教科版八年级物理上册 4.5 科学探究：凸透镜成像(表格式) 教案

《探究凸透镜成像规律》 教学设计
【设计思路】
探究凸透镜成像规律是教科版八年级上册第四章第五节科学探究凸透镜成像的第二课时内容，是本章的核心内容。本节课的设计按照“注重全体学生的发展，注重科学探究，提倡学习方式多样化” 的教学理念，采取以学生为主体，以教师为引导，以科学探究问题为中心，以小组合作为主要学习方式的教学方式，充分发挥挖掘学生的潜力，让学生的学习潜能在自主探究和亲身体验中得到充分的发展。
探究凸透镜成像的规律是一个较完整的探究实验，也是本章的重点，有较大的难度。在知识与技能方面，它涉及如何测量物距、像距，如何得到清晰的像，如何调整三心高度等；在过程与方法方面，肩负着提高学生进行实验与收集数据和分析论证的科学探究能力的任务。通过学习，不仅要使学生了解凸透镜的成像规律，还要使学生了解科学探究的方法，重难点较为集中。因此，我对教学内容进行合理构建，首先，把对像的正倒、大小等不同现象的认识做为引课和引出猜想的环节，放在了探究活动的前面，借助与学生原有的认知形成鲜明的冲突，激发学生的求知欲，为实验探究凸透镜三种成像情况埋下伏笔，分散了难点。其次，针对以往出现的学生实验探究后对凸透镜成像规律理解不深刻、不到位的问题，将这节课由单一实验探究，改为了通过实验探究、画图探究两种方法对凸透镜的成像规律进行科学探究，加深对凸透镜成像规律的理解。由此这节课的难点也就在如何引导好学生探究，引导不好，事倍功半；引导得好，事半功倍。但八年级的学生还缺乏一定的实验技能，在探究过程中离不开老师及时、有效的指导，为避免学生探究过程中的盲目性，我又在实验探究前设计了多个环节帮助学生做好充分的准备工作，如：介绍器材、物距像距；学会测量物距像距；做标记认范围；试找清晰像；调三心等高；每个教学环节环环相扣，层次分明，让学生在不知不觉中既完成了实验的准备，又形成了较为清晰的对凸透镜成像规律的探究认识。这样接下来的教学重点就可以放在过程与方法方面。学生在接下来的探究过程中，也可以把主要精力用于收集实验数据，并对其进行比较和分析，总结得出科学规律。最终分散了这节课的难点，将难点问题逐步化解。
一个探究实验不可能把每一个探究环节都挖得很深，必定要有取舍，因此在这节课中，结合我班学生的特点和能力水平，将有些探究环节降低了要求，比如由学生设计表格改为了教师直接给出。将有些探究环节的处理放在下一课时，比如：实验中可能出现的蜡烛越少越短对像的影响；怎样移动光屏都不能呈现蜡烛的像等问题。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）知道凸透镜所成像的虚实、正倒、大小与物体位置的关系。
（2）理解凸透镜成像规律。
（3）了解科学探究的方法。
2．过程与方法
（1）通过对现象的观察，学会在探究活动中提出问题。
（2）通过自主探究，知道凸透镜成像的规律。
（3）通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
（4）学会用多种科学探究方法去探究科学规律。
（5）学会从物理现象中归纳科学规律的方法。
3．情感态度与价值观
（1）培养认真严谨、实事求是的科学态度及探究创造的心理品质。
（2）感悟科学探究的方法，领悟实验在物理中的地位和作用。
（3）体验和分享探究的成功喜悦，产生科学探究的兴趣。
（4）体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义，建立生活与物理知识的联系，乐于探索自然现象和日常生活中物理学的道理。
【教学重点、难点】
教学中通过设计多个环环相扣的环节帮助学生做好充分的准备工作，引导学生进行科学实验、自主探究突破凸透镜成像规律这个重点内容。并通过实验探究、画图探究两种方法加深对凸透镜成像规律的理解，将难点问题逐步化解。
【教学资源】
多媒体课件、凸透镜（f=5cm、10cm）、蜡烛、光屏、光具座、火柴、白粉笔、黄粉笔、三角板、实验报告单。
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
1、引出课题，提出猜想。 设疑实验：这是真的吗？ （器材： f=5cm凸透镜 、课本） PPT出示照片设疑： 用同一个凸透镜看课本上的字，会出现不同的情况，这是真的吗 同学们的桌上也有一个完全相同的凸透镜，请同学们用它靠近课本上的字并慢慢远离，试一试，辨一辨真假。 辨出真假后，引出猜想。 师：我们看到的其实是凸透镜成出的大小、正倒不同的像，你觉得凸透镜所成像的大小、正倒会和什么有关呢？ 师：同学们的猜想是否正确，这节课我们就一起通过探究找出答案。 教师板书课题。 学生实验：用桌上 f=5cm的凸透镜靠近课本上的字并慢慢远离，分辨真假。 学生提出猜想。 利用对三种成像情况的真假判断，引发与学生原有认知的冲突，创设合理猜想情境，以最快的速度，抓住学生的好奇心和求知欲，顺利引出猜想、引出新课。 学生辨真假的同时体会三种成像，体验距离与三种成像的关系，为后面提出猜想铺垫。并培养学生由观察到的现象发现问题、提出问题的能力。
2、介绍器材、认识物距像距。 ①介绍实验器材: 两种不同颜色的粉笔、蜡烛、f=10cm的凸透镜、光屏、火柴、光具座。 ②介绍器材的使用方法及u、v: 师：在光具座上有可以左右移动的滑块，拧动滑块上的螺丝可以将蜡烛、凸透镜、光屏固定在光具座上。滑块的中央有红色的标记，对应光具座上的刻度可以记录蜡烛、凸透镜、光屏的位置，方便我们测量实验中需要记录的两段距离，一段是蜡烛到透镜光心的距离叫物距，用字母u来表示，一段是光屏到透镜光心的距离叫像距，用字母v来表示。 ③引导学生学会测量u、v的方法： 师：此时红色标记对应的刻度值分别为23、40、64cm，谁能告诉我此时的物距、像距各是多少？你是怎么算的？ 师：在接下来的实验中，我们就会用到这种方法来测量物距和像距。 学生说出u、v的大小及测量方法。 使学生明确本节课的实验器材及使用方法。通过认识物距、像距，明白如何测量物距、像距，强化对物距、像距概念的理解。
3、做标记、认范围，做好实验准备。 ①给予实验指导： 将f=10cm的凸透镜固定在40cm的位置，用黄色粉笔做标记，整个实验中，始终保证凸透镜固定在这个位置不动。然后，分别在30cm、50cm的位置，用白色粉笔做标记，在20cm、60cm的位置，用黄色粉笔做标记。 ②介绍凸透镜主光轴上的范围： 师：这五条标记把透镜左右两侧共分成了六个区域，其中这两条标记线（黄、白）间的距离和我们所用的凸透镜焦距相等，我们把这个范围叫f以内，这两条标记线（黄、黄）间的距离等于我们所用的凸透镜焦距的二倍，我们把这个范围（黄、白间）叫f、2f之间，黄色标记以外叫2f以外。同样，在凸透镜的另一侧我们也可以得到三个相同的区域。 学生2人一组，同步操作，做好准备工作。 实验中变化的物理量较多，学生在实际操作技能上也存在欠缺。因此，利用必要的、有效的实验指导，避免学生探究过程中的盲目性，保证实验的顺利进行。
4、试找清晰像，仍为探究做准备。 ①出示照片，对比分辨清晰像。 师:你觉得哪个才是清晰像 师:只有明亮 且轮廓清晰才是清晰的像 ②指导学生试找清晰像。 师：请同学们按照屏幕上的方法，（先将蜡烛固定在透镜左侧某位置，再左右移动光屏）快速在光屏上试着找一个清晰的像。 学生对比分辨清晰像，明确什么样的像是清晰像。 学生按屏幕上的方法试找清晰像，并学会怎样找到清晰像。 通过引导学生对比分辨，让学生轻松理解什么样的像是清晰像。 能否找到清晰的像关系到接下来实验探究的成败，是探究过程中的一个重点内容，探究前让学生先学会找清晰像，既激活了学生的思维，为接下来的探究做好充足的准备，又使课堂紧凑，提高了课堂效率。
5、 调整三心等高，仍为探究做准备。 从指导学生找清晰像环节中出现的问题引出调整三心。 师：刚才，我发现有的同学找到的像并没有出现在光屏的中央，而是太偏上或太偏下，这个问题应该怎么解决？ 师：为了避免实验中出现这种情况，实验前，我们要将蜡烛、光屏靠近凸透镜，以烛焰中心为标准，上下调整凸透镜、光屏，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。请同学们按照这个方法，调整一下三心。 学生回答：上下调整光屏。 学生按照此方法上下调整凸透镜、光屏，使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。 本节课的设计重点放在了过程与方法方面，为让学生在接下来的探究过程中，把主要精力用于收集实验数据，并对比较、分析，总结得出科学规律。这个环节的设计与上一教学环节环环相扣，从指导学生找清晰像中出现的问题自然过渡到调整三心等高。让每个学生参与进来，让学生在不知不觉中完成了实验的准备，并在学生不断发现问题和解决问题的过程中逐步化解教学难点。
6、实验探究规律。 ①实验探究蜡烛在2f以外，f、2f之间，f以内时，光屏上的成像情况。 师：准备工作做完了，接下来，我们以小组为单位，把蜡烛由远及近，依次移至三个范围内，探究凸透镜的成像情况。 PPT出示实验要求： 1、先改变蜡烛的位置，再调整光屏位置，直至光屏上出现清晰的像。 2、光屏上的像清晰后，及时将物距、像距及成像情况记录在报告单上。 3、在每个范围内改变物距，做三次。 4、实验完成后，小组讨论，分析数据得出初步结论。 学生实验过程中、讨论过程中，教师巡回指导。 实验结束后，由学生总结得出结论。教师用板画的形式记录。 师：哪一组来说说你们小组探究得出的初步结论？当把蜡烛分别移至2f以外，f、2f之间，f以内三个范围时光屏上得到了什么样的像？像距在什么范围？ 学生回答的同时教师利用板画的形式记录成像规律。 ②进一步探究蜡烛在f以内的成像情况。 师：当把蜡烛移至f以内时，光屏上没有像，是不是在这个范围就不成像呢？那可能成什么像？ 师：既然光屏上承接不到，那我们去掉光屏，从光屏一侧通过透镜，用眼睛直接观察，大家试试看，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？ 师：在这个范围内移动一下蜡烛再试试。 边实验边引导学生得出蜡烛f以内时凸透镜成像情况。 实验完成，提醒学生熄灭蜡烛整理器材。 学生两人一组，以小组为单位分工合作，实验探究。 实验完成后，小组讨论，得出凸透镜成像的规律。 小组讨论后，由学生说出得到的物体在2f以外，f、2f之间时凸透镜成像的规律。 学生再次实验，去掉光屏，从光屏一侧通过透镜，用眼睛直接观察像的情况，像的位置。 实验完成，由学生说出得到的物体在f以内时凸透镜成像的规律。 实验完成，学生熄灭蜡烛，整理器材。 让学生通过自主探究，在探究活动中学到知识。既注重了科学探究，培养了学生科学探究能力、自主学习合作学习的能力，又体现了学生的主体地位，调动了学生积极性和参与度，增强了学生的自信心。最终突出了教学重点。同时 培养了学生的动手能力、观察能力、科学探究精神、实事求是的科学态度。 通过交流讨论的方式，使归纳结论的正确性更有说服力。同时调动学生合作交流信息，培养学生的合作精神。 八年级学生抽象思维能力不强，有表格中的数据归纳出规律对学生来说比较困难，用板画的形式呈现，将实验结论形象化，利于学生归纳总结和记忆。
7、找出F、2F分界点及其它初步规律。 师：将蜡烛由远及近靠近凸透镜时，蜡烛经过哪个位置后，凸透镜所成的像的虚实发生了变化？经过那个位置，所成的像大小发生了变化？ 师：除此之外，从刚才的结论中，你还能发现什么规律？ 学生在老师的引导下分析，回答。 其它学生补充发现的凸透镜其它成像规律。 启发学生从数据中找出规律，培养分析、归纳的能力。并让学生体验和分享探究的成功喜悦，产生科学探究的兴趣。
8、画图探究规律。 教师黑板上示范用特殊光线画光路图的方法。 师：依次方法，请同学们将报告单上的光路图补充完整。画完后，对比四幅图，小组讨论，看看还能发现什么其他的规律。 师：对比这四幅图，你又发现了什么规律？ 学生画图，教师指导。 完成后，小组讨论，找出凸透镜成像的其它规律。 学生总结说出其它成像规律。 让学生学会用多种科学探究方法去探究科学规律。加深对凸透镜成像规律的理解。
9、解释引课问题。 师：结合今天的知识，谁来解释一下这三种真实的像各是在什么情况下成的什么像？ 学生解释。 指导学生利用所学知识分析解决实际问题，不仅加深了对知识的理解，还培养了学生从物理现象中探索物理原理的意识和能力。学以致用，升华了探究思想。
10、教师寄语。 成绩就像物体，只要肯努力，每天进步一点点，每天靠近凸透镜一点点，在不知不觉中，像终会由小变大，由倒变正！ 学生齐读。 将所学知识与学生学习态度有机结合，激发学生的学习自信心和学习动力。
【教学反思】
德国著名教育家第斯多惠曾经说过：“我们认为教学的艺术不在于传授的本领，而在于激励、唤醒、鼓舞。教学的着眼点不在于学生掌握基础知识的多少，而在于通过参与学习和活动，引起学生对物理的兴趣，扩大他们的知识面，引导学生学习科学的思维方法，经历科学探究的过程和尝试应用知识解决实际问题。
本节教学设计符合学生的认知特点，教学环节环环相扣，层次分明，教学内容密度大，探究意识浓厚，探究方法多样，学生活动充分，学生真正动手动脑，教学重点突出，突破了难点。
引课的实验做到了必要、有效，引导作用很有针对性、方向性。实验探究前设计的多个环节帮助学生做好充分的准备工作，不仅激活了学生的思维，还使课堂紧凑，提高了课堂效率。实验探究的环节既注重了科学探究，培养了学生科学探究能力、自主学习合作学习的能力，又体现了学生的主体地位，调动了学生积极性和参与度，增强了学生的自信心，最终突出了教学重点。利用特殊光线画图的方法继续探究，让学生学会用多种科学探究方法去探究科学规律，同时加深对凸透镜成像规律的理解，事半功倍。实验归纳得出的规律用板画的形式呈现，形象直观，利于学生归纳总结和记忆。
总之，这节课为学生打开一个自主地、创造性地学习的开放时空，让学生在体验成功中走向成功。
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