第六章 常见的光学仪器
第三节 生活中的透镜
一、教学背景分析
本节是北师大版初中物理八年级下册第六章《常见的光学仪器》第三节内容,是凸透镜成像规律的应用。它有助于学生进一步分清凸透镜成像的几种情况,并使学生明确理论和实际相结合的重要性。教材中分析了一些常用的光学仪器的基本结构和成像原理,照相机是人们生活中经常接触的东西,投影仪是教师上课以及一些报告常用的辅助设备,了解它们的基本结构和工作原理是现代公民应该具备的科学常识。通过分析一些常用光学仪器的基本结构和成像原理,使学生尝试用已有的科学规律解释具体的实际问题,获得初步的分析概括能力,培养学生独立研究日常用品中的物理学原理的能力,并建立这种将科学知识应用于实际的意识,并使学生在生活中乐于观察、勤于思考。
照相机的原理是教学中较重要的内容。有了上一节课的凸透镜成像规律的学习,结合凸透镜成像规律介绍照相机的原理和使用。理解起来比较容易,因此可以做些知识的扩展。学生的生活离不开照相机,可结合生活中的照片,对照片的景色范围,大小选取等提出问题,教学中还可以设计让学生自制照相机,学生会有很大的兴趣去思考和学习。
关于幻灯机和投影仪,因为学生在生活中并没有太多接触幻灯机和投影仪,对其了解也不多,所以教师可通过实物展示、实验演示、图片、学生边学边实验等方式,使学生在参与、投入到整个教学活动的同时,对光学器件的原理、构造及调节方法等有较清楚的认识。
二、教学目标
1. 了解透镜在日常生活中的应用,知道照相机、幻灯机、放大镜的成像特点。
2.通过对照相机、投影仪、放大镜所成的像的分析,逐步培养学生运用所学基础知识解决实际问题的能力。使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,初步建立将科学技术应用于实际的意识。
3.了解望远镜和显微镜的结构和原理。
三、教学重点和难点
教学重点
采取小组合作的形式,制作模型照相机、幻灯机和放大镜。
通过亲手制作照相机、幻灯机和放大镜模型,体验探究过程,有利于培养探究精神和动手能力。使学生在头脑中形成透镜及其成像的丰富、具体的感性认识。采用小组合作的形式,既可以使小组间形成适当的竞争,又可以让学生在团结协作的氛围中感受合作的乐趣,培养合作精神。
教学难点
通过观察照相机、投影仪、放大镜的像,再经过分析、综合,最后得出它们成的像。
初二的学生分析总结能力比较弱,平时训练也不到位,本节课比较难的是对现象的记录,归纳和概括,从而得出结论。
四、教学过程
1.教学引入
情境1:用小故事加冰透镜取火视频引入,激发学生兴趣。
进一步:同学们还能列举哪些生活中透镜。
引出:本节课学习生活中的透镜。
过渡:教师以提问的方式带领同学复习凸透镜成像规律。为接下来探究照相机、幻灯机、放大镜成像特点做好铺垫。
2.“知识点”教学
情境2:照相机的制作和成像观察。
教师介绍照相机的发展史,展示照相机实物。
引出:照相机主要由物体、透镜、底片组成。
进一步:要想制作照相机模型,该如何利用所提供实验器材解决物体、透镜和底片。教师可提前在不同位置放置盆栽充当物体。
学生以小组为单位,组装照相机。(学生活动)
教师找几组学生展示本组组装的照相机,并进行评价。最终得出比较合理的组装方式。
引导学生思考:如何调节才能使半透膜上成清晰的像?并提示学生可以以教室不同位置的盆栽作为被拍照的物体。
学生充分活动后,提问:
①观察到的像的特点 物距与像距的大小关系?
结论:倒立缩小实像;物距大于像距。
②若想使底片上的像更大一些,应当如何调节物体到照相机的距离和镜头与底片间的距离?
结论:减小物体到照相机的距离,增大镜头到底片的距离(拉伸暗箱)→物近像远像变大。
引导学生根据观察到的现象与凸透镜成像原理相结合,得出照相机成像原理。
情境3:幻灯机的制作和成像观察。
教师通过图片、动画、实物简单介绍幻灯机和投影机的结构、区别和工作原理。
引出:幻灯机主要由幻灯片、透镜、屏幕组成。
进一步:要想制作幻灯机模型,该如何利用所提供的实验器材解决幻灯片、透镜和屏幕。教师可提示利用天花板作为屏幕。
学生以小组为单位,组装幻灯机。(学生活动)
教师找几组学生展示本组组装的幻灯机,并进行评价。最终得出比较合理的组装方式。并提示可在半透膜上写上个性化的字。
引导学生思考:如何调节才能在天花板上成清晰的像?
学生充分活动后,提问:
①观察到的像的特点 物距与像距大小关系?
提问:①观察到的像的特点 物距与像距的大小关系?
结论:倒立放大实像;物距小于像距。
②若想使光屏上的像更大一些,应当如何调节幻灯片到镜头的距离和镜头与屏幕间的距离?
结论:减小幻灯片到镜头的距离;增大镜头与屏幕间的距离→成实像时,物近像远像变大。
根据观察到的现象与凸透镜成像原理相结合,得出幻灯机成像原理。
情境4:放大镜的制作和成像观察。
教师通过图片、动画、实物简单介绍放大镜的工作原理。
放大镜比较简单,可不必组装,使用一个透镜即可。教师提示可观察物理课本上的字。
学生活动后,提问:
放大镜成什么样的像?
结论:正立放大虚像。
进一步:如何证明是虚像?
回忆复习实像与虚像的区别。引导学生进行简单证明。
②要想使看到的文字的正立的像更大一些,应当如何调节放大镜到文字间的距离?
结论:增大物体到凸透镜的距离。
根据观察到的现象与凸透镜成像原理相结合,得出放大镜成像原理。
情境5:放大镜和显微镜
关于望远镜和显微镜的结构和原理,学生理解起来有些难度。网络上的课件很多,可以下载一些动画讲解直接播放给学生。如果学校有条件,可以买来一些市场上的玩具观剧镜或显微镜,让学生拆卸和组装。其目的是培养学生的兴趣和动手能力,体会知识的应用价值,不必在成像原理上研究太深。如果有的学生对望远镜或显微镜研究较多,也可以安排学生来讲解有关知识。
最后总结,常见双凸透镜望远镜是照相机和放大镜的组合,先经过一个凸透镜将远处的物体成实像在一二倍焦距之间并且靠近焦点附近,再经过一个放大镜将实像放大成虚像。常见显微镜是幻灯机和放大镜的组合,先经过一个凸透镜把物体的像成在二倍焦距以外,再通过一个放大镜再次放大成虚像。
3.课堂小结
照相机成倒立、缩小的实像。
投影仪成倒立、放大的实像。
放大镜成正立、放大的虚像。
4.小练习
(1)给顾客拍照,照完全身像以后再照一张半身像,顾客保持不动,则( )
A.照相机应离人近一些,暗箱拉长一些
B.照相机应离人近一些,暗箱缩短一些
C.照相机应离人远一些,暗箱拉长一些
D.照相机应离人远一些,暗箱缩短一些
(2)投影仪是教学中常用的仪器,如图所示是投影仪的结构图。在水平放置的凸透镜的正上方有一块与水平面成45 角的平面镜,右边竖直放一屏幕。物体发出的光线经过凸透镜和平面镜后,可在屏上成一清晰的像。一教师在使用投影仪时,发现在屏幕上的画面太小,正确的调节方法是 ( )
A.减小投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离
B.减小投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离
C.增大投影仪与屏幕间的距离,下调凸透镜,减小凸透镜到物体间的距离
D.增大投影仪与屏幕间的距离,上调凸透镜,增大凸透镜到物体间的距离
(3)老奶奶用放大镜看报纸时,为了看到更大的清晰的像,应( )
A.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸远一些
B.报纸与眼睛不动,放大镜离报纸近一些
C.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸近一些
D.报纸与放大镜不动,眼睛离报纸远一些
五、教学反思
本节课主要采取小组合作探究形式,让孩子们经历制作模型照相机、幻灯机、放大镜的过程,而且是用一套材料完成了照相机、幻灯机、放大镜的制作,让他们获得成功的愉悦。这节课所有的结论基本上都是学生总结出来的,给他们留下了深刻的印象,对凸透镜成像规律更加理解。同学们在老师的指导下进行有序的自主探究,也体现了新课改的理念——学生是课堂的主体。由于本节设计活动较多,在时间的分配上要把握好。
4