4.5 科学探究凸透镜成像 教案 表格式 2021-2022学年沪科版物理八年级上册

第五节　科学探究:凸透镜成像
【教学目标】
一、知识与技能
1.认识凸透镜和凹透镜,知道凸透镜和凹透镜对光线的作用。
2.理解凸透镜的成像规律,知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与发光体位置的关系。
3.了解实像和虚像的区别。
二、过程与方法
1.能在探究实践中初步获得提出问题的能力。
2.通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。
3.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
三、情感态度与价值观
1.具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理,勇于探究日常用品中的物理学原理。
2.乐于参与观察、实验、制作等科学实践。
【教学重点】
1.凸透镜成像规律。
2.使学生初步了解科学探究方法。
【教学难点】
1.凸透镜成像的原理。
2.对凸透镜成像性质的描述。
【教学准备】
投影设备、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。
【教学过程】
教 师 活 动 设 计 意 图
　　一、引入新课 　　我们生活中使用的照相机、放大镜、投影仪和实验室中使用的显微镜中都有一些玻璃元件,它们的表面都是球面的一部分,叫作透镜。这些元件起什么作用? 　　隔着擦镜纸“摸”,既不损坏透镜,又让学生对透镜有具体的感性认识,激发学生的学习兴趣,并学会归纳总结的方法。
　　二、新课学习 　　(一)凸透镜和凹透镜
　　1.观察透镜
　　在我们的桌子上都有一盒透镜,它们的表面是球面的一部分。同学们认真观察,可以用擦镜纸包着摸摸,看有什么不同,能分几类,找出它们的特征。
　　(两人一组,仔细观察、讨论,并进行比较,概括出它们的特征:透镜有两面往里凹的,也就是中间薄,边缘厚。也有往外凸的,也就是中间厚,边缘薄。)
　　2.归纳
　　中间厚,边缘薄的透镜叫作凸透镜;
　　中间薄,边缘厚的透镜叫作凹透镜。
　　3.应用
　　凸透镜和凹透镜在生活中经常用到,我们桌子上放着帮助人们矫正视力,保护眼睛的近视眼镜的镜片和远视眼镜的镜片,看看它们是什么透镜?
　　(学生动手实验、观察并回答。)
　　现在观察甲、乙两图,说说它们中哪些是凸透镜,哪些是凹透镜。
　　学生观察并回答。
4.认识主光轴和光心
教师讲解主光轴和光心:
组成透镜的两个球面的球心的连线叫作透镜的主光轴,简称光轴。在主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这一点叫作透镜的光心,可以认为透镜的光心就在透镜的中心。
　　(感知,思考。)
将理论知识联系生活实际,学以致用。
(二)透镜对光的作用
1.探究:透镜对光的作用
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,观察有什么现象?
(学生动手实验,观察实验现象,测量光斑到凸透镜的距离并记录数据,画出简图。)
再换一个凹透镜,重做上面的实验,纸上能够得到很小、很亮的光斑吗?这说明了什么?
(讨论后归纳得出实验结果:凸透镜对光有会聚作用;凹透镜对光有发散作用。)
2.演示:利用光具座演示平行光经过凸透镜和凹透镜的光路。
(观察并与自己刚才画的简图对比,看看用怎样的方法表示透镜对光的作用更合适。)
(三)科学探究凸透镜成像的规律
1.提出问题
由凸透镜成像的差异提出凸透镜成像的大小、倒正与什么因素有关的问题。
2.猜想与假设
播放多媒体课件教材插图,指导学生观看并针对问题作出与物距或与物距和像距大小关系有关的猜想与假设,同时板书。
(观看课件,分四人小组讨论,然后作出猜想与假设、思考。)
3.设计实验
指导学生要验证猜想是否正确需要实验,指出实验是探究物理知识最基本的一种方法。
让学生根据猜想设计实验方法,并说出器材在其中所起的作用。
(分四人小组讨论、作答,举手发言。其他学生评估,改进实验方法。)
指导学生观察课本第72页的表格,明确实验中需要观察和记录的项目。
(观察表格,明确实验目的。)
演示:根据学生的实验方法补充说明实验的注意事项:
蜡烛、凸透镜、光屏的摆放位置。
根据猜想,实验时先改变物距,且尽量由大变小直到在屏上找不到像。至少6次。
(观察屏幕,了解注意事项。)
怎样观察像;怎样记录物距、像距;注意分工合作。
4.进行实验
分二人小组实验,观察记录,思考猜想是否正确。
巡回指导学生进行实验。
提问在光屏上得不到像时,怎样观察像?引导学生回答。
(实验、思考、作答。)
5.分析和论证
选出学生实验数据中较标准的数据进行实物演示。给出焦距,指导学生根据实验现象及数据讨论思考得到什么结论,是否证实了猜想和假设,并进一步思考、归纳出凸透镜成像的规律。
(讨论思考得出凸透镜所成像的大小、倒正与物距或与物距和像距的大小关系有关,进一步综合、分析、归纳出:物距大于焦距时,物距变小,像变大;物距远远大于焦距时,成倒立、缩小的像;物距稍大于焦距时,成倒立、放大的像;物距小于焦距时,成正立、放大的像。)
6.评估
选出有代表性的数据实物演示,指导学生对实验数据进行评估。
(学生:举手发言,作出评估。)
(四)实像和虚像
由平面镜成像情况及探究实验中凸透镜有时能成像在光屏上,有时不能,指导学生得出实像和虚像的概念,并用多媒体课件演示。
(学生:回忆、思考得出实像、虚像的区别。)
指导学生结合实验数据讨论得出凸透镜成实像和虚像的规律。补充到前面总结出的规律中。
(思考、讨论、举手发言,总结出成实像和虚像的规律:物距大于焦距时,成实像;物距小于焦距时,成虚像。并补充到前面的规律中。)
将演示实验改为学生实验,创设情景,激发学生兴趣,培养学生用实验来研究解决问题的习惯及对实验数据和材料进行分析的能力。
　　用直观的实验现象让学生对透镜对光的作用及其光路有进一步的了解,并学会用物理模型来反映实验现象。
培养学生由生活现象发现问题、提出问题的能力。
创设情境,加深学生的感悟,培养观察能力,开发思维。
板书学生猜想,体现学生主体地位。
如有学生猜想与焦距有关,需给予肯定,同时指出本节课研究使用的是同一个透镜,焦距是一定的。
培养学生科学探究的能力及精神。
培养交流合作精神、制定计划能力、创造能力、表达能力、评估能力、勇于发表见解的意识。
使学生掌握设计表格的方法,明确实验目的。
教师演示实物投影,不是整个实验过程,而是对实验的说明,是为了使所有学生明确实验目的及方法,强化对物距、像距概念的理解,从而突破难点,起到教师必要的引导作用。
培养学生的动手能力、观察能力、科学探究精神、实事求是的科学态度、交流合作精神和创新意识。
启发学生从实验数据中找出规律,数据较多,要加强引导。自行总结出凸透镜成像规律,加深了对知识的认识和理解,突破了难点,培养了分析归纳的能力。
培养评估能力、表达能力和交流合作能力。
在实验及结合信息技术的基础上加深对实像、虚像的理解。
培养观察、分析、归纳能力。
三、练习小结 学生练习,师生共同讲评。
(练习,巩固新知。)
请学生小结本节课的收获。
(从知识、方法和体会等方面小结。) 巩固对凸透镜成像规律的理解。
重点小结凸透镜成像规律和科学探究方法。让知识和方法系统化。
四、布置作业 课本第74页第1～5题。
(课后完成。) 巩固所学知识。
【板书设计】
第五节　科学探究:凸透镜成像
1.凸透镜和凹透镜
2.透镜对光的作用
3.科学探究凸透镜成像的规律
(1)物距大于焦距时,物距变小,像变大,像距变大;
(2)物距远远大于焦距时,成倒立、缩小的实像;
(3)物距稍大于焦距时,成倒立、放大的实像;
(4)物距小于焦距时,成正立、放大的虚像。
4.实像和虚像
实像:由实际光线会聚而成,能用光屏承接。
虚像:不是实际光线会聚而成的,是由实际光线的反向延长线会聚而成,不能用光屏承接。
【教学反思】
“凸透镜成像规律”是初中物理教学的一个难点。我认为,教学的策略并不在于教师有没有讲清、讲透,而是看教师有没有引导学生参与教学过程,主动获取知识,乐于探究。所以教师应想方设法把课堂活动权交给学生,把发言权留给学生。基于此,教学中,一方面注意问题情境的创设,激发学生的学习兴趣,主动探究,使学生形成积极主动的学习态度;另一方面也注意科学研究方法的渗透,引导学生动口、动手、动脑,参与教学的过程,培养学生获取知识的能力、分析解决问题的能力、交流合作的能力。这就与过去传统的教学有很大的区别,过去我们更注重科学的结论,不突出对科学过程的学习,对得出结论的过程重视不够。比如说我们以前做实验,总是老师先罗列出各种条件,再让学生按部就班,看看到最后得出的结论是否与书本上说的相符合,如果符合那这堂实验课就算是大功告成了。这样虽然节省了很多时间,也会很快得出结论,但是这样做就大大地限制了学生的思维,不利于学生形成创新思维,更不能激发学生对学习的欲望。所以本节课在探究活动开始时,给学生创设一些问题情境,引导学生去发现问题,使学生产生探究的动机,从而提出问题、解决问题。本课教学设计的过程为:通过凸透镜能成放大和缩小的像引出思考;学生分组讨论,设计实验方案,教师进行归纳指导;教师和学生共同探究,从实验数据中总结归纳凸透镜的成像规律;通过实验思考,应用生活实例,加深对凸透镜成像规律的理解。整个教学过程,教师是一个引导者和参与者,课堂上引导学生交流讨论,充分重视学生探究过程中各种能力的培养。
反思本课教学中存在的问题以及在今后教学中应该注意的问题:
1.课前应要求学生认真做好本课的预习工作,只有做好充分的准备才能保证本节课的顺利完成(如:了解探究的目的;u、f、v所代表的含义;本次探究的大致步骤等)。
2.探究实验前就让学生先固定透镜,再用笔记录透镜两侧的一倍、两倍焦距的位置,确定好范围,那么在探究过程中物距范围就看蜡烛放在哪个范围,像距就看最终承接到最清晰像时光屏所在的范围。
3.整个过程引导过多,留给学生思考自主探究的机会较少,但全部让学生探究,学生又会找不到方向,这就要选取一个收放点。课堂教学要及时引导、启发学生进行探究活动。如蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度可以用信息快递的方式给出,而不是让学生再思考回答。第一组数据可以在教师的引导下完成,第二组数据由小组合作完成,接着还可以进行物距与像距的变化规律的探究。
4.凸透镜成像规律比较抽象,直接得出成像规律是非常困难的,最好在学生分析实验数据实验现象的基础上,再结合成像光路图更容易得出规律。
5.教学中要注意培养学生根据实验现象分析、总结规律的能力的训练,培养学生的综合能力,传授物理问题的研究方法。