《探究凸透镜成像规律》课堂教学设计
学 科
物理
版本册数
沪科版八年级
课目名称
探究凸透镜成像规律
共1课时
教学目标
1、知识与技能
（1）知道并能识别凸透镜和凹透镜；知道凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；知道透镜的主光轴、光心、焦点和焦距。
（2）理解凸透镜成像的规律及简单应用。知道实像与虚像的区别。
（3）知道凸透镜在照相机、幻灯机和放大镜中的应用。
2、过程与方法
经历凸透镜成像规律的探究过程，感受观察、比较、归纳、推理等科学方法。
3、态度、情感与价值观
（1）在学习凸透镜成像的应用中感悟生活中处处有物理，用所学知识解释生活现象
（2）通过小组实验中互相配合、相互交流，养成合作学习的良好习惯。
（3）通过凸透镜成像规律的学习，体会事物从量变到质变的辩证关系。
教材分析
本节选自沪科版《物理》八年级下册，是初中物理光学的重要内容，凸透镜成像又是初二物理知识的重点，本节既是学习凸透镜成像原理，又是进一步学习眼睛成像和照相机等仪器原理的基础，是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一体的课。这章的内容涉及到透镜对光的作用，凸透镜成像的规律以及凸透镜的应用。其中透镜对光的作用是光折射规律的具体应用，而凸透镜成像的规律又与实际生活联系紧密，因此本节内容是初中物理中的一个重点知识。
学习本节内容需要光的折射规律、虚像和实像的概念等准备知识。
学生分析
学生分析通过上节课的学习，学生已经知道了光的折射规律。但由于初二的学生认知能力还比较低，对知识的归纳概括以及迁移能力还不强。所以要把折射规律和凸透镜成像联系起来还比较困难。对于凸透镜也仅仅知道它叫放大镜，能把物体放大，但对凸透镜能成缩小实像和放大实像他们是知之甚少的。所以本节的教学要求教师积极引导，学生主动参与。通过实验探究的过程，感受实验、归纳的科学方法，体会事物的发展变化是有规律可循的，同时知道量变会引起质变的辩证关系。
教学过程
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
媒体、资源使用方式方法
引入
新课授课过程
一、引入新课（5分钟）
二、认识两种透镜
主光轴、光心
透镜对光的作用、焦点、焦距
视频：南极考察队的队员们，在丢失火种的情况下，他们面对寒冷和饥饿威胁，开动了脑筋，终于用“冰”重新取得了火种。
1、我们戴的眼镜，照相机、望远镜的镜头都是透镜。
2、透镜根据形状分为凸透镜和凹透镜。中间厚边缘薄的是凸透镜。中间薄边缘厚的是凹透镜。我们来观察下面的透镜各是哪种透镜：
3. 主光轴和光心
主光轴：组成透镜的两个球的球心连线叫主光轴.光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心
4.透镜对光的作用，焦点、焦距
问：同学们现在从透镜盒中拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察有什么变化？
问：太阳光透过凸透镜后在纸上出现亮点，太阳光变得更集中还是更分散？那么光通过凹透镜呢？
演示：凸透镜和凹透镜对平行光的作用
用激光演示器将平行光射向凸透镜和凹透镜，观察到经过凸透镜的光相互靠拢，经过凹透镜的光相互远离.射到地面的太阳光是相互平行的，叫做平行光，凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点（focas)，用“F”字母表示，焦点到光心的距离叫做焦距（focal length）.用“f”字母表示.（课本图3.1—5所示）凹透镜使平行于主光轴的光线发散，它没实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点.
实验：如何找焦距？
提问：根据光路可逆，怎么让点光源发出的光成为平行光？
质疑：冰，怎么可以取火呢？是否任意一块冰对着太阳光都能取火？
由老师引导，学生一一认识图中的透镜，加以区分
学生活动：摸摸自己的眼镜片，根据形状判断近视镜片是哪种透镜
认识主光轴和光心
由学生回答透镜的种类
听讲
实验，并回答问题
学习焦点、焦距的概念
学生分小组讨论并回答
学生实验：利用本节所学的知识解释“用冰取火”的原理，再利用太阳光（没有阳光可用手电筒或日光灯代替）、凸透镜、白纸大致测定凸透镜焦距。
视频直观，用“神奇”使学生产生浓厚兴趣
从生活走入物理。
通过常见物品的图片，从物理走入生活
展示图片，通过问答的形式认识凸透镜对光的汇聚作用
展示凸透镜实物，并联系生活中的应用，为引入凸透镜成像做准备
三、探究凸透镜成像的规律（30分钟）
大家知道照相机前面有个镜头，镜头的作用就相当于凸透镜。来自物体的光通过镜头后聚在胶卷上，形成一个缩小像。
放大镜就是一个凸透镜，它所成的像是放大的。
实验：我们通过凸透镜观察花，会看到什么现象？
提出问题：隔着凸透镜看物体，物体总是放大的吗？
学生接过凸透镜，观察后回答：
花变大了
让一名学生将凸透镜放在窗户边，通过透镜观察窗外。学生观察后回答：
凸透镜把人缩小了，而且人倒过来了
凸透镜可以成不同性质的像
使用凸透镜，学生动手观察凸透镜成像的情况
认识像距、物距、实像、虚像
介绍实验
准备实验
明确实验要求
探究活动
结论分析
看来凸透镜不止能成一种像，我们今天就通过实验来探讨凸透镜的成像规律。
二、制定计划
同学们讨论一下，要探究凸透镜成像规律，需要哪些器材？
非常好！这就是我们实验要使用的器材：
很好。那么凸透镜成不同的像与什么因素有关？想想成像特点与什么因素有关？
正确。凸透镜到物体的距离叫物距u，凸透镜到像的距离叫像距v，能在光屏上观察到的是实像，不能在光屏上观察，但能直接用眼睛观察的是虚像。这都是我们今天要研究的。
介绍光具座上各部分的名称
在使用光具座时，像的位置和光屏的位置具有不同的含义。如果移动光屏使它得到清晰的像，这时光屏的位置就是像的位置
为了使像成在光屏的中央，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心和烛焰的中心在同一高度。（强调不是同一直线）
进行实验并收集证据
指导学生完成以下准备工作：
将f=10cm的凸透镜固定在光具座的中间位置，在光具座的刻度尺上的一倍焦距处和二倍焦距处贴上小红点标记。
将蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，点燃蜡烛，调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心大致在一条直线上。
准备工作完成，请大家积极参与、探究凸透镜的成像特点！
明确实验要求：
实验要求：
1．态度认真，一丝不苟。
2．光屏上的像一定要明亮，清晰。
3．多次进行测量，仔细观察，做好记录进行实验。
学生每2人一组按如下步骤进行实验探究：
1．把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距和像距u（像到凸透镜的距离）。
2．把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即2f＞u＞f，重复以上操作，进行观察和测量。
3．继续移近蜡烛，使物距u＜f，在屏上还能得到蜡烛的像吗？怎样才能观察到蜡烛的像？是虚像还是实像？观察像的大小、正倒、测出物距，估测出像距。
按上述计划操作，把数据和观察结果填入右表中。
分析表格中的数据：把每一次的物距、像距与透镜的一倍焦距、二倍焦距比较，按照探究开始时提出的问题，让学生自己论证总结出凸透镜的成像规律，并让他们书面或口头表述自己的观点
总结：
1、u=f是实像和虚像的分界点。
2、u=2f是成放大实像与缩小实像的分界点。
3、成实像：像倒立，物象异侧，u减小，v变大，像变大；
4、成虚像，像正立，物象同侧，u减小，v变小，像变小
学生们知道了成像大小与物距的关系之后，让他们进一步对探究所得到的数据进行分析和论证，讨论并总结出：不管成实像还是虚像，成放大像时必定像距大于物距，成缩小像时必定像距小于物距。
为便于学生记忆可引导学生编成顺口溜：
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近像远像变大。
师：大家今天都很出色，像科学家一样成功完成探究任务。（掌声鼓励）
展示凸透镜成像规律FLASH动画，进一步加深学生印象。
做练习：
练习题此处略
听讲
讨论结果：
1、凸透镜
2、点燃的蜡烛——物体 3、光屏——观察成像特点
同学回答：通过凸透镜观察近处的花，花变大了；然而观察远处的人，人却变小了，所以和凸透镜距离物体的远近有关！
另一学生：我明白了，那还需要刻度尺，用它才能测物距和像距！
学生鼓掌！
学生认真观察如何调整三者在同一高度。
着手调节烛焰、透镜光心、光屏中心在同一高度
完成实验并完成表格：
学生按上述实验步骤进行实验，交流与合作，将测量数据整理、填表
透镜焦距f=_____cm
物距与焦距关系
物距u/cm
像的性质
实虚
大小
正倒
位置
u＞2f
U＝2f
2f＞u＞f
U＝f
u教师巡回指导，及时发现问题并对学生启发和引导。
小组代表发言：
1．u＞f时成实像，u＜f成虚像
2．U＞2f时成缩小实像，u＜2f时
3．成实像时，当物距减小，像距变大，像变大；物距增大时，像距变小，像变小。
4．成实像时，像与物在凸透镜异侧，成虚像时，像与物在凸透镜同侧。
5、实像都是倒立的，虚像都是正立的。
学生饶有兴致的观看动画
通过联系巩固对凸透镜成像规律的认识。
通过轻松的讨论，明确实验目的和实验器材
明确目的：探究成像的特点与物距的关系；理清思路：让发光体通过凸透镜成像，通过改变物距，观察像的情况；
3人为一个小组，共20个小组
3位同学分工合作，轮流担任物距调整、光屏调整和记录工作
完成表格后，3人共同分析规律，并派一名代表总结。
刚刚完成实验，再次通过动画重演实验，学生有很强的兴趣，并且及时验证自己的实验。
小结
五、小结（5分钟）
今天你学到了什么？
请直观展示你们研究得到的凸透镜成像规律！
鼓励学生动手做一个“简易的照相机模型”
学生归纳总结
用图像归纳总结，直观、生动
板书设计
第五节 科学探究：凸透镜成像
一、两种透镜
二、探究凸透镜成像规律
两个概念：
1．物距：物体到凸透镜中心的距离（u）
2．像距：像到凸透镜中心的距离（v）
（一）提出问题：
凸透镜成像情况与物距有何关系？
（二）制订计划与设计实验
1、方案：改变物距，并观察凸透镜的成像情况
2、器材：光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴等
（三）进行实验与收集数据
（四）分析论证凸透镜成像规律
1．当u>2f时，成缩小、倒立的实像；
2．当u=2f时，成等大、倒立的实像；
3．当2f>u>f时,成倒立、放大的实像；
4. 当f>u时，成正立、放大的虚像。
课 后
教学反思
虽然日常生活中用到透镜的地方很多，但初中学生对透镜的认识还是比较肤浅，要学生自主探究得到凸透镜的成像规律难度更大，所以我将此教学活动设计为知识传授和教师指导下的学生探究相结合的方式，重点放在培养学生分析论证能力上。整个探究过程不限制学生的思维活动，采集多组原始数据，在教师的指导下，分析论证找到规律。其间，教师的引导格外重要。在这次探究活动中，我主要通过下面的几个提问，完成对学生的引导作用：
(1) 你认为你组同学有哪些与探究活动无关的活动?
(2) 你组同学是否得到了蜡烛的像?
(3) 你组同学光具座上物体排列的顺序是怎样的?
(4) 你组同学在活动中，为了得到清晰的像，移动了哪些器件?有哪些没移动?你认为他们如此移动可行吗?如果移动显得混乱，不益于研究问题，你认为该怎么固定、移动?
(5) 你组同学得到了哪些像?(放大、缩小、等大的)
(6) 你组同学测出了各种情况时的物距和像距?
通过本次活动，学生既学到了知识，又得到了科学思维和方法的熏陶。使学生体会到成功的喜悦，并充分体现了物理课程的价值。
通过给学生创设问题情景，让学生提出问题，教师进行简单的分析，点明本节课要研究的内容，让学生动手设计实验方案，动手做实验，让学生成为课堂的主人翁，突出学生的主体地位，在学生探究有困难时，教师及时点拨，以通过让学生亲自动手实验，营造民主、和谐、合作的探究氛围，给学生主动探索、自主学习和提高能力留有充足的空间，整节课让学生多动手，多操作，突出学生的主体地位。教师成为学生学习的合作者、引导者、参与者。通过使用多媒体技术，帮助学生掌握凸透镜成像规律，优化课堂教学，提高课堂教学效率和质量。用实验组织教学，分层次展开教学，环环入扣，力求培养学生的自主探究意识、方法和能力，在实验中获得技能方法、在交流中获得知识结论、在练习中得到巩固提高；
教师的引导作用，在适当的时机，用合适的方法对学生的探究方法、合作意识、操作技能等各方面作指导，以求学生能迅速得到提高。这就是我这节课的想法与收获！
