5.3凸透镜成像的规律 教案

《探究凸透镜成像的规律》教学设计
设计理念
本课设计中力图体现：学习知识是一种探究的活动。结合教学实际对教学内容进行合理构建，以更利于探究。让学生在探究中发现与创新，学习知识和掌握相关的技能，并领悟科学探究的意义。
教学目标
一、知识技能目标
1．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
2．探究凸透镜成像的规律。
二、体验性目标
1．经历：观察凸透镜的成像过程，能在观察的过程中发现一些问题。
2．反应：能在经历的基础上表达感受（能简单描述所观察现象的主要特征）。
3．领悟：初步形成爱科学的态度、愿意探究的精神、与他人协作的意识、勇于创新的精神等。
教学准备
凸透镜、光具座、蜡烛、火柴、放大镜。
教学过程
一、创设情景，引入新课
贴近学生的心理需求及生活实际提出问题，激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。
（一）玩小水珠：把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠，观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问：
你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？
（二）演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板（墙壁）上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？
演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？
演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像，
1．如何区别像的正立、倒立？
什么情况像明亮、清晰？
2．怎样区别实像和虚像？
像与原物相比有什么特点，
3．像的放大、缩小是什么意思？
学生思考回答：实像是由实际光线会聚而成的像，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。
像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。
“放大”、“缩小”指像与物比较的结果。
“变大”、“变小”指像本身的变化情况。
4．什么是物距、像距？灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。
（三）设问：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么呢？能猜想一下吗？
凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。
二、进行实验
体现学生是学习的主人，能产生探究物理世界的兴趣。尊重实验事实，如实记录实验现象、数据，培养学生的归纳分析能力。针对学生实际情况设计不同的卡片；使学生能各取所需各有所获；使不同层次的学生都能得到锻炼和提高。
（一）出示课题并板书
探究凸透镜成像的规律
（二）让学生观察实验器材，自己动手组装、摆放、调整器材。
1．观察实验装置
实验装置：J2507型光具座。
让学生观察说明光具座主要组成部件。
2．学生对实验器材进行组装、摆放、调整。
探究按照凸透镜成像的规律如何组装实验器材？
摆放顺序可以从左到有依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。
使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。
调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。
固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。……
3．设问：什么是物距（u）、像距（v）、焦距（f）？
学生对照光具座回答：物距是物体到凸透镜光心的距离；像距是像到凸透镜光心的距离；焦距是焦点到凸透镜光心的距离。
（三）学生根据实验要求和实验器材，设计实验方案及进行相关记录。
学生可采用不同的摆放顺序、不同的移动对象来设计方案进行实验，如：
摆放顺序从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏。
设问：如何使物体的像呈现在光屏上？
引导学生回答调整物体到凸透镜的距离。
设问：移动凸透镜或蜡烛，作用是否相同？
让学生明确：作用是相同的，都是改变烛焰到凸透镜的距离。
注意：移动光屏观察成像时，要保证屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。
继续设问：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？
启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质（放大、缩小，倒立、正立，虚、实）……
（四）学生实验
1．出示实验要求：
①多次实验，观察物体的成像。
②记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时，像的特点及成像时的物距和像距。
③记录其他方面的问题及发现。
2．学生两人一组开始独立进行实验。并根据实验填写小组观察实验记录表（按上面的文字说明做）。
附表小组观察实验记录表
小组观察实验记录表第_______小组成员_______、_______要求：1．多次实验，观察成像的情况。2．记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时，像的特点及所成像的物距和像距。3．记录其他方面的问题及发现。
3．教师巡回指导（引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。
教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行实可向教师要卡片，按提示继续实验）
三、汇报交流
学生实验基本结束，并填写好了实验记录表。疑难让学生议；错误让学生析；重要的规律让学生自己去总结。及时反馈矫正实验中的问题。对学生进行由量变到质变的辩证唯物主义的观点教育。总结成功的经验，让学生体验成功的喜悦。注意学生思维的火花，延伸实验课的教学。以讨论方式进行。
（一）学生总结发现的现象、解决的问题及发现的规律性的问题。
学生回答的问题一般有：放大的像、缩小的像、等大（不变）的像、看不到实像（放大的虚像）等，靠移动蜡烛、光屏来解决，或移动凸透镜来观察……
看到有关的像时，你们所记录的物距和像距各是多少？
（二）教师根据板书学生的记录数据，引深讨论。
设问：对所记录的数据能分析一下吗？有规律吗？
学生讨论回答：物距和像距及焦距之间有一定的关系。
1．认识像与物等大这个关键点。
2．总结：凡是实像都是倒立的，像与物在透镜的两侧，在光屏上能得到。凡是虚像都是正立的，像与物在透镜的同侧，在光屏上不能得到。
3．凸透镜成缩小的实像、放大的实像及放大的虚像的条件，有什么关键的位置吗？
学生思考讨论后回答：
1．物体通过透镜能成什么样的像决定于物体离开凸透镜的距离。物体离凸透镜由远移近时，成的像逐渐变大，像离凸透镜的距离也变大。
2．物体在二倍焦距以外时，像总是比物体小。物体移到二倍焦距以内时（焦点以外），像就变大到比物体还大，也就是成了放大的实像了。再移近到凸透镜一倍焦距以内时，像就由实像变成了虚像，发生了质的变化。（用计算机多媒体突破像变大或变小这个难点）。
引导学生归纳总结：能用简练的语言表达一下吗？
学生总结归纳：焦点是虚像和实像的分界点；二倍焦距是像的放大或缩小的分界点。
（三）评价
让学生进行自我评价：通过刚才的实验和回答能对自己做个评价吗？
启发学生回答：通过自己亲自动手实验才能明确物理现象；在实验过程中遇到问题应该多想、合作解决；猜测的结果和实验结果不一定相同；自己动手动脑做出的实验现象有意思、真实……
四、课堂教学小结与延展
帮助学生熟练掌握规律提高归纳、概括能力。引导学生联系实际，体现从生活走向物理从物理走向社会。
1．多媒体计算机演示凸透镜成像的规律。
2．思考：水珠还能成其他的像吗？
投影图片讨论其中蕴涵什么物理规律？
学生回答：水珠离另一侧的花朵较远（u＞2f），成的是倒立的、缩小的、实像。
当花朵离水珠较近时（f＜u＜2f），成倒立放大的像。
当花朵离水珠很近时（u＜f），成正立放大的像。
3．由学生总结本节课的主要内容，教师提示本节课所总结的规律是下一节应用学习的原理。