《探究凸透镜成像的规律》教学设计
设计理念
本课设计中力图体现:学习知识是一种探究的活动。结合教学实际对教学内容进行合理构建,以更利于探究。让学生在探究中发现与创新,学习知识和掌握相关的技能,并领悟科学探究的意义。
教学目标
一、知识技能目标
1.认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
2.探究凸透镜成像的规律。
二、体验性目标
1.经历:观察凸透镜的成像过程,能在观察的过程中发现一些问题。
2.反应:能在经历的基础上表达感受(能简单描述所观察现象的主要特征)。
3.领悟: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、勇于创新的精神等。
教学准备
凸透镜、光具座、蜡烛、火柴、放大镜。[]
教学过程
一、创设情景,引入新课
贴近学生的心理需求及生活实际提出问题,激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。
(一)玩小水珠:把透明胶片放到课本上面,用手指在透明胶片上滴一个水珠,观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问:
你玩过凸透镜吗?能介绍一下你以前是怎么玩的吗?还有别的玩法吗?
(二)演示:用投影仪把细小的灯丝投影在天花板(墙壁)上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样?
演示:灯丝开口向下,在像上开口怎样?
演示:灯丝开口向上,在像上开口又怎样?成什么样的像,
1.如何区别像的正立、倒立?
什么情况像明亮、清晰?
2.怎样区别实像和虚像?
像与原物相比有什么特点,
3.像的放大、缩小是什么意思?
学生思考回答:实像是由实际光线会聚而成的像,能用光屏承接;虚像不是由实际光线会聚而形成的,无法用光屏承接。
像的正立、倒立是指像的上下位置,与物体的上下位置比较是否颠倒。
“放大”、“缩小”指像与物比较的结果。
“变大”、“变小”指像本身的变化情况。
4.什么是物距、像距?灯丝到凸透镜的距离叫物距;像到凸透镜的距离叫像距。
(三)设问:使用凸透镜产生这么多的现象,所成的像有哪些特点?成像的条件是什么呢?能猜想一下吗?
凸透镜所成的像可能与物体的位置有关,我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。
二、进行实验
体现学生是学习的主人,能产生探究物理世界的兴趣。尊重实验事实,如实记录实验现象、数据,培养学生的归纳分析能力。针对学生实际情况设计不同的卡片;使学生能各取所需各有所获;使不同层次的学生都能得到锻炼和提高。
(一)出示课题并板书
探究凸透镜成像的规律
(二)让学生观察实验器材,自己动手组装、摆放、调整器材。
1.观察实验装置
实验装置:J2507型光具座。
让学生观察说明光具座主要组成部件。
2.学生对实验器材进行组装、摆放、调整。
探究按照凸透镜成像的规律如何组装实验器材?
摆放顺序可以从左到有依次为蜡烛、凸透镜、光屏,也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。
使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。
调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
固定凸透镜,移动蜡烛和光屏进行观察实验。
固定蜡烛,移动凸透镜、光屏进行观察实验。……
3.设问:什么是物距(u)、像距(v)、焦距(f)?
学生对照光具座回答:物距是物体到凸透镜光心的距离;像距是像到凸透镜光心的距离;焦距是焦点到凸透镜光心的距离。
(三)学生根据实验要求和实验器材,设计实验方案及进行相关记录。
学生可采用不同的摆放顺序、不同的移动对象来设计方案进行实验,如:
摆放顺序从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏。[]
设问:如何使物体的像呈现在光屏上?
引导学生回答调整物体到凸透镜的距离。
设问:移动凸透镜或蜡烛,作用是否相同?
让学生明确:作用是相同的,都是改变烛焰到凸透镜的距离。
注意:移动光屏观察成像时,要保证屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。
继续设问:根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点?[]
启发学生明确要记录:物距、像距;像的性质(放大、缩小,倒立、正立,虚、实)……
(四)学生实验
1.出示实验要求:
①多次实验,观察物体的成像。
②记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时,像的特点及成像时的物距和像距。
③记录其他方面的问题及发现。
2.学生两人一组开始独立进行实验。并根据实验填写小组观察实验记录表(按上面的文字说明做)。
附表 小组观察实验记录表
小组观察实验记录表
第_______小组 成员_______、_______
要求:1.多次实验,观察成像的情况。
2.记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时,像的特点及所成像的物距和像距。
3.记录其他方面的问题及发现。
3.教师巡回指导(引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。
教师应准备小组实验活动建议卡片,谁遇到疑难问题或不能继续进行实可向教师要卡片,按提示继续实验)
三、汇报交流
学生实验基本结束,并填写好了实验记录表。疑难让学生议;错误让学生析;重要的规律让学生自己去总结。及时反馈矫正实验中的问题。对学生进行由量变到质变的辩证唯物主义的观点教育。总结成功的经验,让学生体验成功的喜悦。注意学生思维的火花,延伸实验课的教学。以讨论方式进行。
(一)学生总结发现的现象、解决的问题及发现的规律性的问题。
学生回答的问题一般有:放大的像、缩小的像、等大(不变)的像、看不到实像(放大的虚像)等,靠移动蜡烛、光屏来解决,或移动凸透镜来观察……
看到有关的像时,你们所记录的物距和像距各是多少?
(二)教师根据板书学生的记录数据,引深讨论。
设问:对所记录的数据能分析一下吗?有规律吗?
学生讨论回答:物距和像距及焦距之间有一定的关系。
1.认识像与物等大这个关键点。
2.总结:凡是实像都是倒立的,像与物在透镜的两侧,在光屏上能得到。凡是虚像都是正立的,像与物在透镜的同侧,在光屏上不能得到。
3.凸透镜成缩小的实像、放大的实像及放大的虚像的条件,有什么关键的位置吗?
学生思考讨论后回答:[]
1.物体通过透镜能成什么样的像决定于物体离开凸透镜的距离。物体离凸透镜由远移近时,成的像逐渐变大,像离凸透镜的距离也变大。
2.物体在二倍焦距以外时,像总是比物体小。物体移到二倍焦距以内时(焦点以外),像就变大到比物体还大,也就是成了放大的实像了。再移近到凸透镜一倍焦距以内时,像就由实像变成了虚像,发生了质的变化。(用计算机多媒体突破像变大或变小这个难点)。
引导学生归纳总结:能用简练的语言表达一下吗?
学生总结归纳:焦点是虚像和实像的分界点;二倍焦距是像的放大或缩小的分界点。[]
(三)评价
让学生进行自我评价:通过刚才的实验和回答能对自己做个评价吗?
启发学生回答:通过自己亲自动手实验才能明确物理现象;在实验过程中遇到问题应该多想、合作解决;猜测的结果和实验结果不一定相同;自己动手动脑做出的实验现象有意思、真实……
四、课堂教学小结与延展
帮助学生熟练掌握规律提高归纳、概括能力。引导学生联系实际,体现从生活走向物理从物理走向社会。
1.多媒体计算机演示凸透镜成像的规律。
2.思考:水珠还能成其他的像吗?
投影图片讨论其中蕴涵什么物理规律?
学生回答:水珠离另一侧的花朵较远(u>2f),成的是倒立的、缩小的、实像。
当花朵离水珠较近时(f<u<2f),成倒立放大的像。
当花朵离水珠很近时(u<f),成正立放大的像。
3.由学生总结本节课的主要内容,教师提示本节课所总结的规律是下一节应用学习的原理。