苏科版八年级上册物理 4.3 凸透镜成像的规律 教案

《折射成像复习》教学设计方案
课题名称：《折射成像复习》教学设计
设计意图：
本节课是八年级第6章《光的折射》第3节“凸透镜成像”内容新授课之后的一堂复习课。学生经过新课学习，已经认识了折射和凸透镜成像规律，并且具备一定的利用规律解决问题的能力。但由于成像规律较为复杂和抽象，很多学生容易混淆，遇到实际问题时又会受生活经验影响，被表象迷惑，不能挖掘其本质，从而发生各种各样的错误。
而在一般的复习过程中，教师往往会采取这样的方式教学：在实验的基础上让学生记住成像规律，然后通过大量的练习熟练应用规律，在练习中巩固知识，得到一定的纸上谈兵的“能力”。
本课设计者不希望将学生的复习过程演变为记忆概念、规律，然后通过大量练习达到所谓“会、懂、理解”的过程。物理来自于生活，又应用于生活，针对八年级学生有一定的生活经验和观察能力，又对生活和社会、科技充满了好奇和探究精神，所以教师希望学生通过更为灵活的、开放的方式内化物理规律，活化物理知识，培养学生更为敏锐的观察力、联想力，有应用科学技术解决生活问题的能力和改善生活的意识、激情。
折射成虚像和凸透镜成像是学生最难理解的知识点之一，为什么经常会发生一学就忘、混淆不清的现象呢？究其根本原因，还是由于学生没有从本质上理解、认同知识，在新课学习中没有“同化”和“内化”的过程，而靠死记硬背就算一时会运用解题，但转眼即忘。所以，我们不能把复习课等同于习题课，把知识的理解寄托于习题的操练。如果能让学生在有趣又熟悉的生活场景中，通过自主观察、交流讨论逐步内化知识规律，在教师适当引导下逐步学会运用规律弄清并解释自己所不熟悉的现象，那么，抽象的物理规律就不再空洞，原本纸上死板的习题变活了、具体了、有情趣了，基于真实而展开的研究和学习就有其真实的价值所在，学生学到的是解决实际问题的本领而非应付考试的能力，这种本领是能伴随一生的。于此同时，学生有了关注生活和科技的意识，有了用简单的物理知识也能解决复杂现象的意识和自信。
综上所述，设计者将一堂复习折射的习题课改变成一堂学生自主解决真实问题的“另类复习课”。
教学目的：
1、通过复习，掌握折射成像的相关知识，培养应用规律解决实际问题的能力；
2、贯穿“生活—物理—社会”的教学设计，培养学生学以致用、关注生活的意识；
3、加强思维训练，培养学生深究事物本质的意识和寻求解决方法的能力；
4、通过学生动手实验、观察，培养实事求是的态度、归纳演绎的方法、分工合作的能力。
教学重点：运用折射规律解释光学现象
教学难点：培养灵活运用透镜成像规律解决生活实际问题的意识和能力
教学过程：
一、情趣体验，观点初成
师：今天，老师要让大家来看一张照片，这三个游泳健将与平时有何不同？
生：（笑）腿变短了
师：为什么三个人的腿都变短了？
生：（水中）发生折射
师追问：现在看见的是三个人的腿吗？
生：不是，是折射成的虚像
师：这堂课，我们就进一步深入讨论折射现象及其应用。（板书标题：折射成像复习）
其实很多奇异的光学现象，只要细细分析，就能发现背后隐藏着最简单的光学原理。
【活动一：“一看小鸭” 】
师：大家看见桌子上有一只白色塑料碗吧？
请将碗从盒子里拿出来，看，碗内侧底部有什么？
生：小鸭（图像）
师：首先，将碗放在课桌前端。眼睛要一直盯住碗底小鸭。
接着，将身体慢慢往后靠，直至看不见小鸭时，就不要动了。
请想一想，保持碗和人的位置不变，怎样才能使小鸭重新呈现在我们眼前呢？
生：倒水
师：真的是这样吗？让我们做一做吧！
生：实验，并观察现象
师：××同学的想法好吗？（生：好）
××，我们照着你的想法去做了，都觉得挺好的，请问为什么这么做？
生：描述折射成像过程（如：光从水中射向空气时，发生折射，成虚像等等）
师：语言描绘有点繁琐，可以用图来描述成像原因吗？
这里有四幅图，其中哪一幅是正确的？
生：A
师：为什么这幅图是正确的？
生：光线从水中射向空气，折射角大于入射角……
师：其它几幅图又错在哪儿？（根据学生回答情况决定依次分析哪些图）
师：现在，让我们再回过来看看三位运动健将，你能解释腿为何变短而不是变长了吗？
生：光线从水中射向空气时，所成的虚像变浅（在物体上方），所以腿变短了
师：已经学会举一反三了，很不错！
二、逆向思维，聚焦本质
师：那想象一下，如果水底是真实的鸭子，它正好奇地盯着我们看呢！在鸭子眼中，我们是变高了还是变矮了？（这个问题还挺有挑战性，不妨相互帮助，小组讨论一下。）
生：讨论，众说纷纭，但是有部分同学通过光路图提示，有了正确认识
师：我相信大家通过热烈的讨论，有了清晰的认识。谁来说说？
生：我们变得又高又大。如B图，光线从空气射入水中时，光线向法线偏折，所成像在物体上方
（若学生回答不到位，教师可点拨：如①究竟是谁看谁？②光路怎样传播？③四幅图中有没有哪幅图可以帮助你思考？）
师：其实无论是岸上看水中，还是水中看岸上，成像都遵循折射定律。
同时大家注意到了吗，在空气中看水中的人，腿变短；在水中看空气中的人变高了。这是不是一个可逆的过程？
生：是。
三、完善认识，形成方法
师：尽历了一个很有趣的看小鸭的过程，接下来让我们换一种方式再来看看碗底的小鸭吧！
【活动二：“二看小鸭” 】
师：首先，请将水倒空，
看见这个保鲜膜了吗？请将它松松地蒙在碗口上，注意屏幕上老师的动作。透过保鲜膜，小鸭看起来有变化吗？
生：没有
师：现在，我们只要做一件什么事，小鸭就会看起来变大了？
生：往保鲜膜上倒水。
师：××提出了一个很好的想法，咱们不妨试试看。
生：动手尝试，观察
师：谁来讲讲你观察到的现象？
生：小鸭变大了
师追问：谁让小鸭变大了？ （生：保鲜膜上的这滩水）
为什么这滩水能让小鸭变大了？ （生：这滩水相当于凸透镜）
何以见得这滩水相当于凸透镜？ （生：中间厚边缘薄）
师：对，凸透镜未必是玻璃做的，也可以是水做的。很多中间厚边缘薄的透明物体都有凸透镜的特征。
师：看见的是小鸭的实像还是虚像？
生：虚像
师：为什么此刻能成正立、放大的虚像？
生：物体在凸透镜一倍焦距内。
【活动三：“揭秘体温计” 】
师：一滩水可以成为凸透镜，那一根玻璃棒呢？
下面请从盒子里拿出体温计，测一测脖子的温度。（演示）
生：测脖子的温度。
师：好，取出体温计，会读数吗？（生读数）谁能上来给我们演示一下你是怎样读数的？
生：上台展示（师提示：注意观察××那体温计的那只手的动作）
师：大家注意××手的动作了吗？请问为什么要转动？
生：在这个角度看的最清楚，水银柱被放大了
师：仔细观察体温计示数部位的截面形状，思考为什么从这个位置读数效果更好呢？不妨再和同伴讨论一下
生：思考、讨论……
（师点拨：体温计上部的截面形状类似于一个边角圆润的三角形，底面涂了白漆。我们是从哪个位置读数的？观察从A（B）方向看去，水银柱前面玻璃管的形状）
师：这样一个凸透镜是柱状的，它是将水银柱的像变粗了？还是变长了？还是既变粗又变长？（不妨想想为什么？）
师：比较这根玻璃管，纵向截面和横向截面那个更具有中间厚边缘薄的特征？那应该变？
生：变粗
【活动四：“规律画画看” 】
师：无论是一滩水，还是玻璃管，都起到凸透镜的作用。对于最基本的凸透镜（出示凸透镜），它的成像规律又是怎样的呢？
我们用箭头代表物体，请大家将纸上的物体所成的像画在相应的位置，注意像的大小和正、倒。要求1分30秒内完成，开始！
生：快速画出像的位置和特征
师：大家都提前完成啦，相当棒！给30s时间同桌相互检查一下对错。
老师请同学到前面来，寻找合适的像并在黑板上标出像的位置。
（一条一条规律贴，一条一条评价，同时用PPT打出规律）
生：被请到的同学上台，寻找合适的像——贴到合适的位置——说出相应的规律
其他同学观察同伴表现——作出评价——提供帮助
师：更细致地观察物、像的位置及成像的特征，还可以发现什么？
生：（1）成实像时，物近像远像变大；（可以从这3张图的变化中观察出这个结论）
（2）一倍焦距分虚实； （从第3、4两张图上可以看出）
（3）两倍焦距分大小； （从1、2两张图上可以看出）
（4）成虚像时，物近像近像变小。
师：“成虚像时，物近像近像变小。”这个规律从这几张图上是看不出的，不妨拿出盒子中的凸透镜，请透过透镜观察书本上的字，怎样让字的像变小？符合以上结论吗？
生：动手实验，发现规律
师：很多规律与其死记硬背，不如动手做个实验，一目了然，对吧？
（若学生没有提到这一条规律，教师可以避而不谈，以后再讨论无妨）
四、灵活应用，规律内化
【活动五：“小试牛刀” 】
师：大家对凸透镜规律掌握的不错，接下来让我们小试牛刀一番吧！
仍旧是这个凸透镜，能利用它找到房顶照明灯的像吗？可以将桌面作为光屏。
生：实验，寻找清晰的像
师：·找到清晰的像了吗？
·能说说像的特征吗？
实像还是虚像？为什么？
实像都是正立的还是倒立的？
·照明灯离凸透镜很远，能不能借助照明灯来估测一下凸透镜的焦距接近几厘米？
你是如何估测的？
生：测量像到凸透镜的距离
师： 你测的是像距，为何可以认为它就是焦距呢？
生：物体离透镜很远时，像离焦点很近，所以可以粗略的认为焦距～像距
师：·这种成缩小实像的特征有什么实际应用吗？
生：照相机
师：最近我给咱们班同学拍了张照片，看看这是谁？
很确定吗？
这张照片是用一台老式照相机拍摄的，照相机的镜头焦距是不可变的，唯一能调节的是镜头到底片的距离，即像距。要怎么做才能让照片上人的像变大呢？
生：照相机离同学近一点
师：改变了什么距离？怎么变？
生：物距，变小
师：为什么改变物距？
生：物距变小，像距变大，像变大
师：仅仅改变物距就能再次找到更大的清晰的像吗？
生：还要改变像距
师：如何改变？
生：镜头向外调
师：现在的照相机不仅可以调节物距、像距，同时还可以调节焦距呢。如果改变焦距，焦距将变大还是变小呢？课后不妨思考一下。
刚才讨论的都是缩小的实像，怎样才能得到放大的实像呢？
生：物距满足f师：找找看，教室里有一台器材就是利用这个原理成像的。
生：投影仪
师：这里有张小小的图片，把它放在投影仪上，就能看见看见大大的像了吧。
够大了吗？能将像变得更大一些吗？
谁上来实际操作一下？告诉大家操作方法，并说说依据是什么？
生：投影仪向后移动，同时将镜头向下移动。物近像远像变大。
（教师指点：就是改变什么距离）
五、挑战新高，活化知识
【活动六：“三看小鸭” 】
师：本节课，我们已经二看小鸭，从小鸭身上感受到光学之美，物理之魅力，现在，让我们来三看小鸭。
现在我们都知道了，如果看不见碗底小鸭，只要在碗中加适量水，就能再次看见小鸭，对吧！
接下来，请保持人的位置不动，将桌上的一只小烧杯倒转，竖直扣到装有水的碗中正好扣在小鸭的上方。
你有什么发现？ 这是为什么？
生：再次实验，有新的发现——小鸭又不见了！
讨论，百思不得其解
师：大家仔细观察，有没有注意到此时烧杯内、外水面有何不同？这个变化对光的传播方向有什么影响呢？
师：折射现象千变万化，不过总遵循物理规律。课后不妨看看吸管在水中的奇特表现吧，你发现什么？能解释吗？