来分，镜面是平的有：穿衣镜、三棱镜、近视眼镜，平光镜；镜面是弯曲的有：哈哈镜、老花眼镜、近视眼镜、放大镜、交通镜、汽车后视镜。 生乙：根据能反射光和能透光来分，能反射光的有：穿衣镜、凸面镜、凹面镜，能透光的有：老花眼镜、近视眼睛、平光镜、三棱镜、放大镜。 师：这节课我们就来研究生活中能让光透过的这一类镜即透镜。 板书：第五节 科学探究：凸透镜成像(一) (透镜)二、新课内容 1提出问题。 师：对于生活中的透镜，你想知道什么(或你想提出什么问题)? 生甲：透镜都是用玻璃制成的吗? 生乙：透镜有多少种? 生丙：近视眼镜度数与什么有关? 生丁：老花眼镜与近视眼镜有什么区别? 生戊：老花眼镜和近视眼镜怎么对远视眼睛和近视眼睛进行矫正的? 生己：哈特拉斯船长历险记中的旅行家们为什么能用冰透镜取火?师：同学们提出的问题都非常好，我们将在今后的学习中陆续探究，由于时间关系，这节课我们重点探究其中的两个问题：透镜有多少种?老花眼镜与近视眼镜有什么区别。下面请问学们阅读课本P70、三段内容以及课本P73拓展一步内容，并完成投影幕上的问题：(1)生活中常见的透镜有 和 。(2)中间厚、边沿薄的透镜叫 ，它是利用 原理制成的光学器件。(3)中间薄、边沿厚的透镜叫 ，例如 。(4)一束平行光通过 透镜后将会聚于一点，所以 透镜又叫会聚透镜。(5)右图中的F点叫透镜的 ，F点与O点的距离叫透镜的 。 师：请同学们鉴别桌面上的凸透镜和凹透镜。 生：用手摸镜片，中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜，中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜。师：请同学们鉴别桌面上的老花眼镜与近视眼镜。 生：用手摸镜片是凸透镜的就是老花眼镜，镜片是凹透镜的就是近视眼镜。 师：冰透镜为什么能生火?是哪一种透镜? 2作出假设或猜想。 生：应该是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用。 3设计实验。 师：下面我们就来用实验探究透镜对光的作用，要探究这个问题我们需要哪些仪器? 生甲：需要透镜凸透镜和凹透镜、光(太阳光或手电简发出的光) 生乙：还需要纸板、笔、尺子。 师：怎样进行实验? 生：将凸透镜正对太阳光，再把纸板放在它的另一侧，来回移动，直到纸板上的光斑变得最小、最亮。这个点就是凸透镜的焦点，用尺子测出这个点到光心距离就是凸透镜的焦距，然后将凹透镜也正对太阳光，纸板放在它的另一侧，来回移动，看看在纸板上是否能观察到最小、最亮的光斑。 4进行实验。 师：请同学们带齐仪器(凸透镜、凹透镜、老花镜、纸板、笔、尺子)到室外有阳光的地方完成实验，并测出凸透镜和老花镜的光斑到透镜的距离。 学生分小组进行实验、教师巡视、启发、指导。 5分析论证。 师生回到教室。 师：请同学们根据实验现象分析归纳得出实验结论。 生：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 师：请你们将所观察到的“凸透镜对光有会聚作用”的现象用简洁的图形表示出来，画在纸上，再与课P70图437比较。同样测出“凹透镜对光有发散作用”，再与课本P73图442进行对比。 师：什么叫凸透镜的焦点、焦距? 生：与主光轴平行的光线经凸透镜折射后，会聚在主光轴上的一点，这点叫凸透镜的焦点，焦点到透镜光心的距离叫焦距。 板书、作图 师：什么叫凹透镜的焦点和焦距? 生：平行光经凹透镜发射后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点。焦点到凹透镜光心的距离叫焦距。 6交流与合作。 师：请同学们自由组合，交流所测的凸透镜的焦距是否一样?是什么因素影响了凸透镜的焦距? 生：讨论，交流后得出：凸透镜表面越凸，焦距越小。 师：在实验探究过程中，你最大的收获是什么?你最感兴趣的是什么? 生甲：知道了凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。 生乙：我最感兴趣的是探究水透镜对光线作用。生丙：我最感兴趣的是到教室外，到大自然中做实验，感觉很轻松、愉快。8、在光线通过凸透镜、凹透镜过程中有比较特殊的光线吗？学生思考，教师点拨，最后课件展示光线通过凸透镜、凹透镜过程中的三条特殊的光线。FFFF教师引导学生总结：（1）、 通过光心的光线 传播方向不改变。（过心不变）（2）、平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通过焦点， 经凹透镜折射后发散，发散的折射光线的反向延长线通过虚焦点。（平行过焦）（3）、经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主光轴射出。 对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线 折射后平行于主光轴射出 。（过焦平行） 三、课堂练习 课件展示 四、归纳小结及学习过程评估 师：通过本节课探究、你获得了哪些知识?（学生总结一节的收获和疑问）科学探究：凸透镜成像 (第二课时)一、复习提问 1透镜有几种?分别叫什么?它们对光线有什么作用?2什么叫凸透镜的焦点?焦距?二、新课教学照相机，投影仪，放大镜分别成什么样的像？为什么会不一样？ 1.提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 可能是物距不同 2.猜想：3.设计实验：器材：凸透镜（f在1020cm）、蜡烛（研究烛焰的像）、光屏、刻度尺（或用光具座）4.进行实验： （1）测凸透镜的焦距：f= （2）探究凸透镜成像的规律将蜡烛、凸透镜、光屏依次固定在光具座上。点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上（u2f），调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒，测出u、v。记录数据。继续把蜡烛向凸透镜靠近(u=2f,2fuf)，观察像的变化,测出u,v.记录数据。当蜡烛到一定位置上时（u=f），光屏没有像，将蜡烛继续向凸透镜靠近（u2f，像与物异侧，成倒立、缩小的实像。2fvf，照相机u=2f，像与物异侧，成倒立、等大的实像，v=2f测焦距2fuf，像与物异侧，成倒立放大的实像，v2f投影仪u=f，不成像。 得平行光源uf，像物同侧，成正立、放大的虚像。放大镜结论二：成实像时，物距减小，像距增大，像变大。 成虚像时，物距增大，像距增大，像变大。 6、实验完成后，总结本次实验要点（1）、归纳测凸透镜焦距的方法（2）、归纳光屏上找不到像的原因学生运用手中凸透镜近距离与远距离的观察，有什么发现 ？（学生思考回答。）从而提出问题：使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度作用。目的是：使像成在光屏中央（3）、学生讨论，制订计划、设计实验，最后由学生汇报，选择最优方案。（4）、学生讨论找出实验前要对光源、凸透镜、光屏高度进行调节。（5）、学生自主探究实验，记录实验数据，完成探究报告。 (6)、