粤教版八年级上册物理 3.6探究凸透镜成像规律 教案

《科学探究：凸透镜的成像规律》教学设计
【教材分析】
本课是光的折射定律的具体应用，是光学知识的延伸和升华，又是后续学习神奇的眼睛、透镜应用的理论基础，起到承上启下的作用，是本章的重点，同时也是光学的核心内容之一 。有两大特点：①概念性很清晰，②综合性、实用性比较强，于日常生活联系特别紧密。所以学习相对比较难，对应试题若在物距、像距和焦距上下工夫，学生对像的“放大、缩小、变大、变小、前移、后移…”等变量很难把握。这就要求学生在概念形成阶段就要充分理解像距、物距、焦距这三个物理量间的关系。另外本节也是后一节的基本知识，如果本节没学好，眼睛、照相机、投影仪等应用就很难深入学习。学习时，学生对“凸透镜为什么能成倒立的像，为什么有时成放大的像而有时又成缩小的像”等问题存在疑问，所以这节课的教学主要帮助学生解开这些谜团。
【学情分析】
八年级学生处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，经验储备少，分析数据归纳规律的能力不强，他们的逻辑思维还需要经验支持。学生在生活中对放大镜的感性认识较少。因此，应以生活中的现象引入知识，引导他们实验中发现问题、形成概念、探究规律，从而培养他们分析问题、解决问题的能力。八年级学生求知欲旺盛，喜欢实践，具有浓厚的实验兴趣，但思维具有单一性和定式性，容易接受相对形象的现象，而且不易理解凸透镜成像的规律，因此，通过实验增强学生的感性认识，符合学生认知的特点。
【教学目标】
1、知识与技能
①知道物距、像距、实像、虚像。
②理解凸透镜成像的规律。
③熟悉“探究凸透镜成像的规律”实验操作。
2、过程与方法
通过对实验数据的记录、分析，经历归纳得出凸透镜成像规律的科学过程。
3、情感、态度与价值观
①在分析归纳“凸透镜成像的规律”的过程中，养成认真负责、实事求是的科学态度。
②通过小组讨论、全班交流的过程，体验合作交流的重要性。
【教学重点与难点】
重点:凸透镜成像规律 ；
难点:凸透镜成像性质的变化；
【教学过程】
教学环节 教学
内容 教师活动 学生活动 设计意图
引 入
新
课 通过分组实验，观察到凸透镜能成缩小、等大和放大的像，引入新课。 1．利用白板，让学生体会虚拟现实VR技术那身临其境般的情景--透镜的用途之一。
2．创设情景，分组实验，引发猜想
通过分组送“花”的情景激趣引课。 观看视频，激发学习兴趣。
活动一：利用凸透镜直接观察并在白色的“光屏”上寻找闪亮的“花”，组间观察对比所得到的“花”的区别。
利用白板将学生带入虚拟现实中，激发学生探究凸透镜成像规律的欲望，拓展学生视野。
利用分组送花活动，增强学生对凸透镜成像的感性认识。
新
课
探
究 提出
问题
引导学生进行猜想
1．利用白板及希沃授课助手将学生 “获得的几类花”进行展示。（学生观察到明亮倒立的放大、等大、缩小的，及正立放大的像）
根据凸透镜成像的性质不同，在学生交流讨论后，引导学生猜想物体通过凸透镜在光屏上成倒立的放大、等大或缩小的实像的条件是什么？在什么情况下能观察到正立放大的花的像。为了探究的方便，把同学们的猜想进行分类合并。
2．介绍物距、像距与实像、虚像的概念
物理学中，把物体到凸透镜之间距离称之为物距用字母u表示，那像到凸透镜之间距离称之为什么？ 活动二：学生用两个焦距不同的凸透镜，并排放置，同时观察课本文字或老师送的“花”，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的。
各小组代表对实验现象进行描述。
小组间进行讨论，对凸透镜的成像进行猜想：
凸透镜所成的像跟物体与凸透镜之间的距离、凸透镜的焦距有关。
像到凸透镜之间的距离称之像距。
通过实验增强学生对凸透镜的感性认识，引导学生在实验中发现问题、形成概念、初步探究凸透镜成像规律，符合学生认知的特点。
教学环节 教学
内容 教师活动 学生活动 设计意图

实
验
探
究
实
验
探
究

设计
实验 鼓励学生利用现有的实验器材设计一个实验方案，来验证自己的猜想。
介绍实验仪器：
凸透镜，发光物体，光屏，光具座（介绍：光具座上标有刻度、且光具座上的发光物体、透镜、光屏都可以移动）。
提示实验前的注意事项及实验中如何找到像的位置。
学生讨论并设计实验方案。
交流自己的实验方案，同时观察实验记录表格，明确观察对象和应记录的项目。 培养学生制订实验计划能力、口头表达能力、勇于发表自己见解的能力。
培养学生科学探究能力及交流合作精神。

进行实验并收集证据
分析和论证，得出结论
巡视指导学生实验，及时发现问题、解决问题
探究一：探究物体在光屏上成倒立、缩小像和倒立、放大像的条件；
探究二：探究物体成正立的像的条件。
同学们猜想一下，你可能在什么位置可以找到正立、放大的像？并通过实验验证。
可是谁也没能在光屏上找到像时，适当引导，这个像可能是不能呈现在光屏上，可能要透过透镜能观察。学生继续实验，并记录相关实验现象与数据于表中。
白板展示学生各组的实验数据。 分组实验，先固定凸透镜位置不动，然后移动发光物体和光屏，找到最晰的像。观察像的性质，并读出物距和像距，将数据记录在学案、白板的表格中。
结合猜想，思考得到什么结论。

利用白板收集实验数据。
培养学生动手能力、观察能力、科学探究和交流合作精神以及实事求是的科学态度、激励学生努力去解决实验过程中出现的实际问题。

小组讨论：
1、根据实验数据，寻找实像和虚像的分界点？
2、实像有哪些共同的特点？
3、放大的像和缩小的像的分界点在什么位置？
4、成实像时，当物体靠近凸透镜时，像距及像的大小如何变化？
引导学生通过分析实验数据，寻找成实像时的动态规律；
物体移动的速度与像移动的速度一样快吗？物距变化时，像如何变化？
对“规律”加以总结，整理记忆口诀。 学生根据实验数据进行分析，总结实验规律：
一倍焦距，凸透镜成倒立、正立的分界点；
二倍焦距是成放大和缩小的像的分界点；
讨论得出凸透镜成像规律：
当u>2f时，成倒立、缩小的实像；
当u=2f时，成倒立、等大的实像；
当f当u成实像时的动态规律：
成实像时，物距变小时，像距变大，像也变大；物距变大时，像距变小，像也变小；
学生利用模拟实验室，验证成虚像时的动态规律。
结论：
成虚像时，物距变大时，像距变大，像也变大；物距变小时，像距变小，像也变小。

学生利用白板笔的功能对数据进行分析，使学生们直观的、简单的找到大小、倒正的分界点；利用蒙层、放大镜、聚光灯、橡皮等白板的功能辅助总结凸透镜成像规律，便于学生更简单、直观总结出成像规律，突破重难点。培养了学生分析归纳能力。
利用flash模拟实验动画及学生利用模拟实验室展示且验证学生所总结的凸透镜成实像时的动态规律。使学生体会物距动态变化时像的变化情况，体会量变到质变的思想。

评估
应用
1、 利用照相机照相时，发现有同学没有入镜，应该如何调节同学到镜头的距离和如何调节镜头？试试看。　
2、 使用放大镜看书，看到的“字”有点小，为了看更大一点的字应该怎么办呢？　
学生活动。
照相机：物远像近像变小；
放大镜：物远像远像变大。
学生活动具有针对性、启发性、趣味性和导向性。紧扣本节课的核心内容创设贴近生活的物理情景，充分调动学生的学习兴趣和探究欲望，提出有效问题以及组织学生活动可以提高物理课堂有效性。把抽象的、较难理解和掌握的规律变成看得见的、具体的，且可巩固学生探究能力。
新
课
探
究
交流
与评估 延伸与拓展
（1）当成实像时，如一只苍蝇挡住凸透镜的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？
（2）如果在实验过程中发现烛焰的像呈在光屏上方，如何调节才能成像在光屏的中央?
（3）光屏上成像清晰时，如果换用焦距不同的凸透镜，光屏上成像还清晰吗？成像的性质有发生变化吗？ 学生进行实验，并小组进行交流、讨论。
学生利用NB实验室演示，上下移动改变蜡烛的位置
结论：随着实验的进行，蜡烛的长度变短了，向上调整蜡烛，或向下调整透镜，或向上调整光屏，才能使像成在光屏中央。
从实验数据，可得结论：物距一定时，凸透镜焦距越大，像距越大，所成像的越大。
学生演示利用NB实验室操作验证，选择自动聚焦功能。
结论：当物距相同时，焦距越大，所成的像越大，像距越大。 培养学生口头表达能力、勇于发表自己见解的能力。
利用模拟实验室，及在白板上按移动方案标记出上下箭头，观察直观，验证实验结论。
学生利用模拟实验室总结凸透镜成像与焦距的关系。
实验改进与设计 引导学生讨论在实验中的收获与不足。
图片中反映出平面镜所成像与物左右相反，凸透镜成的像也是左右相反吗？在实验中可以观察到吗？怎么进行设计？ 当成实像时，像与物的上下相反；用手轻煽烛焰，观察到像与物左右相反。
用发光二极管拼成不对称的字样代替烛焰作为光源，避免了由于蜡烛燃烧变短、烛焰晃动等因素给实验带来不利影响，使光屏上所形成的像更加清晰、稳定。
利用类比法，通过回顾平面镜成像特点来反思实验中的不足。
归
纳
小
结 巩固熟悉凸透镜成像规律 讲解游戏规则，引导学生进行“物像大比拼”游戏。
进一步让学生巩固所学知识。 学生游戏：男女生PK赛，将凸透镜成像的规律进行小结。
学生边利用聚光灯、放大等功能边按区域总结边记忆。 结合中学生心理特征，利用口诀、游戏等形式，提高学习兴趣，让学生轻松巩固所学物理知识。
男生代表将物体放置在主光轴上任意一个位置，女生利用克隆、拖拽图像、配色、放大缩小、旋转等功能在正确的区域模拟出这个物体所成的像完成配对。
用新颖的男女生PK赛形式来演绎凸透镜成像规律，符合学生的形象化的思维特征，把用数据表示的抽象的空间几何关系，转化为直观形象的情景模拟图，增强对凸透镜成像规律的感性认识。且课堂氛围异常活跃，学生在主动学习中接收知识，创造机会培养学生动手动脑解决问题的能力。利用新颖的实验教学形式吸引学生参与，是提高教学质量的有效保证。
知识
迁移 VR应用了最基本的凸透镜光学成像原理，人眼看到“真实”的画面其实是？
大家课下可以上网查阅相关资料，尝试组装一台属于自己特色的“Cardboard”。 揭秘VR凸透镜光学成像原理：成放大的虚像，让屏幕位于目镜焦距之内。
引导学生将知识用活用实，将知识向实用迁移,培养学生的知识迁移能力，有助于提高课堂教学效率，提高学生物理科学素养。
课堂达标 牛刀
小试 评测练习
利用白板的书写、移动等功能辅助分析习题，使学生处理问题时思路更直观，更清晰。

课
外
作
业
翻转
课堂
作业：学习推送到“乐教乐学”平台中的微课《凸透镜成像规律（三）光路作图》，并完成自主学习任务单。
培养学生的自主学习能力,利用微课构建翻转课堂，对于重难点问题进行讲解，并发布提升任务，实现课堂指导互动，使学生知识内化和巩固。让全部学生通过自主学习均能取得不同程度的进步和提高。学生对于未掌握的知识还可以进行在线交流，教师答疑解惑,?以提高课堂教学的有效性。
【教学反思】
本节课的教学活动给学生一个全新的体验，学生活动进行热热闹闹，但我们一定要注意，要达成本节课的教学目标，结合凸透镜成像规律的特点的探究，通过培养学生对实验数据的分析和论证的能力，使学生得到从感性认识到理性认识的飞跃。学生亲身体验在不断发现问题和提出问题的过程中逐步完善和升华，深化对凸透镜成像规律的认识，从而用实验探究的方法来得出凸透镜成像规律的特点，为下节课的学习打下夯实的基础。还需要再改进的是，时间比较紧张，下一步可以为学生创设更完善的实验条件。
实验者姓名
班 级
日 期 年 月 日
实验课题 探究凸透镜成像规律
实验目的 1．通过观察和实验，加深对实像和虚像的认识
2．观察凸透镜成像的有关现象和收集实验数据，并从中归纳出凸透镜成像的规律
3. 拓展探究实验中常见的相关现象，总结方法
实验器材 凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴
实验步骤
1．组装仪器：在光具座上依次摆放 、 和 ，并进行调节，使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在 。这样调节的目的是：_____________________ 。
2．蜡烛由远及近逐次向透镜靠近，调整物距分别使u＞2f、u=2f、2f>u>f时，每次相应地移动光屏，光屏上承接的像 时，记录物距u、像距v和像的性质。
3. 调整物距使u=f，移动光屏,看能否在屏上找到像。
4. 调整物距使u5．实验完成后熄灭蜡烛并整理仪器。
静态规律 数据分析 物距与焦距关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
像距与焦距关系
正倒
大小
实虚
同侧、
异侧
u>2f
u=2f
2f>u>f
u=f
uv>u
凸透镜焦距 f=_________cm
静态规律巧记口诀：
1倍焦距分虚实，内 外 ；2倍焦距分大小，内 外 。
拓展探究 1. 先调出成倒立放大实像的状态，透镜位置固定，然后将蜡烛和光屏对调位置，观察光屏上还能得到清晰的像吗？
2.先调出成倒立放大实像的状态，蜡烛和光屏位置固定，然后调整透镜的位置，是否还能得到清晰的像？记住向哪个方向调整。
3.动态规律：
（1）成实像时，物体靠近透镜，像________（远离/靠近）透镜，像会______（变大/变小），即物距变小，像距________（变大/变小），像会______ （变大/变小）。
（2）成虚像时，物体远离透镜，像________（远离/靠近）透镜，像会______（变大/变小），即物距变大时，像距________（变大/变小），像会______（变大/变小）。
4.当烛焰通过凸透镜在光屏上成一实像时，如果用手或其它不透明的物体挡住透镜的一部分，你认为此时在光屏上所成的像有什么变化？用实验验证你的猜想。

5.随着实验的进行，蜡烛的长度变短了，经透镜所成的像的位置有什么变化？如何调整才能使像成在光屏中央？
调整蜡烛： 调整透镜： 调整光屏：
拓展应用 1.如果实验中将蜡烛和凸透镜位置固定后，无论怎样移动光屏都得不到像，其原因可能是？
2.你能总结出几种测量凸透镜焦距的方法呢？
3．光屏上成像清晰时，如果换用焦距不同的凸透镜，光屏上成像还清晰吗？