沪科版初中物理《探究凸透镜成像规律》教学设计doc.docx

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沪科版初中物理《探究凸透镜成像规律》教学设计doc

设置体验性实验突破探究难点---《探究凸透镜成像规律》教学设计

内容简析

本节主要内容有：

通过提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、实验与观察、分析与论证、交流与合作，探究凸透镜成像的规律；了解放大镜的工作原理。

凸透镜成像规律是本章最重要的规律之一，让学生观察体验凸透镜成各种像的条件和像的特点，得到凸透镜成像的规律，是本节教学的重点。

凸透镜成像的规律涉及到物距、焦距，像的大小、倒正、虚实等，成像情况比较复杂，对于学生来说，做好“凸透镜成像规律”的实验虽然并不太难，但通过实验得出凸透镜成像的规律，并记住它，确有一定的难度，因而是本节教学的难点。

目标定位

本节课把凸透镜成像作为培养学生科学探究能力的载体。

要求学生通过自己的实验探究学习凸透镜成像的规律，体验和感受研究的过程，领会研究的方法，同时还要知道凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像规律在实际中的应用。

因而本课教学目标如下：

一、知识与技能

⑴知道凸透镜成像的规律。

⑵知道放大镜的工作原理。

二、过程与方法

⑶经历探究凸透镜成像规律的全过程，通过实验探究，得出凸透镜成像的规律。

三、情感态度与价值观

⑷在实验探究凸透镜成像规律的过程中，体验参与的快乐和成功的喜悦，养成积极主动与他人交流合作的习惯。

方法阐释

探究凸透镜成像的实验需要的器材较多（如凸透镜、光屏、物体、光具座或刻度尺等），对操作的要求较高（如调整凸透镜、物体、光屏的中心在同一高度，寻找清晰的像的位置等），需要观测的项目众多（如物距、像距、像的大小、像的倒正、像的虚实等），因此，它是初中物理中比较困难的实验之一。

如果让学生按照教师拟好的实验步骤进行实验，比较容易完成实验、获得寻找凸透镜成像规律所需要的数据。

但是这样做，很多学生不知道自己每一步操作的目的，只是按方抓药式地机械操作，难以达到对实验过程和方法的体验和领会，也就不能真正落实让学生经历科学探究过程、培养科学探究能力的新课程目标。

因此，本节课按照学生认知规律，让学生通过一系列自主学习活动，经历探究的过程，得出凸透镜成像规律。

教学流程

I自主预习形成

环节一认识感知凸透镜

1.思考：

能否把桌面上的透镜分为两类？

比一比谁的方法多。

2.如何利用激光灯、矿泉水瓶、蚊香、火柴研究凸透镜和凹透镜对光的作用?

思考：

如何把光线显现出来?

看一看谁的方案更可行?

并画下光路图：

3.小结：

主光轴：

_____________；光心：

____________

焦点：

_______________；焦距：

_____

【设计意图】让学生感受凸透镜对光的会聚作用，加深对焦点、焦距的认识。

环节二准备探究凸透镜成像规律

提出问题

1.实验体验1：

通过凸透镜观察课本上的字，前后移动凸透镜，看到的“字”有什么变化？

2.实验体验2：

（1）将凸透镜对着窗外的景物（树木或建筑物），在透镜另一侧，用白纸做光屏，前后移动凸透镜，看能否在光屏上得到室外景物的像。

（2）减小（或增大）凸透镜与窗外的景物（树木或建筑物）的距离，适当移动光屏获得清晰的像，观察像的变化情况。

（3）观察其它物体通过凸透镜所成像的情况（大小、倒立正立、能否在光屏上呈现）。

根据实验体验，提出想要探究的问题：

尝试猜想

对比思考：

在以上实验中，同一物体通过同一凸透镜成像大小变化的原因。

猜测凸透镜成像情况跟可能跟_______________________有关。

【设计意图】让学生通过实验发现“近处的物体成的像较大，远处的物体成像较小”的事实，认识到物体通过凸透镜所成的像的情况（大小等特点）跟物体到透镜的距离有关，为学生提出问题，作出猜想提供帮助，较好地突破了“在探究活动中，应该探究什么、如何去探究”的难点。

制定计划设计实验:

1.阅读课本了解以下内容：

（1）物体到光心的距离简称为___________。

（2）像到光心的距离简称为___________（v）。

（3）认识光具座。

2.设计实验:

思考：

（1）为验证你的猜想，需要哪些器材？

（2）为了使像成在光屏的中心上蜡烛、透镜、光平三者的高度有什么要求？

（3）探究凸透镜成像规律需要不断改变物距，我们通常用焦距（或焦点）作为一个标准（参照）表述物距的变化情况，用物距跟焦距的相对大小关系描述物距的变化。

探究思路:

不断改变蜡烛与透镜的距离，观看成像情况，比较物距与焦距的关系。

实验方案：

（4）实验中需要收集哪些数据呢？

需要观察哪些现象？

请你设计一个表格，记录数据和观察到的现象。

【设计意图】通过一系列问题引导学生明确探究方向、形成探究思路。

II合作展示探究

环节一出示交流展示内容和活动安排

1．谈谈你对凸透镜成像情况的初步认识。

2．交流探究通过凸透镜成像规律的实验方案。

3．小组展示学习成果，优化探究方案

4．实施分组探究，

5．全班交流展示探究成果

【设计意图】明确本节课重点问题和活动程序，引领学生小组内的讨论交流、实验探究以及全班范围内的展示交流活动。

环节二小组讨论个人预习成果

1．讨论交流对凸透镜成像现象的认识、体会。

2．讨论交流探究探究透镜成像规律的方案。

【设计意图】实施小组内的合作学习，加深对凸透镜成像现象的认识、体会，形成探究折射规律的初步方案，降低探究难点。

环节三展示交流小组合作学习成果

展示一：

实验体验提出问题

老师启发：

同学们通过实验，有什么发现？

——当凸透镜距离书本比较近时，透过凸透镜书观察本上的字，可以看到字被放大了，当凸透镜更加靠近书本时，看到的字会变小一些；当稍微增大书本与凸透镜之间的距离时，看到的字有所增大。

——当凸透镜距离书本比较远时，看到的字就倒过来了。

——用凸透镜观察窗外的树木，看到的是倒立的缩小的像。

——用凸透镜对着窗户，在凸透镜后面的白纸上可以看到窗户倒立的缩小的像；

老师点拨：

同一个凸透镜，观察近处书本上的字时可以看到字的正立放大的像，观察远处的树木，可以看到倒立缩小的像，说明物体通过凸透镜成像情况跟什么因素有关？

——跟凸透镜和物体之间的距离有关，距离远的时候成倒立缩小的像，距离大的时候成正立放大的像。

——我还发现：

窗户通过凸透镜在白纸上成的像也会有变化，当离窗户远和近时，虽然都是倒立的像，但离窗户越近，成的像好像是越大一些像。

——正立的像不能用光屏呈现，倒立的像可以在光屏上显现出来。

老师总结:

能够用光屏承接的像是实像，不能能够用光屏承接的像是虚像。

老师点拨：

对于以上现象你有什么疑问，你准备弄清楚什么问题？

——物体通过凸透镜成像有什么规律？

——物体通过凸透镜成的像跟物体离凸透镜的远近有什么关系？

——凸透镜和物体之间的距离远的时候成倒立缩小的像，距离大的时候成正立放大的像。

那么究竟多大距离成正立的像，多大距离成缩小的像？

【设计意图】通过引导学生交流实验体验，帮助学生建立凸透镜成像情景，明确物体、凸透镜、像、光屏等术语，为后面描述成像规律铺平了道路，引导学生发现并提出问题。

展示二：

启发猜想

老师点拨：

同学们提出的问题都很有价值，在问题中都认识到“物距变化是导致像变化的原因”，那么请同学们考虑：

怎样才能较为准确的描述物距的变化程度？

——可以用凸透镜的焦距为标准，拿物距跟焦距进行比较来说明物距变化的程度。

老师点拨：

同学们能否根据自己的体验，猜测一下成像的规律和物距变化之间的具体关系？

——当物距小于像距时，形成正立、放大像，当物距大于像距时，形成倒立缩小像。

【设计意图】通过引导学生根据观察到的现象对问题作出猜想，明确探究目标，为后面的设计实验和实验探究做好铺垫。

展示三：

探究方案

老师点拨：

怎样通过实验探究凸透镜成像规律，验证猜想？

——通过观察“改变物距时，像的变化情况”，分析归纳出凸透镜成像的规律。

——让物体分别在焦点以外和焦点以内时，观察凸透镜成像情况。

——课本上还有个2倍焦距，有什么作用？

是否也需要2倍焦距物距进行比较呢？

老师点拨：

最后这个想法，大家可以在实验中试试看。

如果是个特殊的点，我们就可以把探究物距大于焦距时的规律分成两种情况去探究：

一是物距大于焦距，小于2倍焦距；二是物距大于2倍焦距

【设计意图】重点引导学生的探究思路。

对于学生不明白为什么要跟2倍焦距比较，没有具体解释，只是提醒学生通过实验自己探索这个问题，为学生留下想象的空间，有助激发探究兴趣。

环节四实验探究1收集数据

1.先测出凸透镜的焦距为_________。

2．为了便于测量物距和像距应将凸透镜固定在光具座上。

引导学生用蜡烛和光具座做实验。

提醒学生注意：

为了便于观察成像的情况，在实验时要将凸透镜、光屏和蜡烛火焰的中心调在同一高度。

将点燃的蜡烛分别放在焦点以内或焦点以外，从光具座的刻度尺上读出来的物距和像距，以及观察到的成像情况：

像的放大、缩小或像的倒、正等记录在设计好的表格中。

凸透镜焦距f=__cm

实验次数

像放大或缩小

像的正、倒

物距u/cm

像距v/cm

1

缩小

2

缩小

3

放大

4

放大

3.用不同的透镜，重复以上步骤，看能否得出相同的结论。

环节五展示交流探究结论

老师启发：

根据你们的实验数据，可以得出什么结论？

——当物距大于2倍焦距时，成缩小、倒立的像；当物距大于焦距，小于2倍焦距时，成倒立放大的像；当物体位于凸透镜焦点以即物距小于焦距时，成正立放大的像。

——当物距大于像距时，成倒立缩小的实像；当物距小于像距时，成倒立放大的实像。

老师点拨：

物距等于像距时会怎样?

——物距等于像距时,成倒立等大的像。

——当物距小于焦距时，不能成像。

【设计意图】学生自主完成探究实验，教师只是起到引导组织的作用。

教师布置实验时，并没有面面俱到得把所有问题介绍给学生，而是重在引领学生得探究思路，有些实验中可能遇到得问题则留在巡回指导学生实验得过程中解决，给学生以更多的思维空间和操作空间。

环节六实验探究2观察虚像完善规律

老师点拨：

刚才有的同学说：

当物距小于焦距时，不能成像，下面我们都试试看，是否是这样？

——是的，把蜡烛放在焦点以内时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上看到蜡烛的像。

老师点拨：

请把光屏拿掉，然后从光屏一侧透过凸透镜看过去，又什么发现？

”

——看到一个放大的蜡烛。

老师点拨：

你看到的是蜡烛还是蜡烛的像？

——看到一个正立放大的蜡烛的像。

老师提问：

这是个实像吗？

教师引导：

“如果是实像，在成像处放一个光屏，光屏上就会呈现出像来，试一试！

”

学生实验后，教师组织引导学生对本次实验探究的结论进行梳理总结，完成了这次科学探究之旅。

【设计意图】对于物体通过凸透镜成虚像的问题，教师侧重于让学生体验正立放大的虚像，而没有设计更多的探究过程。

这是因为一方面学生受凸透镜成实像的影响，不容易意识到会在凸透镜的物体一侧成像，另一方面，这部分也不是重点，故予以适当简化，让学生知道其成像规律就可以了。

教有所思

本节课整体上以预习过程中的体验性实验活动为基础，引起对凸透镜成像现象的关注思考，进而发现并提出问题，依据实验体验对凸透镜成像规律提出猜测、制定探究计划，这样的设计顺应了学生的思维过程，符合学生的思维水平，有效降低了学生合作探究的困难。

同时，与平常一般教学中不同，本设计中对凸透镜成像规律的探讨不是一次到位，而是先由比较直观的物距和像距来切入实验，然后再经过对数据的深入分析比较得出凸透镜成像的规律，真正实现了自主探究。