探究凸透镜成像的规律.doc

恒谦教育教学资源库教师备课、备考伴侣专注中国基础教育资源建设探究凸透镜成像的规律教案14教学目标：基于以上的分析，确定本节课的教学目标如下：1知识与技能方面的目标是：知道凸透镜成像规律。2过程与方法方面的目标是：（1）学生能在探究活动中获得提出问题的能力、观察能力、实验操作能力。（2）设置情境，让学生经历探究过程，体验探究乐趣，产生成功喜悦。（3）通过合作、交流、分析、论证、归纳、表述等形式对透镜的成像规律有较好的感性和理性认识。3情感、态度、价值观方面的目标是：(1)乐于参加观察、实验等科学实践。 (2)激发学生对科学的求知欲, 培养学生互相协作的团队精神。教学重点：重点放在探究凸透镜成像规律上。因为这是学生在物理课上经历的第二次探究实验，学生对于科学探究的全过程缺乏经验，因而把它作为重点。教学难点：本节是在教师的引导下，学生自主设计实验方案，拟定实验步骤，自主实验操作，并分析数据，自主归纳总结出凸透镜成像的规律。对学生来说，这是一个较高的要求，因此本节的难点就是：如何引导学生设计实验，分析实验数据从而归纳总结得出规律。教学方法与手段：实验探究法，归纳法。引导启发和学生实验探究。实验收集数据和归纳总结任务让学生独立完成。使用教材的构想：本节内容是学生自学习物理以来第一个全面完整的体会科学探究过程的实验课，本着发挥学生的主观能动性，在给予必要指导的基础上，尽可能的放手让学生思考，操作的原则，作为教师的我，主要的任务是创设情境，启发引导。而学生从观察情境，发现问题，到猜想假设，并最终设计和完成实验，都有他们自己完成。当然，过程中会出现各种各样的问题，这还是需要教师用适当的方法加以解决，最终推动实验的进行并得出结论。教学流程 ：（一）引入新课 师：我们已经学习了生活中的透镜这一节，请同学们回忆一下，凸透镜在生活中有哪些应用？生：有照相机、投影仪、放大镜等。师：我手里有个照相机，会使用照相机的同学请举手！请你给一位同学先拍一张半身像、再拍一张较大的全身像。注意要保证相片的清晰。师：在拍照之前，我想请同学们想想应该注意观察什么？生：应该看看两次拍照的过程中，拍照同学和被拍同学的位置有没有变化。生：还应该注意听，听听拍照同学对被拍同学有什么要求，比如说“退后”“前进”等等。生：拍完之后要让大家看看相片是不是符合要求，是不是还保持清晰。（学生拍照后，教师利用电脑将两张照片展现在大屏幕上。）（意图：通过创设情境让学生亲自体会到距离的变化对相片成像性质的影响，培养学生由生活现象发现问题、提出问题的能力）师：这两张照片上的同学一张是全身像，一张是半身像，很明显的是大小不同，大家想想可能是什么缘故，导致刚才拍照后像的大小发生了变化？生：拍完半身像后，我听到拍照的同学对被拍的同学说了句“往后退一点，不行，再退一点，好了！”我想应该是人到相机的远近变化了。生：我发现被照的同学和照相机之间的距离发生了变化。师：好！我们把物体到相机镜头（凸透镜）的距离称为物距。刚才同学发现是物距变化的缘故。师：我们再做两个实验：请同学们拿起自己手中较大的凸透镜，先靠近课本看书上的字，再伸直手臂看大屏幕，观察两次成像情况。（学生动手实验后，请一位或两位同学说出这两次观察到的现象有什么不同。）生：我发现靠近书本时字很大，是正的。伸直手臂看远处大屏幕时，字是很小，而且是倒的。师：刚才实验时同一个凸透镜两次成像却不同，可能是由于什么条件不同造成的呢？生：物体到凸透镜的距离不同。也是刚才讲的“物距”不同造成的。（二）进行新课师：我们明白了，物体到凸透镜的距离叫“物距”，像到凸透镜的距离叫“像距”。板书：【提出问题】 凸透镜所成像的大小、虚实、正倒可能跟什么因素有关？生：可能跟物距有关。生：可能跟凸透镜的焦距有关。板书：【猜想】可能跟物距有关；可能跟凸透镜的焦距有关。师：同学们的猜想非常好，我们今天用实验探究的方法先来研究一下凸透镜所成的像与物距之间的关系。板书：【设计实验】师：我们现在要用实验探究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，大家思考一下我们需要准备哪些器材？生：需要凸透镜、蜡烛、光屏、刻度尺；师：实验时你要刻度尺测量什么？生：测量物距、像距。师：蜡烛的作用是什么？生：让蜡烛通过凸透镜成像。师：老师还给大家准备了一个物体，它是由几个发光二极管拼成的“上”字。一会儿实验时可以给一个小组来使用。师：实验中我们还要观察什么？生：观察像的大小、正倒、还有实虚。师：对，同学们说的很完整。那么要研究凸透镜成像的大小、正倒、虚实与物距的关系，需要让什么因素变化？控制什么因素不变呢？（意图：对控制变量的思想进一步提出。让学生在自觉中体会“控制变量”。）生：控制凸透镜的焦距不变，改变物距的大小。师：下面请各实验小组同学之间相互讨论一下，你们小组准备设计一个怎样的实验方案来进行探究？（学生按照小组进行讨论，然后请一位代表回答。）生：我们组是这样计划的： 将凸透镜放置好之后位置就不动了，然后把蜡烛放在它的左侧，光屏放在右侧，点燃蜡烛后，移动光屏找到蜡烛通过凸透镜成的像，在像最清晰的时候将物距、像距以及当时像的性质记录下来。接着我们改变蜡烛到凸透镜的距离，重复刚才的步骤，记录结果，最后分析。师：这组同学的设计非常好，总的来看就是“变物距找像距看性质”。 其他组有没有不同的设计，或者补充呢？生：老师，我们计划让蜡烛从远至近向凸透镜靠近，这样记录物距的变化时比较有规律。师：对！这个补充非常好，这样做在一会儿整理数据时应该更方便一些，便于我们总结规律。生：老师，那我们这组蜡烛由近向远移动也可以吧？师：当然可以。老师在这给同学一些提醒：在改变物距时，如果发现像的性质没有本质变化，那当时的数据也要记录下来，如果发现改变物距后，像的性质有了本质变化，此时的数据更要准确记录。生：老师，那刚才您那个由发光二极管组成的“上”字呢？师：对！刚才那个“上”字用电池通电，是可以发光的，这个我们交给你们组吧。一会儿看看和蜡烛相比，这个“上“字用起来的感觉怎么样。师：好了，听了同学们的方案，老师认为都不错，最后请大家注意，实验时要想在光屏中央得实像，应将烛焰、凸透镜、光屏的中心放在同一高度上。（关于“同一高度“这一细节的缘故，在分析过程中会再次提出并解释）师：这个实验探究的目的是：凸透镜所成的像跟物距大小的关系。请各小组成员共同设计一个实验数据的记录表格。然后由各小组的组长负责分工：选两位同学进行实验操作；选一位同学填写实验表格，同时所有同学观察实验现象，并分析成像规律。（学生讨论、设计实验表格，教师用投影展示并指导学生修改、补充。)生：设计表格展示：（A组）凸透镜焦距f=10序号物距与焦距的关系物距u/cm像距v/cm 像的性质（倒正 大小实虚） （B组）凸透镜焦距f=5序号物距与焦距的关系 物距u/cm像距v/cm 像的性质（倒正 大小实虚） 师：通过讨论，我们基本完善了实验数据记录表格，好，现在开始实验。（学生分组进行探究实验，教师一边巡视一边给予学生需要的必要指导）师：老师看到，基本上各组的实验过程都已经结束了，大家都在整理数据，在我们分析数据得出结果前，同学们有什么问题或者疑惑需要老师解释吗？（意图：实验中一定会出现一些问题或者疑问，在得出规律前要解释清楚，一方面是对学生自己操作实验的完善和清晰化，另一方面也是培养学生评估能力、表达能力）生：老师，我们组用蜡烛作为物体，可是在测量物距时，我们觉得蜡烛比较粗，是测量光心到蜡烛前端呢，还是到蜡烛后端呢？师：哦，这是个问题，其他用蜡烛的小组，你们怎么测量？生：老师，我们组认为前后都不准，我们测的是蜡烛中间位置到光心。师：恩，很好，烛焰在中心燃烧，我们看到的是烛焰的明显的像，对，测蜡烛中心位置。生：我发现，实验中蜡烛有时呈倒立的像，明显看出烛焰像的尖端朝下了。我们组分析想得出结论，蜡烛的像是倒着的。可是，我们不清楚烛焰的左右是不是也倒着？师：是呀，实验中烛焰的左右是不是也倒着呢？生：老师，我们组用的是您提供的发光二极管组成的“上”字，这个问题我们来回答。师：好，非常好，就由你们来解释。生：我们发现，用发光的“上”字来做这个实验现象很明显，当物体成倒像时，不仅仅是上下颠倒，左右也是颠倒的，我们组成员都看到了。师：没错，倒像的含义就是上下左右都颠倒。师：实验前，老师让大家把蜡烛，凸透镜，光屏放在同一高度。有没有同学考虑这是为什么呢？生：我们组做完实验后，专门把三者调到不同高度，发现高度差的不多时，像有点偏，不再光屏中间。差的很多时，像几乎找不到。师：是的，我要去的“三者同一高度”就是让像呈在光屏中间，便于实验。师：还有问题吗？ （学生思考，大多没有问题，极个别的组提问）生：我们在实验中发现，有一个地方，蜡烛既没有在光屏上成实像，也看不到虚像。我们测了一下，差不多是在凸透镜焦点那个地方。师：看来这个组的同学们非常认真，不放过任何一些细节。他们的结论是-焦点处不成像。师：看来大家在实验时都发现了这样那样的问题，不过通过思考和验证基本都自己解决了，这非常难得。现在我们一起来看看你们的实验结论吧。（学生展示实验结果，并根据实验结果，分析、讨论凸透镜所成的像跟物距的关系。）板书：【分析和结论】：凸透镜成像的规律：、像的大小：当u2f 时， 成倒立、缩小的实像。当2fuf时，成倒立、放大的实像。当uf 时， 成正立、放大的虚像。、像的虚实：当uf 时， 成实像。当uf 时， 成虚像。当u = f时，不成像。、凸透镜所成的实像都是倒立的，能用光屏承接。而虚像都是正立的，不能承接。、凸透镜焦点是成实像或虚像的分界点，而2倍焦距处是成放大实像或缩小实像的分界点。、凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。师：好，根据我们得出的结论，看看实验前大家的猜想正确吗？生：正确，的确是和物距有关。而且我们还得出了具体的关系。（教师再次运用课件动画模拟凸透镜成像的规律和图示）意图：对规律进行再认识，加深理解，使学生对实验中的现象和结论建立更为准确和深刻的联系。（三）课堂反馈检测：师：大家分组探究了凸透镜的成像规律，通过分析数据我们也得出了结论。现在老师请同学们思考一下几个问题。 当我们用照相机给全班同学照好集体像后，又给一名同学照单人像。该如何操作呢？（学生回答略）意图：对照引入部分的情景，从运用经验到运用规律，准确解释问题的实质。 实验中，如果我们用一张不透光的黑纸将凸透镜的一半蒙住，光屏上的像如何变化？（学生回答略）意图：实验中没有研究，是为了减少所研究问题数量，降低探究难度。学生开始很难想到这一点。而在总结部分的图示中很容易误导学生认为光是从透镜的某一部分穿过并折射，其实光可以从凸透镜的任何部分折射。 请大家拿起手中的凸透镜，从离课本很近的位置一直远离课本，说说看到的现象。（学生回答略）意图：在经历实验过程，规律总结过程之后，用实践过程再一次加深对规律的认识。（四）课后作业： 将某物体放在凸透镜前20cm处，在光屏上得到了物体倒立缩小的清晰实像，则该凸透镜的焦距可能是（ ）A、20cm B、15cm C、10cm D、5cm 回忆本节课中探究凸透镜成像实验的过程，尝试画出成像规律的光路图。（五）板书设计 发现问题照相机到人的距离远近不同，相片中的人大小不同 提出问题像的变化于什么因素有关 大胆猜想像的变化可能与物距有关 设计实验用蜡烛，凸透镜，光屏，刻度尺研究 操作实验分组实验 评估答疑对实验中的疑惑和想象讨论和解答 分析结论像的性质与物距有关，列表总结。（六）教学反思：本节课的成