科学探究：凸透镜成像
一、基本说明
1、教学内容所属模块： 初中物理
2、年级： 八年级
3、所用教材出版单位： 上海教育出版社
4、所属的章节： 第四章第五节
5、学时数： 45 分钟
二、教学设计
1、教学目标：
（1）三维目标
知识与技能：了解凸透镜的会聚作用和焦点、焦距、物距、像距等相关概念并初步认识凹透镜以及其发散作用。初步掌握凸透镜成像的基本规律。
过程与方法:观察凸透镜对光的会聚作用。能在探究活动中，初步学习根据探究目的制定计划和选择实验所需的器材。培养学生实验操作能力和对实验现象、数据的初步分析能力。
情感态度与价值观: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。
（2）教学重难点
教学重点：通过探究活动，得出凸透镜成像的基本规律。
教学难点：让学生进一步提高科学探究中制定计划与设计实验的
能力。
2、内容分析：
《科学探究：凸透镜成像》是沪教版教材八年级物理第四章“多彩的光”的第五节，该内容是本章的重点和难点所在。与前几节相比，知识的讲述更深入了一步。本节是光的折射的深化和延伸，同时也为后面的学习奠定基础。
教材首先从“认识凸透镜”着手，让学生了解凸透镜的会聚作用、凹透镜的发散作用和焦点、焦距、物距等相关概念。接着采用实验探究的方法，引导学生尝试科学探究的几个主要环节，试图让学生发现凸透镜的成像规律，进而归纳出凸透镜的成像规律，为今后的学习做准备。
3、学情分析：
八年级的学生形象思维能力较强，逻辑思维水平不高。由于刚开始接触物理学习，他们的情绪和心理都处于比较兴奋、好奇状态。通过前面的学习了解了光沿直线传播、光的反射和折射等相关方面的知识，并从生活中积累了一些关于上述方面的实例，同时也具备了物理实验的基本操作技能，并对物理探究学习方法有了初步的了解，基本能以合作的形式完成一定的探究学习。但学生的设计实验、动手操作和收集处理信息的能力还需要我们不断去培养。
4、设计思路：
1、我认为探究教学的关键是学生成为自己的主人。于是我在设计教学中，先引导学生从身边的现象进入课题，再让学生对具体的实例提出质疑—— 在“放大镜”中看到的像究竟是怎样的？同一凸透镜为什么会成大小、正倒不同的像呢？接着由学生自行制定计划、进行探索性实验、分析所得数据归纳出凸透镜成像的规律。使学生在学习知识的同时，亲身体验科学探究的全过程。
2、为了激发学生学习兴趣，导入部分改变以往直接用“凸透镜”引入课题的方式，利用课件播放一段生活情境，让学生带着问题兴趣盎然地进入本课学习！为了达到更好的实验效果，我对实验器材做了如下改进：用彩色荧光棒做成的三角形取代“燃烧的蜡烛”，避免了蜡烛在燃烧过程中存在的烛焰摇曳、变短、有污染、不安全等因素。同时将荧光棒固定在木板上，并标出网格，达到稳定、量化、安全、无污染的效果。用黑纸片替代白色光屏，使像的边缘更清晰。
三、教学过程：
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，以及及设计意图
创设情境，导入新课（2分钟）
投影：让学生观看一段“长沙三千电子眼，网住全城平安”视频录像，引发学生思考？
学生观察，动脑思考，产生对凸透镜成像规律极强的探索欲望！
创设情境，让学生从生活走向物理，激发学生的兴趣，调动学生的情感，轻松踏上学习之旅！
体验学习，落实基础：（6分钟）
教师出示常见的“凸透镜”，问：这是什么？通过它看到的像都是放大的吗？
教师演示实验：平行光通过凸透镜折射后会聚一点，并通过动画演示通过凸透镜的三条特殊光线。
学生根据生活常识肯定会得出“放大镜”这个答案。
认知实验桌上陈列的常见凸透镜后，带着问题随意尝试！了解凸透镜的特点和类型、对光的会聚作用和焦点、焦距、物距、像距等相关知识。
从生活中常见的透镜入手，进一步激发学生的学习兴趣！
像的虚虚实实、放大缩小，丰富了学生的认识。激发了他们强烈的探究欲望。
为下面实验和教学的顺利开展奠定基础。
自主探究、感知规律：（28分钟）
1、提出问题
2、猜想与假设
3、制定计划与设计实验
4、进行实验与收集证据
5、分析和论证
1、提出问题：在“放大镜”中看到的像究竟是怎样的？同一凸透镜为什么会成大小、正倒不同的像呢？
2、指导学生要验证猜想是否正确需要进行实验，指出实验是探究物理知识最基本的一种方法。
介绍完实验器材，并说明所选实验器材在实验中所起的作用。
3、引导学生自主设计实验，罗列典型方案，恰当点评。不论学生使用什么方案，只要合理，都可以试试，但要强调他们做好实验记录
引导学生知道所用凸透镜的焦距
4、教师巡视，进行必要的点拨和指导。帮助有困难的学生做好实验。
提问：在光屏上得不到像时是否成像，怎样观察？引导学生回答。
在如何测物距、像距；如何放置、调节物体、凸透镜、光屏时，设计问题予以引导，为他们指明方向。。
做凸透镜成同种类型的实验时，应取几组不同的物距。
指导学生区别实像和虚像。
公布两组学生实验中收集到的数据信息（实物投影）
5、指导学生根据实验现象及数据讨论思考得到了什么结论，是否证实了猜想和假设，并进一步思考、归纳出凸透镜成像的规律。
感性认识形成后，用动画再现探究过程，加深学生印象。
让学生模仿老师利用三条特殊光线作图。
引发学生思考讨论，根据刚才的探究和生活常识提出猜想与假设。
学生自主地选择实验器材，设计实验方案。
学生思考，分组讨论，举手发言，其他小组评估、改进实验方法。
学生选择实验方案，利用实验桌上的器材进行探究！
学生分组汇报实验数据，选择一组共同交流，讨论思考得出凸透镜所成像的大小、正倒、虚实与物距有关，进一步综合、分析、归纳出凸透镜成像的规律并分析论证。
学生练习
培养学生发现问题、提出问题的能力，这也是科学探究的关键。
如有学生猜想与焦距有关，需给予肯定，同时指出本节课研究的是同一个透镜，焦距是不变的。
让学生进一步提高科学探究中制定计划与设计实验的能力。知道科学探究中制定计划与设计实验的意义和方法。
一个科学的实验结论不能只凭一次或几次实验就得到，同时培养学生认真的科学态度。
培养合作能力。
培养学生实验操作能力、观察、交流合作精神、创新意识。
学生全员参与、全程参与的自主探究活动顺利推进，突出了重点，突破了难点，教学主要目标得到落实！
启发学生从实验数据中找出规律，并能用自己的语言描述结论。培养了分析归纳的能力、语言表达能力。
形成对凸透镜成像规律的理性认识。
拓展延伸、回归生活：
（4分钟）
在学生归纳出凸透镜成像规律的基础上延伸拓展，初步认识凹透镜以及其发散作用和生活中常见的透镜成像的实例。
观看投影，联系生活，回答老师提问。
一系列的中国制造开阔了学生的视野，体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向生活”的理念。
反馈点拨，释疑自结：
（4分钟）
用多媒体展示不同层次的习题，反馈点拨。
提问：通过本堂课的学习，你有哪些收获呢？
了解凸透镜成像规律在生产生活中的广泛运用。
课堂反馈中不同层次的练习将物理和生活紧密结合在一起，为学生今后的学习奠定基础。
比较完整的归纳和小结标志着教学任务已圆满完成。
应用举例、知识迁移：
（1分钟）
用多媒体展示两个与生活紧密相关的物理题。
学生习题，相互交流。
课后探究问题的设置，再现物理与生活的联系。解决生活中常见的问题，物理学习从课内延伸到课外。
四、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
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。
教学反思：
这节课我以教材为平台，创造性地处理教材。采取发现、讨论、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。从教学实际出发，充分考虑了八年级学生的心理和生理特点，贯彻了课程标准提出的探究教学的基本理念。给了学生十分宽松的思维和活动空间。由学生自行提出问题，经过猜想、制定计划、探究实验并分析所得数据得出凸透镜成像规律。全过程学生成了自己学习的主人，整堂课显得非常生动和活泼，取得了良好的教学效果！
课件23张PPT。司南版八年级物理第四章第五节长沙三千电子眼 “网”住全城平安1、这是什么？2、通过它看到的像都是放大的吗？中央较厚
边缘薄凸透镜对光有会聚作用(1)与主光轴平行光线折射后过焦点。(2)过光心的光线方向不变。(3)过焦点的光线折射后平行于主光轴。三条特殊光线 凸透镜对光有会聚作用，所以又叫会聚透镜 1.通过两个球面球心的直线，叫透镜的主光轴，简称光轴。
2.凸透镜的中心称为光心（O）。
3.平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点（F）。
4.焦点到光心的距离称为焦距（ｆ）。
5.物体到光心的距离简称物距（u）。
6.像到光心的距离
简称像距（v）。提出问题影响凸透镜成像情况的主要因素：1、在“放大镜”中看到的像究竟是怎样的？ 2、同一凸透镜为什么会成大小、正倒不同的像呢？ 猜想与假设1、物体到凸透镜的距离（物距）。2、焦距。器材改进 方案1：选择器材光具座、凸透镜、光屏、电光源、彩色荧光棒。通电后，移动三角形彩色荧光棒，使其经凸透镜成放大、缩小、等大的像。量出物距和像距；用不同焦距的凸透镜重复实验，分析焦距与成像的关系。 方案2：选择器材光具座、凸透镜、光屏、电光源、彩色荧光棒。把凸透镜固定，将通电光源和三角形彩色荧光棒放在不同的位置，量出物距，试试看得到的像是怎么的情况（大小、位置、正倒），也要记录像距；用不同焦距的凸透镜重复做。 方案3：选择器材光具座、凸透镜、光屏、电光源、彩色荧光棒。固定三角形彩色荧光棒和光源，移动凸透镜能不能看到像，测出物距和像距，改变物体和光源之间的距离，再重复实验。制订方案进行实验与收集证据 1、将凸透镜中心、光屏中心、电光源调在同一高度，便可以在光屏上找到完整清晰的像。 2、光屏上无论如何都得不到正立的像，正立的像与物体同侧。 3、虚像、实像都能看到，但实像可以用光屏接收，虚像不能成像在光屏上。怎样在光屏找到完整、清晰的像？怎样找到正立的像？学生质疑：(凸透镜焦距为10cm)探究实验记录表汇报实验数据40 u>4f
25 u>2f
20 u=2f
15 f10 u=f
6 u倒 缩小 实像 异侧 16 f倒 等大 实像 异侧 20 v=2f
倒 放大 实像 异侧 30 v>2f
正 放大 虚像 同侧 1、 当物体位于凸透镜的 处时，成等大、倒立的 像；
2、当物体位于凸透镜 之间时，成放大、倒立的 像；
3、当物体位于凸透镜 之外时，成缩小、 的 像；
4、当物体位于凸透镜 以内时，成 、正立的虚像。分析论证倒立、缩小的实像倒立、放大的实像倒立、等大的实像正立、放大的虚像利用凸透镜三条特殊光线作图凹透镜中央比边缘薄，对光有发散作用，所以又叫发散透镜拓展延伸拓展延伸 1、完成下列光路图： 2. 如上右图所示为“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 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” ）。课堂反馈
２.凸透镜成像规律
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。１.凸透镜对光有会聚作用；回顾小结 你可以通过哪些途径知道实验桌上凸透镜的焦距吗？1、阅读说明书。2、实验探究法。3、……课后探究 前两天我在备课时，突然发现用放大镜在一倍焦距内看书，成正立、放大的虚像。放大镜远离书，字越来越大，接着茫茫一片，继续移动放大镜，发现了粗大的笔画，组合成一个很大的字，再移动放大镜，字越来越小，越来越多，且是倒立的。凸透镜为什么成倒立、缩小的虚像呢？请同学们回家后动动手 、动动脑，你一定会有所收获的！课后探究谢谢指导!
再见!
