《科學探究：凸透鏡成像》

《科學探究：凸透鏡成像》

課題：科學探究 凸透鏡成像 授課教師：四川省內江市資中縣球溪高級中學     黃  璜 教    材： 八年級物理第四章第五節 一、教材分析 本節選自義務教育課程標準實驗教科書《物理》八年級上冊，是初中物理光學的重要內容，凸透鏡成像又是初二物理知識的重點，本節既是學習凸透鏡成像原理，又是進一步學習眼睛成像和照相機等儀器原理的基礎，是一節集物理現象、物理概念、物理規律于一體的課。 二、學生分析 通過上節課的學習，學生已經知道了光的折射規律。但由于初二的學生認知能力還比較低，對知識的歸納概括以及遷移能力還不強。所以要把折射規律和凸透鏡成像聯系起來還比較困難。對于凸透鏡也僅僅知道它叫放大鏡，能把物體放大，但對凸透鏡能成縮小實像和放大實像他們是知之甚少的。 三、教學目標 根據全面提高學生素質的總體目標與課程標準的要求以及學生已有的認識基礎，我確定了本節的教學目標如下： 1、知識目標 （1）知道什么是凸透鏡，以及凸透鏡對光線的會聚作用。 （2）知道凸透鏡的光心、焦點、焦距和主光軸 （3）通過探究性實驗得出凸透鏡成像的規律。 2、能力目標 （1）培養學生的觀察能力 （2）通過學生自己制定實驗計劃，進行實驗操作和總結實驗規律，培養了學生實驗能力和分析問題解決問題的能力，以及組織協調能力。 3、情感與價值目標 （1）通過探究凸透鏡成像規律的實驗，有意識的滲透辯證唯物主義觀點。 （2）通過介紹我國古代勞動人民利用冰透鏡對準太陽光取火的事例，對學生進行愛國主義教育和民族自豪感的教育。 四、重點和難點 凸透鏡對光線有會聚作用和它的成像規律是本節的重點。 學生用實驗探究凸透鏡成像規律是本節教學的難點。 五、教具準備 1、不同焦距的凸透鏡（f=5cm和f=10cm)；光具座；蠟燭；光屏；平行光源。 2、多媒體課件 六、設計理念 1、在凸透鏡成像規律的探究過程中，通過給學生創設問題的情景，充分調動學生的積極性，使學生去討論、去猜想、設計實驗方案并動手做實驗，讓學生成為凸透鏡成像規律的“發現者”，課堂的主人翁，使本節課的教學過程如研究課題那樣去進行。 2、在整個教學過程中，教師是學生的合作者、引導者和參與者。教學過程是師生交流、共同發展的互動過程。當學生遇到困難時，教師要和學生一起猜想、分析，從中點撥其思維。 3、教學的真正目的是讓學生探索規律，獲得研究、思維的方法，然后通過方法的獲得以及運用方法探索、創造的過程，使學生形成對科學研究有親近熱愛、和諧相融的情感，具有樂于探索物理現象和日常生活中的物理學原理的科學精神。因此，本節課將把思維程序作為貫穿整個教學過程的主線，教給學生一種研究問題的思維方法，從而培養學生的多種能力，尤其是創造能力，達到教學的真正目的。 七、教學流程 （一）、創設情景，引入新課 1、出示手中的凸透鏡問學生？它是什么？我們在日常生活中那些設備上還見過它？引導學生回答出在照相機、投影儀上見過它。并告訴學生：“我國古代的勞動人民在很久以前就知道用冰磨成它的樣子，來取火�！彼�的名字叫什么呢？叫凸透鏡。今天我們就來學習它。 [本節設計意圖：貼近學生生活舉例，從生活走向物理，能激發學生的學習興趣。并不失時機地進行民族自豪感教育] （二）學法指導，探究新知 請同學們觀察一下實驗桌上的凸透鏡。組織觀察、討論分析得出凸透鏡的形狀特征。 并板書： 1、凸透鏡：中間厚，邊緣薄的透鏡。提問：我們知道了光的折射規律，那么光線穿過凸透鏡時會發生什么現象呢？ 在光具座上演示：平行光源發出的光線經過凸透鏡折射后會聚于一點。得出：凸透鏡對光線有會聚作用，所以它又叫會聚透鏡。  利用多媒體投影儀演示凸透鏡對光線的會聚作用，從而介紹幾個相關名詞：光心、焦點、焦距和主光軸。 [本節設計目的：通過學生觀察實物、演示實驗和多媒體課件展示，使學生能直觀的、快速的認識凸透鏡對光線的會聚作用。培養了學生的觀察能力和歸納概括能力，符合其認知規律。] 2. 提出問題
    先讓學生拿著凸透鏡近距離的觀察書上的字，學生會看到字被放大了，提問：通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？ 然后讓學生拿著凸透鏡慢慢的遠離書上的字，或者觀察遠處的物體。 通過以上觀察得知：物體通過凸透鏡發生了變化，遠處的物體變小了，而且倒著。近處的物體只是被放大了，正倒沒有發生變化。引導學生思考：用同一個凸透鏡觀察不同的物體時，為什么有的大，有的小，有時倒，有時正呢？
    使學生進入探索的物理情景當中。 3. 提出猜想
    猜猜看：這些現象與哪些因素有關？下面我們用實驗去探究這一規律。 4. 制定實驗計劃
    介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡稱物距(u)，像到透鏡中心的距離簡稱像距(v) 提示：在使用光具座時，像的位置和光屏的位置是不同含義。只有當光屏上得到特別清晰的像，這時光屏的位置就是像的位置。
    讓學生匯報設計的方案計劃
    學生可能有各種各樣的計劃，讓他們自己小組內討論決定使用哪一種方案。
    5. 進行實驗與收集證據   要求： (1) 不管用何種方案都要做好記錄：像的大小、像的正倒、物距、像距、物距與像距的關系。 請學生開始自由實驗，教師巡回指導。
    經過一段時間的實驗，學生中大致會出現三種情況：A 、沒有找到像；B、找到了放大或縮小的像；C、光屏上燭焰的輪廓不清晰，本不是像。對A種情況，老師稍加提示，使之轉變成第二種情況。針對部分學生可能會對像產生的誤解，教師要明確的指出：有的同學找到的不是像，同學們也許會感覺疑惑，急于想知道自己找到的是不是像，老師這時再通過演示實驗強調如何找像，什么是像。                        指導實驗：蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距(2f)處，你猜會觀察到什么樣的像。(試試看)
    把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距(f)處，又會出現什么情況？
    (先猜，后試試) 請學生把實驗中得出的數據填入學案的表格內。
    5、分析實驗數據，總結得出實驗結論——凸透鏡成像規律，并板書。    [本節設計意圖：1、傳統教學在“研究凸透鏡成像規律”時，教師一般先列舉出各種成像的條件，然后再讓學生通過實驗去驗證各種情況下的像，通過這樣的驗證性實驗學習凸透鏡成像規律，學生學得非常被動。我認為探究教學關鍵是讓學生成為自己學習的主人，于是我在設計教學中，先讓學生列舉生活中放大鏡、照相機、投影儀的實例，然后引導學生對具體的實例提出質疑——“放大鏡”為什么還能成正倒、大小甚至虛實不同的像?接著由學生自行制定計劃、進行探索性的實驗、分析得出成像的規律，即物距、焦距、像距的關系。使學生在學習知識的同時，親身體會這種科學探究的過程。本課時主要是培養學生制定計劃、收集數據、初步分析等能力。
    2. 針對學生在平時課堂探究活動中表現出的一定程度的無序性，采取印發學案(見附件)的措施：讓學生了解自己在探究活動中應該要干什么事，明確自己的目的；教師也在學生探究過程中給學生一些方向性的提示，但這些提示應區別于我們傳統實驗課中的“實驗步驟”；在盡量給學生更加寬松的思維空間和活動空間的同時，避免探究活動中盲目性。在寬松的思維空間里，學生肯定會提出許多獨特的問題，會迸發出更多的思想火花。
   （三）歸納小結，深化目標，布置作業。 1、小結本課的知識點。 （1）凸透鏡的定義。（2）凸透鏡對光線的會聚作用。什么是焦點、光心、焦距和主光軸。（3）用課件演示成像規律。 2、告訴學生：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數據�？茖W家也是這樣經過實驗探究、分析數據從而找出規律的。從而激發學生的探索熱情。 3、課后練習以及閱讀信息窗的內容。了解凹透鏡有哪些特點？ 七、板書設計 五、科學探究  ：凸透鏡成像 1、凸透鏡——中間厚，邊緣薄的透鏡。      2、凸透鏡成像規律： 因為對光線有會聚作用，也叫會聚透鏡。 u＞2f    成倒立、縮小、實像 焦點（F）                            u = 2f   成倒立、等大、實像 光心（O）                            f＜u＜2f 成倒立、放大、實像 焦距(f)                              u=f       不成像 主光軸                               u＜f      成正立、放大、虛像     附件：           學      案
    1. 活動：你透過凸透鏡看遠處的物體時，你會看到怎樣的像，提出問題。   
    2. 猜想：這些結果與哪些因素有關?
    3. 制定實驗計劃：    
    4. 實驗過程
    (1) 你認為你組同學有哪些與探究活動無關的活動?
    (2) 你組同學是否得到了蠟燭的像?
    (3) 你組同學光具座上物體排列的順序是怎樣的?
    (4) 你組同學在活動中，為了得到清晰的像，移動了哪些器件?有哪些沒移動?你認為他們如此移動可行嗎?如果移動顯得混亂，不益于研究問題，你認為該怎么固定、移動?
    (5) 你組同學得到了哪些像?(放大、縮小、等大的)
    (6) 你組同學測出了各種情況時的物距和像距?
    5. 探究實驗記錄表 物距u （cm） 像的性質【凸透鏡焦距（f=5cm或f=10cm）】 倒立 正立 縮小 放大 實像 虛像 30             20             15             10             8             5             3            
   (試試看)蠟燭放在距凸透鏡兩倍焦距(2f)處，你猜，你會觀察到。
  先猜，后試)把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距(f)處，又會怎樣?

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