透镜-初中-物理-教学设计

3.2透镜赵超西安滨河学校一、教材分析学生在学习完第二章光现象和第三章第一节光的折射后，对光学有了一定的了解，并具备了一定的光学作图能力，本节需要让学生了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，透镜在生活中有广泛的应用，透镜的基础知识及透镜对光的作用，是学习凸透镜成像规律的必备知识。透镜也是照相机、投影仪等光学仪器的重要组成部分。教学中应着重引导学生积极参与探究活动，仔细观察实验现象，概括出结论。本节由日常生活中的现象引入，让学生了解两种透镜的形状特点。通过实验的方法得出凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用，再介绍透镜的主光轴、光心、焦点、焦距等概念。教学时通过实物展示、动画课件、实验探究等方式，使学生获得丰富的感性认识，让学生对透镜及其对光的作用有更全面、更深刻的认识，激发学生学习光学知识的兴趣。初步培养他们观察物理现象、运用物理知识解释现象的能力，为后续的科学探究活动打下基础。二、学情分析学生通过自己已有的生活经验，对凸透镜有了一定的初步认识，在第三章第一节中，学习了折射的知识，掌握了折射的作图，这也是学习透镜的基础，通过折射作图，能帮助学生了解透镜对光产生会聚或发散作用的本质。学生在此之前已经较为熟练的掌握了控制变量法在实验中的应用，本节在探究影响焦距的因素实验中应尽大可能的发挥学生的自主探究能力，通过小组的配合讨论，设计出实验方案，让学生自主探究出结论。三、教学设计思路本案例通过教师引导的探究实验的学习方式完成对基本知识的学习，让学生在活动中体验知识，使学生学的知识活化，有利于提高学生用实验研究问题的能力和用实验解决实际问题的能力。案例中设计的几个学生探究活动和教师的实验演示，目的性很强。第一个探究活动“找凸透镜的焦点”，让学生加深对抽象概念的理解。第二个探究活动让学生用手电筒探究凸透镜和凹透镜对光的作用，让学生感知客观现象。接着，教师利用激光演示器产生平行光使实验现象更加具体，更加突出本质，旨在教学过程中渗透一种从实际问题抽象出事物本质特征，进而形成科学认识的方法。然后，从光的折射的角度对透镜对光的作用进行理论分析，实现了从感性认识上升到理性认识的飞跃。“从焦点射出的光，经过凸透镜折射后能够平行于主光轴射出”这一规律得出后，教师联系到舞台上的追光灯等平行光源的获得，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。四、教学目标1、物理观念：（1）知道凸透镜与凹透镜的构造区别、对光作用的区别。（2）知道透镜的几个基本概念：光心、主光轴、焦点、焦距。（3）掌握透镜三条特殊光线的作图。2、科学思维：（1）从建模的角度看，我们把透镜抽象成理想的光学模型，比如薄透镜模型，忽略透镜的厚度等次要因素，来重点研究光线经过透镜后的折射规律。（2）能利用对称的思维知道透镜头两个焦点。（3）能根据折射的知识，推出不同透镜对光产生不同作用的原因。3、科学探究：（1）通过实验探究出不同透镜对光的作用。（2）能设计方案测量不同透镜的焦距，并理解焦距的意义与探究得出影响透镜焦距的因素。4、科学态度与责任：（1）用科学严谨的态度去测量透镜的焦距，严格按照测量方法，如实记录数据。（2）知道凸透镜对光的会聚作用，要求自己并呼吁他人外出游玩时避免乱扔水瓶而引起火灾。五、教学过程【课型】新授课【课时】第1课时（共1课时）【教学重难点】重点：掌握区分透镜的方法了解透镜的基本概念及意义掌握透镜三条特殊光线的作图难点：透镜三条特殊光线的作图测量焦距的方法【教学方法】教师引导下的讲授和实验探究相结合的方法。【教具及媒体】手电筒、激光、凸透镜、凹透镜、光屏。【教学过程】1.新课引入教师提出问题：大家知道如果在野外没有火源的情况下，就地取材，你有哪些方法可以来生火？学生可能会回答钻木取火等办法，教师播放野外利用冰透镜生火的事例，引起学生的兴趣，激起学生的求知欲。设计意图：利用冰透镜生火的事例，引起学生学习透镜的兴趣，探究透镜背后的奥秘；此外让学生掌握了一种野外生火的新技能，让学生感受到物理与我们生活息息相关，与新课标要求的“从生活走向物理”契合。新课讲授老师讲授透镜的基本概念，并展示两种透镜：凸透镜和凹透镜，让学生对透镜形成初步的认知。设计意图：教师引导学生认识透镜的概念，使学生形成初步认知，老师对透镜概念的介绍是有必要的，防止学生自我理解，形成错误的认知，如透镜只能是玻璃的，如透镜的几何特征是随意的等等。通过看透镜模型，对凸透镜、凹透镜的特征形成初步的了解。老师各个小组分发手电筒、凸透镜和凹透镜，并布置任务：学习课本，并小组实践、讨论、总结出区分透镜的一些方法，并挑选小组分享，其他小组点评与补充。设计意图：发挥学生的主体性，锻炼学生自主解决问题的能力，通过自学课本、实操实践、小组讨论，让学生能总结出区分透镜的几种方法，获得自我效能感，也能提升学生的自学能力、实验操作能力与小组配合的能力，分享中也能锻炼学生的语言表达能力。（3）教师讲授主光轴、光心的概念。利用激光演示器进行实验演示：将一束平行光分别射向凸透镜和凹透镜，观察光的传播情况。结合前面的实验说明：平行于主光轴的光通过凸透镜折射后会聚到一点上；平行于主光轴的光通过凹透镜折射后变得发散，但是所有折射光线的反向延长线也会交于一点，引出焦点的概念，然后再介绍焦距的概念，让学生总结测量焦距的方法。设计意图：通过老师的讲授，让学生了解关于透镜的几个概念，并通过老师的实验演示，知道了光心的特殊之处、焦点的找得办法，焦距该如何测量。（4）教师分发小组不同材质、曲度的透镜，让学生测量不同透镜的焦距，并思考焦距的意义、影响因素。设计意图：通过学生实验，让学生学以致用的掌握了焦距的测量办法，并通过数值分析，知道了焦距的意义：反映透镜的会聚或发散的能力。通过数据分析，也初步知道了透镜焦距的影响因素：曲度和材质。（5）教师引导学生回忆之前学习的知识：光路的可逆性。教师进行实验演示，从而得出：根据光路的可逆性，过焦点的光会平行于主光轴射出。让学生思考这个知识点有什么应用？最后举例：某些舞台上用的一种追光灯，就是由凸透镜和光源组成的。如果要产生平行光，就要把光源放在凸透镜的焦点处即可。设计意图：让学生利用光路的可逆性，知道了过焦点的光线会平行射出，锻炼学生的逆向思维。让学生也知道了追光灯的原理。作图练习。通过刚才的演示实验学生知道了平行于主光轴的光会会聚于焦点，利用光路的可逆性也知道了：过焦点的光会平行射出。通过光心概念的引入，也知道了光心的特殊处：过薄透镜光心的光线传播方向不变的理论知识。通过以上理论练习三条光线的作图。然后让学生画光通过三棱镜的折射大致光路，教师介绍：可以将凸透镜或凹透镜看成三棱镜的不同组合。让学生知道了凸透镜、凹透镜对光作用的本质。设计意图：练习重难点：三条特殊光线的作图。通过三棱镜的作图，让学生对凸透镜、凹透镜对光的作用有了本质上的了解。透镜的应用与危害讨论。让学生思考生活中有哪些透镜，它们分别是哪种透镜，最后通过课件的展示，让学生知道了投影仪的镜头、照相机的镜头、追光灯前面的透镜、远视眼镜片都是凸透镜，近视眼镜片是凹透镜，透镜在生活中有着广泛的应用。然后讲述一个在野外乱扔矿泉水瓶引起火灾的事例，让学生知道了透镜的不合理利用所带来的危害。设计意图：通过图片展示，让学生知道透镜在生活中有着广泛的应用，又通过矿泉水瓶引起山火的事例让学生知道事物都有两面性，不合理的使用会带来负面的影响。让学生养成保护环境的意识，培养社会责任感。3.巩固练习例1、虚线方框内各放置一个透镜，两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（）A．甲为凸透镜，乙为凹透镜B．甲、乙都为凸透镜C．甲为凹透镜、乙为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜例2、如图容器水中有一个空气泡，则其对水平射入其中的光线有何作用（）A．会聚作用 B．发散作用C．既不会聚也不发散 D．无法判断例3.完成图中的透镜作图设计意图：例1作为一道易错题，学生容易误认为会聚作用就得要交到主光轴上才叫会聚作用，该题旨在匡正该观点，会聚作用就是较原方向往中间靠拢即可；例2许多学生一眼看见中间的空气区域是凸透镜的形状，容易误认为是会聚作用，该题需要注意：应该将旁边的水看做透镜，该透镜是发散作用。例3考察学生对本节重难点：透镜的三条特殊光线作图的掌握情况。4.本节总结老师总结透镜的分类方法、关于透镜的几个基本概念：主光轴、光心、焦点、焦距，并分析焦距的意义以及焦距的影响因素，最后强调透镜三条特殊光线的作图方法：平行必过焦，过焦必平行，过心必不变。设计意图：梳理本节知识脉络，让学生在脑海中形成本节的思维导图。5.作业设计查阅资料，了解中国战国时期的《墨子》一书中《墨子·经下》及《墨子·经说下》的第二四、二五条，便分别叙述了凹透镜和凸透镜及其成像规律的历史。完成手抄科普报，讲述乱扔水瓶引起山火的原理，呼吁身边人保护自然环境，进山游玩不乱扔水瓶。设计意图：锻炼学生通过网上、文献上查阅资料的能力，了解我国古代先贤在两千年前对透镜及成像规律的探究，增加民族自豪感，也为后面学习凸透镜成像规律做下铺垫。手抄科普报加深了学生对凸透镜会聚作用的理解，也增强了学生的社会责任感。六、板书设计：§3.2透镜透镜及分类方法概念：由透明物质（如玻璃、水晶等）制成的一种光学元件，至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用。分类方法（1）几何特征•凸透镜：中央厚，边缘薄的透镜•凹透镜：中央薄，边缘厚的透镜（2）观察近处的物体•凸透镜：正立放大的虚像•