苏科版八年级物理上册第4章第2节透镜教案

透镜
教学设计
【教学设计思路】
本节课的重点是通过经历探究得出凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。本节课首先通过创设情境，模拟积水引火实验激发学生的求知欲望，引入新课“透镜”。然后是五个活动将本节课的知识点完全在老师引导下学生自己探究完成。活动一、摸一摸，感知体验凸、凹透镜的形状特点。活动二、看一看，观察发现凸、凹透镜近物成像情况。活动三、照一照，经历探究凸、凹透镜对光的作用。活动四、读一读，做一做明确光学概念并测出凸透镜焦距。活动五、辨一辨，多种方法确定近视眼镜是凸透镜还是凹透镜。每个活动中大致按五个活动又不是独立的，问题之间环环相扣，自然过渡，如：通过活动一中的放大镜，如何找出过渡到活动二紧接着
【教学目标】
1
、认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，认识透镜的焦点、焦距。会大致测量凸透镜的焦距。
2、经历用多种方法辨别凸透镜和凹透镜的过程，并初步尝试对各种方法的优劣做初步的评估。
3、通过对透镜的学习，加强学生对保护环境和防火消防意识的培养
4、了解透镜对光有会聚（或发散）作用的原因
【教学重点】经历探究凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用、消防和环保意识的培养
【教学难点】透镜的对光的作用和透镜奥秘
【教学器材】
实验一：
模拟积水引火实验（器材：铁架台、燃烧盘、餐巾纸和火柴、加特林光源、薄膜圈、盛有定量矿泉水瓶、注射器）
实验二组合：1、平行光经凸凹透镜的光路猜想铺垫实验1（器材：调节平台、平行光源聚光头灯、凸透镜、凹透镜）
2、平行光经凸凹透镜的光路猜想铺垫实验2（器材：烟雾箱、聚光头灯、凸透镜、凹透镜、香、火机）
实验三：
水透镜演示（器材：铁架台、激光灯2个、雾化器、变焦水透镜）
实验四：
演示会聚和发散的奥秘（器材：三棱镜2个、磁吸光源2个、白色磁贴四张、可分割式凸透镜、凹透镜模型）
【教学过程】
一、新课引入：
情景创设
师：同学们请看投影，（稍等）问阳光直射透过积水会出现什么现象呢？请看老师做个模拟实验。
演示：老师介绍器材：“火柴相当于干草、光源相当于阳光（同时正常照射火柴8秒左右无异常），盖上塑料薄膜加水后照射，见证奇迹的时刻到了（引导学生注意观察，果然火柴被秒点）”
师:
干草着火了，你知道原因吗？学完透镜这一课你就知道了。（板书：透镜）
二、教学过程
师：首先我们来认识一下透镜的形状特点（板书：形状特点），老师给同学们准备了大小不同的两块透镜在桌上的1号袋里。下面我们就通过触摸来比较两透镜中央与边缘的厚薄程度有何不同。
（投影活动一：目的明确、要求具体）
老师在实验前有个小小的要求：
第一、每个同学都要参与实验
第二、把你的发现与大家分享好吗？
注意：光学仪器不能直接用手摸，投影有要求用纸包着摸（隔着塑料袋、纸包体现对光学仪器的规范操作）。请同学们快速体验
生:学生三人一组分别触摸大小透镜，发现大的中间比边缘厚，小的中间比边缘薄,，老师找一位同学分享了他的发现。
师：如果大小两个透镜从中间垂直镜面切开，它的截面形状是怎样的呢？
生：部分学生能大致的描述，但不准确。
师：教师拿出用地瓜做好的凸透镜、凹透镜模型，先看整体再分开看切面形状（提前切好，掰开即可。这一点很重要，以后的透镜表示几乎都是截面图。学生理解起来有难度，）。然后再把放大的透镜切面磁性纸模贴在黑板上（自然得到了凸透镜凹透镜的表示符号。且后面凸透镜、凹透镜的奥秘还要剪开此透镜模型，后面用到时很自然，不突兀）。
总结：像这种中央比边缘厚的透镜叫凸透镜
像这种中央比边缘薄透镜叫凹透镜（同时板书：中厚、中薄、凸透镜、凹透镜）透镜形状各异，但大致分为两类，确定属于哪类透镜。
投影练习：
（现在学生看到的都是透镜截面形状，虽打乱顺序，但学生容易得出正解）
师：生活中都有哪些方面用到透镜
？
生：学生举出生活中的实例（眼镜、照相机镜头、放大镜等）
师：投影（各种透镜，最后是放大镜放大效果图，此处设计通过找出生活中最熟悉的放大镜从而过渡到活动二，学生还可以自己说出探究方法）
同学们对放大镜比较熟悉，如果告诉你咱们刚做实验的两个透镜中就有一个是放大镜，你能把它找出来吗？（说到这里学生已经有拿透镜去看书上的字的冲动了）紧接着老师问，你打算怎么找？
生：
“拿透镜分别靠近书本看字，看到的字能放大的是放大镜”
师：我们来探究透镜对近处物体的成像情况。（板书：近物成像）
投影活动二：分别通过凸透镜和凹透镜观察书上文字（透镜距离书本较近，可稍微增加距离）
生：学生实验后自然得出结论“通过凸透镜看到的物体的的像是放大的、通过凹透镜看到的物体的的像是缩小的”（板书：放大、缩小）
师：老师把其中一个透镜放在脸前适当距离处转身，保证全班同学都能看到，
问这是哪种透镜？你怎么知道的？
生:学生几乎都能确定是凹透镜，其中一个学生站起来说“看到老师的脸变小了”
师：又把另一个透镜放在眼睛前转身，问是凸透镜还是凹透镜？你怎么知道
的？
生：凹透镜，因为看到老师的眼睛变大了。
（活动二大致流程是通过已有生活经验、探究物理规律、应用规律判断）
师:
老师就希望眼大一点、脸小一点，这透镜真好(老师幽默风趣，拉近与学生的距离、活跃课堂，以至于后面有的学生主动站起来回答问题)
。如果我让一束平行光（太阳光）通过凸透镜或凹透镜将会发生什么现象？
自然过渡到活动三
:接下来我们将探究透镜对光的作用（板书：对光作用）
师：请同学们仔细观察两个实验，然后做出大胆的猜想。
演示：铺垫实验1、学生观察平行光通过凸透镜和凹透镜光斑大小变化
铺垫实验2、学生观察柱形平行光束通过凸透镜和凹透镜变成光锥的现象
生：猜想：凸透镜对光有会聚作用、凹透镜对有发散作用
师：同学们的猜想是否正确，还要同学们通过实验自己去验证
（演示介绍学生用器材：让平行光源与已画好的三条光线重合，然后对应位置上分别放凸透镜和凹透镜。）
生：学生实验，（多媒体传屏学生实验汇聚发散现象照片）同时被投屛组学生代表汇报凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用（板书）
实验演示：这时教师用同屏软件再传屛学生用光线画出的会聚、发散的光路
图。同时学生自己评价（其他学生看出来没带箭头等），再投画得
很规范的光路图。
顺便引出（光线是一种抽象出来的物理模型。以后我们要用光线来描
述光的传播路径和方向）
师：平行光经凸透镜所有光都会经过这一点，这一点温度可能会怎样？这个点叫什么？请同学们静静的阅读P85焦点与焦距
投影：阅读目的、要求
1、知道光心、主光轴、焦点、焦距的概念
2、在实验纸的图上标出：光心0、主光轴MN、焦点F、焦距f的位置
（学生阅读，教师画凸透镜会聚，凹透镜发散光路图，巡视学生画图标O、MN、F、f拍照上传）
生：投影组选一个学生代表讲解他对概念的理解
师：老师发现同学们大多都画的是一个焦点，一个凸透镜到底有几个焦点呢？
演示：平行光源拿到另一侧又出现一个焦点，证明有两个焦点，同理凹透镜也有两个虚焦点。
师：同学们现在知道了焦点到光心的距离是焦距，我们能测出凸透镜的焦距吗？（演示：用探照灯光束通过凸透镜找最亮最小的光斑，量出光斑到光心的距
离既可）明确方法后，学生跃跃欲试想测出焦距。
投影活动四（测凸透镜焦距）
同时介绍器材：我给同学们做了有刻度的硬纸卡，透镜如何放才会比较方便测量读数呢？（强调光心与零刻度重合，很多时候学生量出的是焦点到透镜一侧玻璃处的距离是错误的）清楚了吗?请快速实验。
学生实验后汇报：焦距9厘米，另一个也是9厘米。（表扬鼓励学生课堂生成，这里老师没有想到学生测出了两个焦距，且相等）。顺便介绍同一个凸透镜的两个焦距相等（原没打算说）。
师：关于透镜我们也知道了不少，下面考考大家。
投影
1、
解释一滴水引起一场森林火灾?
生:一滴水正相当于一个凸透镜，因为凸透镜对太阳光有会聚作用，焦点处温度会很高，当焦点落在干草上就可能引发火灾。
师：顺便联系生活：所以烈日下一般不浇花、不洗车
道理是一样的，怕水珠聚光后烧花叶、烧车漆。
2、
解释阳光下积水引火的原因？（就是课前激疑实验，现在回扣释疑）
学生自发的热烈讨论后，达成共识。
生：有的学生已经迫不及待了，老师让知道原因的自己站起来说，自然有学生站起来说“塑料薄膜积水后，下面凸起相当于凸透镜，又因为凸透镜对光有会聚作用，焦点处温度很高，当焦点”落在干草上，干草就被点着了。
师：联系生活：外出旅游爬山时还剩有水的矿泉水瓶不能乱扔?知道原因吗？
演示：柱形透镜比较抽象，学生不容易想到，教师用有底的半半截矿水瓶捏扁，学生易看出形似凸透镜，盛水后对光有会聚作用，容易引火。（有效的化解了柱形透镜难理解的问题）
环保安全教育：每一位同学都要做一个环保小卫士，消防安全小卫士。
3、
老师第三个题不是文字题，还是实验题。仔细观察实验你能发现哪些现象？用我们学过的透镜知识如何解释？还有啥新的发现？
师：教师出示水透镜模型，让两束平行激光通过有烟雾的烟雾箱，平行光路显示的非常清晰。这时将水透镜吊在箱盖上，能看到通过水透镜的平行光束已经发散了。然后继续演示充水过程。
生：看到的现象有：“先是发散，然后平行再汇聚，最后看到焦点逐渐靠近透镜（老师提醒更专业点）、学生说焦距变短了”。
师：说说原因
生：刚开始水透镜是凹透镜，充水会后变成了凸透镜，后来随着越来越凸起，焦距变短。（这时老师出示小的水透镜配合学生讲解，在没充水前让学生摸，发现中央比边缘薄是凹透镜，充水后中央比边缘厚是凸透镜）
师：同学们还有意外的发现：凸透镜的焦距与什么有关？有什么关系？
生：凸透镜的焦距与透镜凸度有关，越凸焦距越短。
师:演示再充水时变成了水球是凸透镜吗?所以再好看的“水晶球”都不要放在窗台上。以防引燃窗帘，造成火灾。
（第一、本练习以实验的形式出现，改变多年习惯的文字题型，如果常规文字题型出示有的学生看不懂、有的看不完、有的看完也懒得思考、长此以往学生的课堂参与度会越来越少。会产生一批后进生。第二
、本题的选取针对性强，这一题几乎涵盖了这节课所学的所有知识点：凸透镜和凹透镜形状特点、会聚和发散作用、光心、焦点、焦距、球透镜聚光引火。另外还有课堂生成“凸透镜的焦距大小还与凸透镜凸度有关，凸度越大焦距越短，有利于以后对眼睛能看清远近物的理解，人的眼睛晶状体就像这个水透镜能真正变焦）
师：同学们手边有没有透镜？除了老师给的。近视眼镜它是凸透镜还是凹透镜？
投影活动五：辨别同学们的近视眼镜是凸透镜还是凹透镜？设计方法辨别，看哪一组的方法多。
生：学生实验后汇报
师：总结：摸、看、照（板书）你认为哪种方法好？
生：七嘴八舌说摸、看、照的都有，
师：引导学生评价各种方法的优劣：有眼镜的同学乐意让其他同学直接摸吗？学生自己说出没有纸包时不卫生。有光源时“照“确实可以（如：在阳光下），如果没有光源呢？看书上的字放大了还是缩小了确实很方便。（并不一定要确定出哪种方法就是最好的，这个要根据当时的具体情形而定。重在让学生体会评价交流的过程）
师：通过学习我们知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，那你知道透镜会聚、发散的原因吗？我们先要清楚一束光经三棱镜后会如何骗折？（教师随手将画有三棱镜和一束光的白色磁性纸贴放在黑板上方）
生：学生猜想有的向顶点方向偏，有的向底边方向偏。
师：演示激光沿着画好的光线射出，然后放上三棱镜观察明显向底边方向偏折。顺手画出此时的大致光路。接着拿出三个画有光线和三棱镜的纸贴随意放在黑板上，问向哪边偏？同理再猜想、验证两组
生：学生自然发现了规律：都是向三棱镜的底边方向偏。
师：演示：如果把三棱镜的底边靠近组合在一起会有什么现象？随着老师的组合。学生惊奇的发现会聚了。还可以怎么组合？学生异口同声的说顶点靠近，教师演示，学生又惊奇的发现发散了了
师:将凸透镜纸模上半部剪下，让学生明确相当于正放的三棱镜。放在上图对应的位置上。然后将凸透镜纸模的下半部剪下，让学生看相当于倒放的三棱镜，放在上图对应的位置上。中间的相当于长方形玻璃砖，所以光经过传播方向不变。就这样三棱镜组合的会聚现象变成了凸透镜的会聚。同理演示凹透镜的发散原理。教师强调：实际上凸透镜和凹透镜就是三棱镜的组合，只是它们的组合方式不同而已
（难度较大的透镜奥秘就在老师的照、画、移、剪、组中完成了，学生们不仅仅学到了知识还欣赏到了美得变换.）
师：这节课你都学到了哪些知识？学生自行知识梳理。学生汇报时教师将已板书的零散知识点自然系统升华成表格（如下图）
三、板书设计：
4.2透镜
透镜种类
凸透镜
凹透镜
形状特点
中厚
中薄
近物成像
放大
缩小
对光作用
会聚
发散
光路作图
师：拿起你的凸透镜看看远处的同学，你看到什么现象?
生：倒立缩小的像
师：当物体与透镜的距离不同时成像情况不同？下节课同学们还要继续探究透镜成像规律。