北师大版物理八年级下册教案6.2学生实验：探究——凸透镜成像教案

年级
八
科目
物理
任课教师
授课时间
课题
二、学生实验：探究——凸透镜成像
授课类型
新授
课标依据
2.3.5探究并知道凸透镜成像的规律。
一、教材分析
本节是前面《透镜》知识的延伸和升华，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，在教材中起着承上启下的重要作用。
通过探究活动，研究凸透镜成像的规律，使学生通过自主探究体验科学探究的全过程和方法。新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程，很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，对今后进一步探究其他知识打下基础。
二、学情分析
在整个光学部分，教者应有全局一盘棋的思想，八年级学生正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生分析数据归纳规律的能力不强，所以要把折射规律与凸透镜成像联系起来还比较困难。学生对于凸透镜的了解，凭其生活经验仅知道它叫放大镜，能把物体放大，而对其成像规律是知之甚少的。因此要上好这节课，前期的准备是非常重要的。
三、教学目标[][来源:学
科
网]
知识与
技能
⑴理解凸透镜成像的规律。
⑵知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。
⑶学会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
过程与
方法
⑴通过分组实验体验科学探究的全过程。
⑵学习从物理现象、实验数据中归纳科学规律的方法。
情感态度与价值观
⑴通过探究性学习活动，获得成功的愉悦。
⑵养成学生积极主动地与他人交流、合作的学习习惯。
⑶养成对科学的求知欲，初步建立将科学技术应用于实际的意识。
四、教学重点难点
教学重点
组织指导学生完成实验探究凸透镜成像的规律。
教学难点
⑴引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。
⑵利用凸透镜成像规律解释生活中的现象。
五、教法学法
观察法、实验法、分析法、讨论法、探究法
六、教学过程设计
师生活动
设计意图
一、创设情境
引入新课
通过观看“蝴蝶杯显影”的神奇现象，激趣设疑，引入新课。
【设疑】蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生的画面呢？
二、合作探究，建构知识
（一）提出问题
【复习提问】
照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？
它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？
学生思考后个别回答：
1.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。
2.照相机成像时离镜头较远，幻灯机成像时离镜头较近，放大镜成像时离凸透镜最近。
【前置补偿】认识物距（u）和像距(v)
物距(u)：物体到凸透镜的距离。
像距(v)：像到凸透镜的距离。
【提出问题】凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
学生：物距。
（二）猜想与假设
【猜想】聆听学生猜想，对学生的猜想做出评价
（三）设计实验
【过渡】猜想的正确与否需要实验进行证明，下面我们共同设计实验，证明猜想是否正确。
【实验器材】实验装置如下图所示，器材主要有光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
【引导思考】如何利用所给器材探究凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距的关系呢？请说出你的实验设计方案。
【引导点拨】本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？请大家讨论并分析。
1.如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
【演示1】调节烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度，并要求学生调节。
2.如何找到像的位置？
【演示2】
（1）点燃蜡烛，移动光屏找到蜡烛烛焰清晰的像确定像的位置，并要求学生找到像的位置。
（2）移近蜡烛，取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察虚像，并要求学生观察虚像。
3.
如何能更加方便的测出物距和像距？
【演示3】将凸透镜固定在光具座标尺的50cm处，调节蜡烛和光屏改变物距和像距。引导学生口算出物距、像距的大小。
4.实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设计一个表格记录实验数据？
【指导】针对学生设计的实验记录表格进行删减和补充，并强调设计实验记录表格的注意事项：
（1）实验记录表格应有表头，能体现出所有需要记录的数据、现象以及实验次数。
（2）实验记录表格中有关测量的数据应标明单位。
（四）进行实验与收集数据
【进行实验】下面请同学们使蜡烛位于凸透镜前的不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分别记录在实验数据记录表格内。
【成果展示】在学生实验结束后，实物投影展示部分小组的实验数据。
【收集数据】
1.在实验过程中，你都观察到了哪些不同正倒、大小、虚实的像？
2.当成像的正倒、大小、虚实不同时，所对应的物距、像距分别是多少？
将学生列出的成像的正倒、大小、虚实以及所对应的物距、像距的大小输入电脑，通过大屏幕展示。
（五）分析和论证
1.u=f
不成像
2.
u＜f
成正立、放大的虚像，像物同侧
3.u=2f
成倒立、等大的实像，像物异侧
4.u＞2f
成倒立、放大的实像，像物异侧
5.
f＜u＜2f
成倒立、放大的实像，像物异侧
【成果展示】
1.
u＞f时成倒立像，u＜f成正立像，所以焦点是正立像和倒立像的分界点。
2.u＞f时成实像，u＜f成虚像，所以焦点是实像和虚像的分界点，实像都是倒立的在异侧，虚像都是正立的在同侧。
3.
u＞2f时成缩小像，u＜2f时成放大像，所以2f是成放大像与缩小像的分界点。
4.（1）
u＞f成实像时，物距减小，像距变大，像变大；
（2）u＜f成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。
5.
u＞2f，照相机
f＜u＜2f,
投影仪
u＜f，
放大镜
【规律提升】
用PPT课件播放凸透镜成像的Flash
动画，模拟物距不同时的成像情况及凸透镜成像的动态变化规律。
【巧学妙记】
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点以内反变化。
（六）评估交流
1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
学生：物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光轴，故不成像，可获得平行光。还可测焦距。
2.当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规律测量一未知凸透镜的焦距？
学生：求焦距：成等大实像时，f=u
3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的像吗？像有什么变化？
学生：通过实验观察知：仍能成完整的像，像变暗。
4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏中心，可以将蜡烛怎样移动？
学生：通过实验观察可知：蜡烛向上移动。
【蝴蝶杯显影释疑】
1.结构
2.显影原理
（a）没酒水时，蝴蝶图片在凸透镜的焦点上。
（b）注入酒水后，酒水和凸透镜的共同作用相当于增大了凸透镜的焦距，使蝴蝶图片在凸透镜焦点以内，成正立、放大的虚像。
（c）蝴蝶杯显影光路图。
【盘点收获】
引导回顾实验探究过程，盘点凸透镜成像的规律
【课堂检测】
同步试题
以“蝴蝶杯显影”这一神奇现象创设课堂情境，激发学生的学习兴趣和求知欲望
通过复习照相机、投影仪和放大镜的成像特点及各自物体到凸透镜距离关系，引导学生提出问题，并为学生的合理猜想提供依据
前置补偿物距、像距，为提出问题时正确、简洁表述做铺垫
让学生明确实验注意事项以及需要记录的现象和数据，解决实验中会影响学生实验的难点或疑惑点，为学生分组实验的成功扫清障碍。
通过分组实验，增强合作探究意识；多组实验总结成像性质并将对应的物距、像距通过多媒体展示，收集的数据更多，数据分析更具说服力。
在已有实验结论的基础上深入分析凸透镜成像规律，利用Flash动画模拟实验现象，有利于增强学生对凸透镜成像规律的进一步理解，通过“巧学妙记”降低学生记忆难度。
呼应创设情境，让学生了解蝴蝶杯显影的原因，增强学生对物理知识在生活中应用的认识
七、布置作业