4.5 科学探究：凸透镜成像

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科学探究：凸透镜成像
基本说明
1、 模块：初中物理
2、 年级：八年级
3、 所用教材版本：上海科学技术出版社
4、 所属章节：第四章第五节
5、 学时数：45分钟
教学设计
1、 教学目标
知识与技能：
（1）认识凸透镜，凸透镜的光心、焦点、焦距和主光轴。
（2）理解凸透镜对光线的会聚作用。
（3）初步理解凸透镜成像规律。
（4）通过实验探究得出凸透镜成像的规律。
过程与方法：
（1）通过学生经历探究过程，培养学生设计实验的能力、动手操作能力、收集处理信息能力。
（2）通过学生合作学习，培养学生组织协调能力和合作精神。
情感、态度与价值观：
（1）通过探究激发学生学习兴趣，培养对科学的求知欲。
（2）培养实事求是的科学精神，有意识的渗透辩证唯物主义观点。
重点:理解凸透镜对光线的会聚作用和初步理解凸透镜成像规律。
难点:实验探究凸透镜成像规律。
2、 内容分析
本节既是初中物理光学的重要内容之一，也是光学知识的难点所在；既是光的折射原理的应用，又是眼睛成像、照相机拍照等生活生产实际的原理基础，这节课集物理现象、物理概念、物理规律于一体。凸透镜是重要的光学原件，在生活中运用广泛，学习这部分知识有很强的现实意义。
3、 学情分析
同学们在学本节课之前， 基本掌握光的折射规律，能把简单的折射光路图补充完整；对生活中的一些凸透镜，如：放大镜、照相机等有一些感性认识；对物理探究表现出极大的兴趣；但学生设计实验的能力、动手操作能力、收集和处理信息能力比较欠缺，需要教师不断加强指导。
4、 设计思路
本节课是初中学生在物理学习过程中第一次进行全过程探究，因此我将老师的“教”和学生的“学”紧密结合在一起，通过“教”着力开发学生三个空间。简单的说，我的课堂教学基本模式如下：
(1)创设情境，让学生体验感知知识的发生发展过程，通过思维碰撞，开发学生的思维空间。
(2)让学生自主探究实验，动手操作，开发学生的活动空间。
(3)通过讨论交流，展示自己的想法成果，体验成功的喜悦，发展学生的表现空间。
教学实录：
教学环节及时间 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查，以及设计意图
创设情境，引入新知（5分钟） 呈现“长沙三千电子眼，网住全程平安”的视频资料，以及常见仪器图片。 讨论还有哪些地方见到过类似仪器。 秉承“从生活走向物理”的教学理念，与时俱进，展现光学仪器的广泛应用，激发学生强烈的求知欲，并导入新课。
学法指导，探究新知一、凸透镜（5分钟） 演示实验：平行光通过凸透镜折射后会聚于一点。动画演示通过凸透镜的三条特殊光线。 学生观察凸透镜，讨论、分析、归纳其特点学生快速认识凸透镜光心、主光轴、焦点、焦距以及对光的作用。 通过观察实物、演示实验和多媒体课件 ( http: / / www.21cnjy.com / )展示，使学生能直观的、快速的认识凸透镜。培养学生的观察能力和归纳概括能力。
二、探究凸透镜成像规律 （20分钟）提出问题 凸透镜成像与什么因素有关呢？ 学生运用手中凸透镜近距离与远距离的观察，有什么发现 ？从而提出问题。 从生活中的现象入手，引导学生进入探索物理情境中，培养观察能力和乐于探索日常生活中物理原理的兴趣。
猜想假设 演示：亮着的白炽灯通过凸透镜在黑板上观察到灯丝的像，改变凸透镜的位置，观察灯丝像的改变。 学生观察像的大、小，正、倒，思考并猜想凸透镜成像与什么因素有关？ 引导学生合理的猜想，避免学生漫无目的的猜想，符合认知规律，激发学生探索热情。
设计实验 教师引导学生设计实验；介绍光具座、以及物距、像距；在学生设计实验时设计问题：1.怎样测量凸透镜的焦距？2.怎样在光屏中央找到清晰的像？ 学生讨论，制订计划、设计实验，最后由学生汇报，选择最优方案。学生讨论找出实验前要对光源、凸透镜、光屏高度进行调节。 实验成功的关键在于设计实验，通过实验前对实验器材的选择、放置、调节，为下一步进行实验做铺垫，使学生进行有效的探究，同时培养学生严谨的科学思维。
进行实验 教师巡回指导点拨并及时调控矫正所产生的问题，如关于“实像”和“虚像”的认识。 学生自主探究实验，记录实验数据，完成探究报告。 学生经历探究过程，培养学生设计实验的能力、动手操作能力和团结协作精神。
分析论证 教师指导学生对上台展示的实验数据进行分析归纳，从而概括出总的实验结论，验证刚才的猜想。多媒体再现探究过程动画演示“凸透镜的三条特殊光线”作图法成像 学生上台演示实验，展示数据，分析数据，总结规律。学生观察思考得出实验结论。学生观察并总结物距、像距与像的变化关系 学生体验成功的喜悦，并培养学生收集处理信息能力。进一步理解凸透镜成像规律突破“成像时物距、像距、像的变化”这一难点。
评估交流实验创新 教师引导学生对实验中存在的缺陷进行分析、评估和寻找改进方法：蜡烛在燃烧过程中存在着变短、有污染、不安全等问题，怎样克服？ 学生讨论选择无污染、安全、稳定、效果明显的光源。 培养学生创新精神，同时渗透环保安全意识。
信息视图，拓宽视野（3分钟） 通过动画展示认识凹透镜及其对光的作用 自学信息窗内容观察动画演示，了解凹透镜对光的作用。 培养学生自学能力和物理阅读能力。
归纳小结，深化目标（2分钟） 教师呈现记忆口诀（一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，虚像同正大；物远像近小，物近像远大。） 学生归纳总结，展示收获，体验成功的喜悦 使学生进一步巩固记忆成像规律，将知识内化升华。
巩固反馈，知识迁移（10分钟） 设计三个层次的练习A.强根固本题B.拓展延伸题C.课后探究题 独立完成讨论交流交流合作 将物理和生活紧密结合，体现新课程理念——从生活走向物理，从物理走向社会。同时与情景导入遥相呼应，为后面学习凸透镜的应用奠定基础。“课后探究”题将学生的求知欲从课内延伸至课外
板书设计 科学探究：凸透镜成像１.凸透镜对光有会聚作用。２.凸透镜成像规律　　 当 u>2f 时 ，成倒立、缩小的实像；当 u=2f 时 ，成倒立、等大的实像； 记忆口诀 当 f教学反思：
本堂课分四个教学程序：（一）创设情境，导入新课；（二）合作交流，解读探究；（四）信息视图，拓宽视野（三）应用迁移，巩固提高。教学重点和难点是：在实验中探究凸透镜成像规律。这节课我把对学生学习过程的评价，包括参与程度、思维品质、操作过程有机贯彻在教学的全过程中；把学生对知识的理解和掌握的评价通过课堂及时的双向反馈来落实；把对学生发现问题和解决问题能力的评价，通过“探究”“小实验”观察学生能否有效的、创造性的发现问题、解决问题来实现。
首先紧扣本节课主题，结合时代发展，以一段新闻视频资料引入课堂，激发学生强烈的兴趣。
为了让学生快速认识凸透镜以及对光的作用，我采用让学生观察、教师演示实验、和动画模拟等手段，使学生学的轻松愉快，印象深刻，并有利于提高学生的自学能力和观察能力。
为了突破“在实验中探究凸透镜成像的规律”，我采用了科学探究的全过程，引导学生合理猜想，鼓励学生设计实验，然后分组实验，充分调动学生的自主性，提高学生的动手能力，培养学生敢想、敢做、敢说的科学探究精神。
探究练习从三个层面上展开，真正体现新课程理念——从生活走向物理，从物理走向社会，也为后面学习凸透镜的应用奠定基础，同时将学生的求知欲从课内延伸至课外。
我从教学实际出发，以教材为平台，创造性的处理教材，采取启发、诱导、和实验探究的教学方法，以直观教学、分组实验和多媒体辅助教学手段进行教学，改变了教师的教学行为和学生的学习方式，取得了良好的教学效果。
附：巩固反馈练习
A.强根固本题
1.完成下列光路图：
2. 如图所示为“探究凸透镜成像规律的实验”：
（1）实验除了图中所示器材外，还需 ，用它的
目的是 。
（2）若此时光屏上有清晰的像，则根据成像规律，此像一定是 、 的是 像。保持透镜位置不变，将蜡烛向左移动一些，则需将光屏向 （填“左”或“右”）移动一些才能获得清晰的像，此像与原来的像相比，大小会 。（填“变大”、 或“变小”）。
B.拓展延伸题
1.解决问题：
很早以前，有一批旅行家乘船在海上航行，被狂风困在一个孤岛上。当时正是冬天，岛上冰天雪地，白茫茫的一片。因为火柴被海浪打湿，连生火取暖都成了问题。怎么办？大家面临着受冷挨饿甚至丧命的危险。正在这时，一个叫克劳波尼的物理博士想到，能否把太阳光集中起来，用太阳光取火？
2.动手试试：通过本节的学习，你有哪些方法测凸透镜的焦距，请动手测一测。
3.设计作品：请查找相关资源，设计一个利用凸透镜工作的仪器，并说明它的用途。
C.课后探究题
有关凸透镜的作图一般采用三条特殊光线中任意两条就可完成，若是非特殊光线又如何作图呢？
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