《凸透镜成像的规律(1)》教学设计
课题 §5～3 凸透镜成像的规律(1)
设计思想 让学生从生活现象中发现问题，根据问题提出 ( http: / / www.21cnjy.com )自己的猜想与假设，并提出解决问题的方案，再用实验验证假设，最后评价整个过程。把这种解决问题的学习扩展为对系统知识的“探究和掌握”过程，提高学生整理和重组知识的能力，也提高了学生解决问题的能力以及创造性思维的能力，使学生习惯于从多方面提出问题、做出假设、主动探究，习惯于个人成果与群体经验的分享、比较，从而发展正确处理信息并对之进行整理和改组的能力，发展多元化、批判性的理论思维能力，发展综合地解决现实问题的能力。根据上述思想方法，本课的结构为：以物距跟焦距的关系为主线，组织引导学生探究凸透镜成像的规律。在课堂教学中努力体现新课程的教育理念：以知识为载体，重视学生的探究过程和情感与价值观的培养。在本课的教学过程中尤其注意以学生的探究学习为主，教师仅作为课堂活动的组织者和合作者。
学情分析 学生对光的传播、反射、折射等知识掌握较好， ( http: / / www.21cnjy.com )有一定的探究精神，充满探究未知的兴趣，了解探究的基本步骤和方法。教学采取了学生探究实验的方式。在引入课题、 介绍实验、攻克难点、总结规律等环节中，采取了网络、多媒体演示和游戏的多种方式应用于教学中。课前组织学生认识生活中透镜的应用，并提出了各种猜想与假设。
教材分析 本节内容是本章的核心，它是在学生对生活中常 ( http: / / www.21cnjy.com )用的透镜及其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究的内容。本节的主要内容就是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面的能力，培养了对科学的求知欲，使学生养成了乐于探究的科学态度。
教学目标 知识与技能 1．能够正确地使用光学器件进行探究活动；2．通过探究活动理解凸透镜的成像规律。
过程与方法 能在探究活动中，初步获得提出问题的能力；体验科学探究的全过程和方法；学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
情感态度与价值观 1．通过探究活动培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理或原理；2．培养学生与人交流及合作的意识。
教学重点难点 重点：了解凸透镜成像规律的探究过程；难点：对实验数据的分析，能归纳得出凸透镜成像的规律。
教学方法 实验探究法、自主学习法
使用器材 四种焦距不同的凸透镜(焦距f已知)、蜡烛、光屏、火柴、光具座
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入 新课 提问：(教师手拿放大镜示意)我们拿起凸透镜看书本上的文字，看到像有什么特点？说明凸透镜成像有什么特点？凸透镜只能成放大、正立的像吗？教师出示事先准备的老式座机 ( http: / / www.21cnjy.com )，请若干组同学上台，一位同学坐在相机前方，一位同学观察座机后方用红布遮着的毛玻璃，教师提示学生转动旋钮调节直到毛玻璃上看到非常清晰的人像，然后其他学生轮流看。思考一下，提出哪些问题？今天这节课我们就来探究凸透镜成像的规律。 回答：字成放大了、正立的像。回答：凸透镜成放大、正立的像。回答：我看到了×××，变小了；我看到了×××，头朝下了。回答：凸透镜所成的像为什么有时放大有时缩小，有时正立有时倒立。 通过学生的亲身体验，增加学生的感性认识，通过设置矛盾冲突(放大正立像与缩小倒立像)激发学生的探求欲望。
二、探究 新知 一、猜想假设提问：根据刚才同学们动手的情况，你认为可能跟什么因素有关呢？课件：出现“猜想假设”。猜想的很好，但还需科学的实验来证明是否正确。二、主要测量仪器的选择提问：你认为需要哪些器材？要研究距离，你认为还需要什么器材？观察的物体用什么好呢？课件：出现“设计方案与进行实验”。播放动画认识光具座。 ( http: / / www.21cnjy.com )老师出示光具座并介绍蜡烛、凸透镜(每一组焦距都有所不同)。提问：同学们思考一下，我们的实验要完成什么任务？ 同学们完成任务后请记录此时的物距和像距，你会记录吗？什么时候记录？课件：播放动画——物距、像距。三、具体实验过程教师巡视、发现问题：(1)有的组像在光屏的边缘，或像是模糊的。(2)有的组正立的像始终无法在光屏上得到。四、分析论证提问：同学们通过刚才的实验，每组同学都得到了一组数据，请同学们小组合作讨论一下凸透镜所成的像与物距应该有哪些规律呢？还有补充吗？我们实验的凸透镜焦距是多少？两倍焦距呢？同学们能不能在结论中把焦距和两倍焦距说出来呢？同学们归纳的很好，我们如果用符号表示物距，可以把同学们归纳的结论表示如下(多媒体)：课件：播放出——“分析论证”。提问：我们归纳的结论不够连贯，还有需要补充的地方吗？根据我们分析出来的规律来看，同学们猜猜看，如果物体刚好放在2倍焦距处，也就是u=2f时所成的像将会是一个怎样的像呢？是这样吗？为什么不用实验证明你的猜想呢？ 课件：播放——“分析论证”。五、实验小结1．注意事项凸透镜的位置不要移动，方便读数。2．故障分析——屏上得不到清晰的像(1)凸透镜光心、蜡烛焰心、光屏中心不共高；(2)物距小于或等于焦距；(3)物距稍大于焦距。 思考并回答：可能跟所观察的物体到凸透镜的距离、直径、厚度有关。根据教师的提问思考并回答。学生开始动手实验。展示各实验小组的实验数据，并总结规律。回答：等大、倒立。学生再次开始动手实验。听讲 提示学生问题的研究方向。通过本环节，使得学生了解到：实验仪器的选取与所研究的问题。学生亲自体验成不同像时对应的物距、像距和焦距的关系，并得到后续分析所用的实验数据。通过分析得到的实验数据，得出实验结论， ( http: / / www.21cnjy.com )此过程对于学生分析与归纳的能力是一个提升的过程。在此过程中，依“由远及近”或“由近及远”的顺序分析，使学生养成分析问题的条理性以及周密性(“u＝2f”的讨论)。总结实验的注意事项，帮助学生熟练掌握实验的操作。
三、巩固 练习 在“研究凸透镜成像”的实验中： ( http: / / www.21cnjy.com )(1)测量凸透镜的焦距如图所示，则该凸透镜的焦距为 cm；(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在__________________上；(3)当烛焰距凸透镜30 cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的倒立、 的实像， 就是利用这一成像规律工作的。 思考、回答 提升学生灵活运用所学知识的能力，同时巩固凸透镜成像的规律。
四、知识 延展 凸透镜成像还有哪些特点？ ( http: / / www.21cnjy.com ) 思考 本节课是通过实验的方法直观地总结出凸透镜成像的规律，但并未从理论上加以证明。
五、布置 作业 课本：P99 动手动脑学物理1～6 思考、回顾
板书设计 §5～3 凸透镜成像的规律(1)1．物距(u)：物体到凸透镜中心的距离；2．像距(v)：像到凸透镜中心的距离；3．凸透镜成像的规律：特殊点物距u像距v像的性质u＞2f2f＞v＞f小倒实两倍焦距分大小u＝2fv＝2f等倒实2f＞u＞fv＞2f大倒实一倍焦距分虚实u＝f不能成像u＜f与物同侧大正虚成实像时，物离透镜越近，像离透镜越远，像越大；成虚像时，物离透镜越远，像离透镜越远，像越大。《凸透镜成像的规律(2)》教学设计
课题 §5～3 凸透镜成像的规律(2)
设计思想 本节内容是本章的核心，它是在学生对生活中常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的透镜及其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究的内容。本节的主要内容就是让学生在探究凸透镜成像规律的实验基础上，将凸透镜成像规律以动画图像的形式直观的给出，对比自己通过科学探究活动，找出凸透镜成像规律，更好的同化记忆，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。考虑到初中生学习物理的思维特点是由具体形象思维向抽象逻辑思维过渡，以及初中物理光学现象是用几何光学来解释这两个特点，本节课实施了“从形象到抽象，物理与数学结合”的教学策略，并在实践中取得了较好的效果，从而达到了高效学习的目的。
学情分析 学生对光的传播、反射、折射等知识掌握较好，有 ( http: / / www.21cnjy.com )一定的探究精神，充满探究未知的兴趣，了解了探究的基本步骤和方法，但未接触过“理论探究”过程，对此过程比较陌生。同时，学生已经在初中数学平面几何当中接触到平行的概念，并且能够用尺规比较准确的进行作图。
教材分析 本节内容是本章的核心，它是 ( http: / / www.21cnjy.com )在学生对生活中常用的透镜及其成像情况，获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用理论探究的方法研究的内容。本节内容相对抽象，学生掌握起来有一定的难度。
教学目标 知识与技能 1．能够正确地使用三条特殊光线进行作图；2．通过探究活动理解凸透镜的成像规律。
过程与方法 能在探究活动中，初步获得提出问题的能力；体验科学探究的全过程和方法；学习通过物理规律探究新规律的方法。
情感态度与价值观 通过探究活动培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理或原理。
教学重点难点 重点：学生经历凸透镜成像规律的探究过程；难点：能够对通过特殊光线作图的分析，归纳得出凸透镜成像的规律。
教学方法 实验探究法、自主学习法
使用器材 教学课件PPT
课时 1课时
教学过程设计
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、引入新课 提问：上一节课我们通过实验的手段得到了凸透镜成像规律，能否在理论层面上推导出透镜成像规律？我们现在可以使用的理论工具就是凸透镜的三条特殊光线。我们不妨先来回忆一下是哪三条特殊光线吧。(随着学生的回答展示三条特殊光线)平行于主光轴的光线过焦点 ( http: / / www.21cnjy.com )过焦点的光线平行于主光轴 ( http: / / www.21cnjy.com )过光心的光线不改变传播方向 ( http: / / www.21cnjy.com )能否利用这三条特殊光线来确定像的位置与大小？ 思考、回答 本节课讨论的基础就是三条特殊光线，因此，此处复习三条特殊光线。
二、探究新知 探究活动：利用特殊光线确定像的位置提问：过透镜左侧的一个物点，有三条特殊光线 ( http: / / www.21cnjy.com )若要确定像的位置，是否必须要给出全部的三条特殊光线呢？如果不是，至少需要几条呢？为什么呢？既然如此，我们不妨选定平行于主光轴与过光心的两条特殊光线。现在我们设想这样一种情况：发光体AB在凸透镜左侧，请你利用上面所说的两条特殊光线确定AB的像A’B’的位置。提问：根据上节课的经验，你觉得要分成几种情况讨论？待学生基本完成作图，在PPT中展示：u＞2f ( http: / / www.21cnjy.com )u＝2f ( http: / / www.21cnjy.com )f＜u＜2f ( http: / / www.21cnjy.com )u＝f ( http: / / www.21cnjy.com )u＜f ( http: / / www.21cnjy.com )进一步讨论：提问：能得出什么规律？和利用实验得出的一样吗？还能得出哪些新规律吗？(根据学生的回答同时出示)u＞2fu＝2f 分大小2f＞u＞f ( http: / / www.21cnjy.com )u＝f 分虚实u＜f ( http: / / www.21cnjy.com ) 思考并回答：不必要，至少需要两条。因为两条直线就可以确定一个点的位置。思考并回答： 5种思考并回答：1．二倍焦距分大小；2．一倍焦距分虚实。 提示学生问题的研究方向。进一步概括提升，使得实验规律显得更简洁清晰，易于掌握。
三、巩固练习 例题1：像会出现在哪里？与上节课的方法比一比，那种方法更好？ ( http: / / www.21cnjy.com )例题2：把透镜遮住一半, 像会如何？ ( http: / / www.21cnjy.com )例题3：如果想利用光具座 ( http: / / www.21cnjy.com )上的凸透镜得到如图片所示那样的窗外景物的像，这个像是________(填 “正立” 或 “倒立” )的。这时物距与焦距应满足的条件是_______________。 回答：焦距以外，两倍焦距以内。回答：像的位置及大小均与遮盖前一样，只是亮度会变小。回答：倒立；大于两倍焦距。 对比两种方法可知：实验结论更快，但是特殊光线的讨论更为准确。此题仅用实验求出结论就显得有些不便，采用三条特殊光线的推导会比较容易。提升学生将实际问题转化为物理问题的能力。
四、课堂 小结 特殊点物距u像距v像的性质u＞2f2f＞v＞f小倒实两倍焦距分大小u＝2fv＝2f等倒实2f＞u＞fv＞2f大倒实一倍焦距分虚实u＝f不能成像u＜f与物同侧大正虚成实像时，物离透镜越近，像离透镜越远，像越大； 成虚像时，物离透镜越远，像离透镜越远，像越大。 思考、回顾 归纳总结规律。
五、知识延展 1．小毅同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15 cm 处时，在光屏上得到一个缩小的像，当蜡烛距透镜 9 cm 时，在光屏上得到一个放大的像，这个凸透镜的焦距可能是( ) A．10 cm B．8 cm C．6 cm D．4 cm2．在利用蜡烛观察凸透镜成像的实验中， ( http: / / www.21cnjy.com )当蜡烛到凸透镜距离为 10 cm 时，成倒立放大的实像；当蜡烛到凸透镜的距离为 18 cm 时，成倒立缩小的实像。则该凸透镜的焦距范围应是______。 3．一支蜡烛的烛焰与凸透镜的距离30 cm，在另一侧光屏上得到烛焰放大的像，移动蜡烛向凸透镜靠近16 cm，则此时( )A．凸透镜成倒立缩小实像 B．凸透镜成正立放大虚像C．凸透镜成正立放大实像D．凸透镜成倒立放大实像 思考、回答 使学生熟练掌握利用三条特殊光线进行推导的方法。
板书设计 §5～3 凸透镜成像的规律（2）1．探究活动：利用三条特殊光线确定像的位置和大小。2．凸透镜成像规律：特殊点物距u像距v像的性质u＞2f2f＞v＞f小倒实两倍焦距分大小u＝2fv＝2f等倒实2f＞u＞fv＞2f大倒实一倍焦距分虚实u＝f不能成像u＜f与物同侧大正虚成实像时，物离透镜越近，像离透镜越远，像越大；成虚像时，物离透镜越远，像离透镜越远，像越大。
