2024人教版八年级物理上册 第五章 透镜及其应用 第5节 跨学科实践：制作望远镜 教案

人教版（2024）八年级上册物理第五章透镜及其应用第5

节跨学科实践：制作望远镜教案

《跨学科实践：制作望远镜》教案

年级册八年级

学科初中物理共1课时

别上册

人教版《义务教育教科授课类跨学科

教材第1课时

书・物理八年级上册》型实践课

教材分析

教材分析

本课是八年级上册第五章“透镜及其应用”中的跨学科实践活动，旨在引导学生运

用凸透镜成像规律，设计并制作简易望远镜。教材以“科学家利用天文望远镜探索

宇宙”为情境引入，通可图文结合的方式系统呈现望远镜的基本原理、结构设计、

器材选择与调试方法。内容涵盖物镜成实像、目镜放大像、视角放大原理及放大倍

率计算等核心知识，体现了物理与工程、技术的融合，符合新课标中“科学探究与

实践”“技术与工程”的要求。该活动不仅巩固了透镜成像规律，还培养学生的动

手能力、问题解决能力和创新意识。

学情分析

八年级学生已掌握凸透镜的成像特点、焦距测量方法及基本光学元件特性，具备一

定的实验操作基础。他们对“望远镜”这一科技产品充满好奇，但对“为何远处物

体被放大”存在认知冲突，易误认为成像放大即实际放大。学生在小组协作、材料

设计、参数调节方面经脸不足，易出现镜筒长度不匹配、焦距误判等问题。教学中

需通过真实情境激发兴趣，借助可视化演示和分步任务降低认知负荷，引导学生从

“现象观察”走向“原理理解”，并通过项目式学习突破“理论一实践”转化障

碍。

第1页共14页

课时教学目标

物理观念

1.能准确描述望远镜由物镜和目镜组成，物镜成倒立缩小的实像于焦点附近，目

镜作为放大镜进一步放大该像。

2.理解视角大小决定视觉清晰度，能解释望远镜通过增大视角使远处物体看起来

放大的本质原因"

科学思维

1.能基于凸透镜成像规律，合理推断望远镜的成像路径，建立“物镜一实像一目

镜一虚像”的逻辑链条。

2.能根据放大倍率公式（M二f物/fQ反向设计焦距组合，实现2~3倍放大需

求。

科学探究

1.能通过实验测量凸透镜焦距，掌握“太阳光聚焦法”或“平行光法”等实用测

量技巧。

2.能在调试过程中动态调整镜筒长度，使图像清晰，形成“观察一调节一再观

察”的探究闭环。

科学态度与责任

1.能在小组合作中主动承担角色，尊重他人意见，共同完成制作任务。

2.能反思制作过程中的问题（如缝隙大、图像模糊），提出改进方案，体现工程

思维与责任意识。

教学重点、难点

重i

1.理解望远镜的工作原理：物镜成实像，目镜放大该像，最终形成放大的虚像。

第2页共14页

2.掌握望远镜放大倍率的计算方法，并能据此选择合适焦距的物镜与目镜。

难点

1.理解“虽成缩小像却仍感觉放大”的矛盾现象，突破“成像大小=视觉大小”的

认知误区。

2.实际调试中如何精准调节两透镜间距，使其等于f物+f“，并适应不同距离物

体。

教学方法与准备

教学方法

议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法

教具准备

凸透镜(f^20cm.f^lOcm),瓦楞纸板、剪刀、胶带、尺子、小镜子、投影仪、

PPT课件

教学环节教师活动学生活动

一、创设情境，引出课题1.观看视频，感受

(一)、播放视频片段：哈勃望远镜观测星宇宙之美。

系2.思考教师提出的

问题，尝试解释

1.教师播放一段约1分钟的哈勃太空望远

情境导入，镜拍摄遥远星系的视频，画面中闪烁着遥远“为何望远镜能放

激发探索欲大远处物体”。

星云的光芒，背景音乐低沉而神秘，

【5分钟】3.提出个人猜想，

2.提问引导：“同学们，你们知道这些遥

参与讨论。

远的星体是如何被我们'看到'的吗？”

3.引导学生思考：“科学家们用巨大的望4.记录关键概念：

远镜接收来自宇宙深处的光信号，那我们能视角、放大倍率公

式。

不能也用简单的工具，自己制作一个望远

第3页共14页

大了。”

6.揭示放大倍率公式：M=f物/fH，并举

例说明:若f『20cm,fB=10cm,则M=2

倍。

视角理解：☆☆☆

评价任务公式应用：☆☆☆

问题提出：☆☆☆

以真实宇宙探索情境激发学生好奇心，打破“成像大二视觉大”的

错误认知；通过对比实验和图示，直观揭示“视角”是视觉感知的

设计意图

关键，为后续实践奠定认知基础；引入公式并结合实例，实现从感

性到理性的过渡。

一、项目任务解析

（一）、明确三大任务

1.分组并明确角色

1.教师展示任务清单，逐条讲解：

职责。

-任务1：了解望远镜基本原理（已讲解）

2.领取设计方案

-任务2：设计望远镜一一确定放大倍率、

表，开始讨论。

选择透镜、设计镜筒3.测量所选透镜焦

任务分解，-任务3：制作与调试一一组装、调节、观

距，记录数据。

明确目标察

4.根据公式物

【8分钟】

2.强调“设计先行”原则：不能盲目拼/f目,设计满足2飞

装，必须先计算、再选材、后制作，倍放大的焦距组

3.展示教材图5.5-2：天文望远镜实物

合。

图，指出物镜（靠近物体）、目镜（靠近眼

5.绘制镜筒草图，

睛）的位置。标注尺寸。

4.展示图5.5-4：双筒可调节镜筒结构，

强调“套筒式设计”便于调节距高，

第5页共14页

5.提酹学生注意：物镜直径应大于目镜，

保证进光量充足。

二、分组协作，制定方案

（一）、小组分T与任务分配

1.将全班分为6个小组，每组4人，分别

担任：组长（统筹）、测量员（测焦距）、

绘图员（画镜筒设计图）、记录员（填写设

计表）C

2.发放《望远镜设计方案表》（含表格：

物镜焦距、目镜焦距、放大倍率、物镜直

径、目镜直径、镜筒长度建议、材料清

单）。

3.教师巡视指导，提醒学生：放大倍率控

制在2〜3倍，避免过大导致图像模糊。

4.指导测量方法：使用太阳光聚焦法测焦

距一一将凸透镜正对太阳，移动屏幕直到光

斑最小最亮，此时距离即为焦距。

5.强调安全：禁止用望远镜直视太阳！

6.提供备选材料：羽毛球筒、卷纸筒、塑

料管等，鼓励因地制宜。

方案合理性：☆☆☆

评价任务分工协作：☆☆☆

数据准确：☆☆☆

设计意图将复杂项目拆解为可执行步骤，降低学习门槛：通过角色分工促进

第6页共14页

全员参与，提升团队协作能力；强调“测量一计算一设计”流程，

培养学生严谨的工程思维；提供安全提示，强化科学责任感。

一、材料准备与镜筒制作

（一）、选择合适材料并裁剪

1.教师展示多种材料•：羽毛球筒［内径

5cm）、瓦楞纸板（宽10cm）、胶带、剪

刀。

2.指导学生根据物镜直径（如5cm）和目

镜直径（如4cm）选择外径合适的圆筒。

3.教师示范：将瓦楞纸板裁成长方形（长

1.选取合适材料，

=JiXd,宽二所需长度），用胶带粘合成圆

裁剪并制作镜筒。

筒，确保无明显缝隙-

2.固定物镜和目

4.强调：物镜筒应比目镜筒粗，且长度至

动手实践，镜，确保对齐。

少为f物+f目+2cm,留出调节空间。

调试优化3.插入目镜筒，前

5.提供创意建议：可用彩色胶带装饰镜

［20分钟］后滑动调节。

简，增强美观性。

4.观察远处物体，

反复调节直至图像

清晰。

二、安装透镜与调试图像

（一）、固定透镜位置

1.教师演示：用胶带将物镜固定在物镜筒

一端，目镜固定在目镜筒一端。

2.强调：透镜中心必须与镜筒轴线对齐，

否则图像偏移。

3.提示：可在镜筒内壁贴小标记，帮助对

准。

第7页共14页

4.教师巡视，检查安装是否牢固、方向是

否正确c

（二）、调节与观察

1.教师示范：将目镜筒插入物镜筒，对准

远处建筑物或旗杆。

2.指导学生缓慢前后移动目镜筒，同时通

过目镜观察，寻找最清晰的像。

3.强调：“当图像最清晰时，两透镜间距

离约为f物+f目。”

4.若图像模糊，引导学生思考：是否焦距

测量有误？是否镜筒未对齐？

5.鼓励学生尝试观察不同距离的物体，体

会调节的重要性。

6.提供问题支架：“如果图像太暗，可能

是什么原因？如何改进？”

制作规范：☆☆☆

评价任务调试成功：☆☆☆

问题解决：☆☆☆

通过动手实践深化对“成像一调节一视觉”链的理解：强调“对

齐”“间距”等工程细节，培养精细操作能力：在调试中经历“失

设计意图

败一反思一改进”的完整探究过程，发展科学思维与实践能力：通

过问题引导，拓展学生对光学系统局限性的认识。

1.上白展示望远

成果展示，一、小组展示与讲解

镜，讲解设计与调

交流互评

（一）、每组限时分钟展示

2试过程。

【7分钟】

1.教师播放背景音乐，营造展示氛围。

2.回答同学提问，

第8页共14页

2.每组派代表上台，手持望远镜，展示作听取建议。

品。3.参与互评，投出

3.讲解内容包括：设计思路、焦距选择依公正一票。

据、镜筒制作方法、调试过程、遇到的问题4.记录他人优秀做

及解决方案。法，反思自身不

4.鼓励使用简笔画或模型辅助说明。足。

5.教师适时追问：“为什么选择这个焦距

组合？”“你是如何判断图像清晰的？”

6.展示结束后，邀请其他小组提问或补

充。

二、互评与总结

（一）、制定评价标准

1.教师公布“望远镜评比标准”：

-成像清晰度：☆☆☆

-结构稳定性：☆☆☆

-创意与美观：☆☆☆

一问题解决能力：☆☆☆

2.学生根据标准进行匿名投票，评选“最

佳望远镜奖”“最具创意奖”等。

3.教师总结：“今天大家不仅学会了望远

镜的原理，更亲历了从设计到制作的全过

程。这正是科学与工程的魅力所在，”

4.鼓励学生课后继续优化，甚至尝试制作

伽利略望远镜（凹透镜作目镜）。

第9页共14页

讲解清晰：☆☆☆

评价任务互动积极：☆☆☆

互评公正：☆☆☆

搭建展示平台，增强成就感与表达力；通过互评促进深度反思，发

设计意图现他人优点；树立“科学成果需要交流与验证”的意识；延伸学习

兴趣，为后续拓展打下基础。

一、回顾核心知识

（一）、师生共同梳理

1.教师提问：“今天我们学到了什么？”

2.学生抢答：

-望远镜由物镜和目镜组成

-物镜成倒立缩小的实像

-目镜相当于放大镜，放大该实像

-放大倍率M=f物/f口1.回顾本节课核心

-调节两镜距离至f构+f口可得清晰像知识点。

课堂小结，

3.教师补充：“真正的望远镜背后，是无2.感受科学探索的

升华主题

数科学家对光与空间的不懈探索。”伟大意义。

【5分钟】

3.激发未来投身科

学事业的愿望。

二、情感升华与价值引领

（一）、联系现实，激发使命感

1.教师播放一段中国天眼FAST的纪录片片

段（1分钟），展示我国重大科研设施。

2.提问：“你们现在制作的只是一个小小

的望远镜，但它连接着人类对宇宙的好奇

心。”

第10页共14页

3.鼓励学生：“也许未来的某一天，你们

会参与建造更大的望远镜，发现新的星系，

解答宇宙之谜。”

4.结束语：“科学不在远方，就在你的手

中。愿你们永远保持好奇，勇于探索！”

知识整合：☆☆☆

评价任务情感共鸣：☆☆☆

未来期待：☆☆☆

通过问答式回顾，强化记忆；借助国家重大科技成就案例，将个人

设计意图实践与国家发展联系，厚植家国情怀；激发学生对科学的热爱与长

期追求，实现“知识一能力一价值观”三维统一。

作业设计

一、基础巩固题

1.请写出望远镜中物镜和目镜的作用：

-物镜：_________________________________________________________

一目镜：_________________________________________________________

2.若物镜焦距为30cm,目镜焦距为15cm,则该望远镜的放大倍率是_____倍。

3.为什么望远镜的物镜要选择直径较大的凸透镜？请从光学角度解释。

4.用太阳光测量凸透镜焦距时，应将透镜正对太阳，移动光屏直到出现最小最亮

的光斑，此时光屏到透镜的距离就是________。

5.望远镜观察远处物体时，物镜与目镜之间的距离应调节为__________