第三节 眼、凸透镜成像(浙江省宁波市海曙区)

第三节 眼 凸透镜成像
宁波东海实验学校 吴盼盼
一、教材分析
本课时从“为什么眼能看到物体”引入，让学生从观察眼睛，到将眼球的结构与照相机的结构进行比较，找到两者之间的共同点——关键部件“凸透镜”。活动侧重于让学生根据生活经验学会观察，学会比较，并激发学生探究“透镜成像”的学习动机。对各种透镜的外形、种类及平行光通过时特点，这些知识的学习也是从生活原物——眼睛引入。然后通过“用‘凸透镜’观察周围的景物”这一活动，使学生对透镜在日常生活中的应用及其成像形成丰富、具体、生动的感性认识，在活动中体现实验探究的乐趣和努力实践后成功的愉悦。为下一课时探究凸透镜成像特点和规律作充分的准备,同时培养学生的提出问题、发现问题、分析问题、动手探究等多方面能力。
二、教学目标
1、知识和技能
（1）了解眼睛的结构及其与照相机的相似之处；
（2）知道透镜的种类、特点和平行光通过时的光路图及特点；
（3）了解透镜在日常生活中的应用。
2、过程和方法
（1）通过对眼球和照相机的结构对比，学会观察和比较；
（2）对眼镜的观察、实验，发现、归纳透镜的种类、特点和平行光通过时的现象；
（3）用“凸透镜”观察周围景物的活动中，培养学生发现问题、提出问题。
3、情感态度与价值观
（1）通过观察比较找共同点，激发探究的动机；
（2）通过自制水滴透镜，体会成功的愉悦；
（3）培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的科学原理；
（4）初步建立将科学技术应用于实际的意识。
三、教学重点、难点
重点：透镜的种类和特点
难点：平行光通过时透镜的会聚和发散现象
四、教具准备
照相机实物及图片、眼球模型或图片、近视眼镜、老花眼镜、各种透镜、放大镜、有孔塑料片、滴管、玻璃杯、多媒体课件（PPT）
五、教学活动过程
1、 引入新课
（上课开始：展示与光有关的漂亮图片，过1秒钟，请大家把眼睛蒙住）
师：有什么感受？
生：一片黑暗，什么也看不见。
师：假如有一天人类失去了眼睛，那我们的生活将会怎样？
生：看不到美丽的景色；无法正常工作；一片混乱，车祸群起······
师：眼睛是多么的重要，它是我们感觉外部世界的重要通道，它让我们看到了世界上各种各样的物体。只要物体发出光或者有反射光进入我们的眼睛，就能被我们接收。为什么眼能够看到物体？
生：疑惑、思考。
2、 眼睛的奥秘
（1）活动一：观察眼睛
师：那就让我们互相观察一下眼睛吧。
学生活动：同桌间互相观察对方的眼睛。
师：你看到了什么？
生1：浅黑色的眼球、还有瞳孔。
生2：我知道眼睛外面包着一层角膜。
师：那么奥秘会在哪一部分？
生：眼球。
（2）活动二：眼球与照相机的结构比较
师：（展示眼球模型或图片）观察眼球的结构。
生：根据生活常识，认出主要结构：
瞳孔——光进入的门户；
晶状体——根据需要其厚度会进行调节；
视网膜——来自物体的光聚集在视网膜上，形成物体的象，而视网膜上成千上万的视神经细胞受到光的刺激，把信号传输给大脑，这样我们就看到了物体。
师：（展示照相机）认识它吗？
生：认识。
师：知道它的用途吗？
生：拍照。
师：很好，照相机能够记录物体的像，这与我们的眼睛有着相似的作用，那让我们来看看照相机的结构。
（让学生仔细观察照相机镜头的形状，使他们对照相机镜头有直观的印象）
师：那让我们来个眼球与照相机的大比拼吧。
学生讨论、比较，小组汇报结果：
外形：整个眼球壳——球形暗箱；
结构：虹膜中央的瞳孔——照相机的光圈；
视网膜——底片或数码感光装置；
角膜和晶状体——照相机的镜头，晶状体——凸透镜
师：我们可以发现，照相机上有个关键部件——凸透镜，光线在凸透镜上会聚而成像；相对应的，我们的眼球也有个关键部件——晶状体，它有着凸透镜的功能。那么，这一神奇的部件，为什么能够成像呢？
3、透镜
（1）初步认识透镜
师：（拿下戴着的眼镜）我和很多同学一样都随身戴着两片透镜呢！
生：（会意的领悟和笑）自发地取下眼镜观察。
师：（顺势引导）你的眼镜片有什么特点？
生1：中央薄边缘厚。
生2：那是近视眼镜，我爷爷戴的眼镜老花眼镜中央厚边缘薄。
师：我们把中央薄边缘厚的透镜叫凹透镜；中央厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
（展示几种透镜让学生分类）
生：（1）（3）（4）为凸透镜，（2）（5）（6）为凹透镜。
（2）进一步探究透镜
师：现在请打开你桌上的信封（装有两个透镜），注意透镜不能用手直接摸，要用干净的餐巾纸包着摸，仔细观察并拿起它们实验，你会有哪些发现？
生：（小组活动）有的用纸包着摸；有的用透镜观察书上的字；有的用透镜看远处的人；靠窗的同学让太阳光透过透镜照在课桌(或书本)上根据生活经验，凸透镜对光起起会聚作用，凹透镜对光起发散作用。
师：（2-3分钟后）你们有什么发现？
生1：一个透镜中央薄边缘厚是凹透镜；另一个透镜中央厚边缘薄的叫是凸透镜。
生2：把二个透镜分别近靠书本时，凸透镜把字放大了；凹透镜把字缩小了。
师：真的！其他同学观察到了吗？（引导没有观察到的学生观察）
生3：物体靠近凸透镜时，凸透镜会放大物体，但如果物体离凸透镜比较远时，凸透镜会使物体缩小并使物体颠倒。
师：很好。这个问题我们会在下一节课继续研究。
生4：我还利用阳光做了个实验，把二个透镜正对着太阳光时，凸透镜把太阳光会聚了；凹透镜把太阳光发散了。
师：非常会利用身边的实验资源！你能大家来演示一下吗？
（请学生丁给全班同学示范他的做法）
师：组织学生走出教室进行实验，并要求学生注意观察：
1、 你把太阳光会聚到最小时亮斑有多大？
2、 把太阳光会聚到手心中，形成小亮点时，手有什么感觉？（这个最小、最亮的点就 是焦点）
3、 同时用刻度尺量出最小的亮点到中心的距离。（这一距离就是焦距）
实验中老师巡视指导。
实验后大家一起讨论、归纳
4、
师：用激光器演示两种透镜对光的作用，并在此基础上介绍焦点和焦距，提出焦点和焦距的概念，再板画凹、凸透镜的光学性质图。
师:如果光从凸透镜的焦点射出呢？光的延长线通过凹透镜的焦点呢？你能根据光路的可逆
性，画出凹、凸透镜的另一幅光学性质图。
生：二位学生上黑板画，其余学生在作业本上画，然后同桌讨论。最后共同得出结果。
4、用“透镜”观察周围的景物
这一环节可以放开让学生自主探究，在课内或课外均可进行，以小组写探究报告的形式上交，在下一课时中进行汇报和交流。
分为三个活动为：
（1） 水滴透镜观察文字和符号
（2） 水杯透镜
（3） 用透镜观察身边的事物
调查报告的格式如下：
探究课题 探究者
活动开展的具体步骤
你的发现
你的猜想或解释
六、补充资料
1、 简单水透镜
用一根表面光滑的铜丝在粗铁钉上绕一圈后再相互弯绕几下，把铜丝从铁钉尖上脱下来就做成了细铜环，如图所示。把细铜环放入水中，在轻轻取出来，就得到一个水滴放大镜。
2、 水杯透镜
盛满了清水的玻璃杯，就是一个透镜。玻璃杯的侧面使水形成一个弯曲的表面，这很象一个中间厚、边缘薄的凸透镜（实际上是圆柱形透镜）。水杯透镜可以象放大镜一样把东西放大。现在就让我们通过水杯透镜来观察一页书。把书页紧贴在水杯的侧壁上，透过水杯，就会发现书上的字被放大了。
3、 水滴透镜
在桌子上放两支铅笔，它们之间的距离约为四厘米。在两支铅笔下面铺上一张人民币做我们观察的对象。把一块无色透明的塑料薄膜盖在铅笔上。用一支干净的毛笔沾一些水，小心地把一个水滴滴在塑料薄膜上（水滴的直径约为四到五毫米）。它就是一个放大镜。
透过水滴可以看到钞票上的一些细小的图案都被放得很大，这说明水滴是一个放大倍数很高的透镜。水滴的直径越小，凸度就越大。你可以在透明的塑料薄膜上，分别滴上几个直径不一样的水滴，来看看放大倍数和透镜的凸度的关系。不过，利用大小不同的水滴观察物体的时候，还要注意分别调节水滴和桌面的距离。水滴越小，离桌面越要近一些。
既然透镜的凸度越大，放大倍数也越大，那么，为了提高放大倍数，是不是可以任意增加凸度呢？不行！你如果细心地观察一下，就会发现，凸度很大的水滴，虽然放大倍数大，但是存在着三个缺点：第一，观察到的像大大走了样。第二，凸度越大，“透镜”就越要靠近被观察的东西，实际上不容易做得到。第三，凸度越大，能看清楚的范围就越小，被观察的物体，只有中间一小块能够看得很清楚，旁边的都很模糊。
4、 冰透镜
在隆冬季节，你也可以试着做一个冰透镜，不过，冰透镜没有水透镜那么透明，效果要差一些。在制作冰透镜的时候，要选择均匀透明的冰块。透镜的直径要尽量做得大一些，因为直径大，所以透镜就不能做得太凸。
盛水的球形玻璃瓶能取火，很早以前就有人知道了。如果在向阳的窗台上，放一个盛水的透明花瓶，它的球形部分所集中的阳光可能灼坏窗帘或家具。郊游的时候，有人把空瓶抛在森林里，球形的酒瓶充满雨水后，同样能会聚阳光，使周围的东西燃烧起来。一些森林火灾就是这样引起的。你也许不知道，冰透镜曾经拯救了一支南极探险队哩！这支探险队由于丢失了火种，面临着寒冷、饥饿和死亡的威胁。一个聪明的队员用冰块琢磨成一块凸透镜，把阳光聚焦，点燃了引火物，重新得到了火种。
清代的科学家郑复光用另外一种方法制作冰凸透镜。郑复光找来一把锡壶，它的底微微向里凹。壶里装上热水，放在冰上旋转，把大冰块烫成两个光滑的凸面，做成一个很大的冰凸透镜。在阳光灿烂的时候，把冰透镜靠在小桌上，让它对准太阳，把一个纸捻放在凸透镜的焦点上，纸捻很快就燃烧起来。
宁波市《科学》（华师大版）八年级教案征集活动
参赛作品说明
教 材： 《科学》华师大版八下
章 节： 第二章第三节（第1课时）
题 目： 第三节 眼 凸透镜成像
设 计 者： 吴 盼 盼
学 校： 宁波东海实验学校
邮 编： 315800
联系电话： 13646635496
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