[八年級物理上]第5節科學探究：凸透鏡成像

時間：2023-05-01 09:30:01 物理教案我要投稿

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第5節科學探究：凸透鏡成像

[八年級物理上]第5節科學探究：凸透鏡成像

一、本節三維目標要求

1.知識與技能

· 了解透鏡的種類。

· 了解透鏡的焦點、焦距，認識凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發散作用。

· 探究并知道凸透鏡成像的規律。

· 了解透鏡在投影儀中的應用。

2.過程與方法

· 能在探究活動中，初步獲得提出問題的能力。

· 通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。

· 學習從物理現象中歸納科學規律的方法。

3.情感、態度與價值觀

· 具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和生活中的物理道理。

· 初步建立將科學技術應用于實際的意識。

二、重點與難點

本節教學的重點是探究凸透鏡成像的規律，這也是教學的難點。

三、教學實施建議

（一）教學過程

本節分為兩個教學板塊：（1）了解透鏡的種類，認識凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發散作用。（2）探究凸透鏡成像的規律，了解凸透鏡的一些應用。本節內容較多，分兩個課時完成。

1.實驗探究過程設計

（1）認識透鏡

這部分教學需要1個課時。

教材從學生較為熟悉的凡爾納小說入手，介紹了透鏡的種類。并通過“博士”用冰取火的描述，引入了焦點和焦距的概念。需要強調，教材中將焦點定義為平行光能量的聚集點，突出了焦點的實質。如果陽光充足，應該組織學生到教室外，找一找透鏡的焦點，實際測一測凸透鏡的焦距，經歷焦點和焦距概念的建立過程。

用冰取火的故事有很多版本，介紹中國古代的“冰燧取火”，有利于增強學生的民族自信心。

“透鏡對光的作用”的演示實驗設計很巧妙，特別是用手電筒產生平行光，通過煙霧來顯示光路，把光束立體化，能夠從前后左右不同方向，三維顯示透鏡對光束的作用。對實驗進行總結，得出“凸透鏡對光有會聚作用；凹透鏡對光有發散作用”的結論。

這個具體形象的全景演示實驗，有利于培養學生的空間想象力，為學生認識凸透鏡成像留下了形象思維與邏輯思維的實物基礎。在這個實驗的基礎上，老師應引導學生將光束抽象成光線，用圖4-5-5來描述透鏡對光的作用。

對凸透鏡成像的原理，教學中不要求深入介紹，對主光軸、光心等概念也無需定義。只要求通過對圖4-5-6的分析，知道透鏡成像是由透鏡折射光線形成的。

（2）探究凸透鏡成像的規律

完成這個探究需要1個課時。

關于凸透鏡的成像規律，既有過程性要求，又有終結性要求，即學生要經歷實驗探究的學習過程，同時也要知道這個規律，并了解這個規律在實際中的應用。

這是一個有明確步驟的指導型探究，實驗的步驟較詳細，實驗過程的指導較為具體，要讓學生體驗科學探究的全過程，在探究過程中培養科學研究方法，形成正確的結論。

圖4-5-1 明亮的窗戶在紙上成的像

2.實驗探究中應注意幾點：

（1）對“凸透鏡成像的規律”的探究課題是在一定情境中提出的，教材中的情景只是其中的一個方案，老師亦可以在教室里讓學生觀察明亮的窗戶在紙上成的像（圖4-5-1），學生即席就可以做此實驗，這是學生事先不容易想到的，會激起學生很大興趣，適時引導學生討論，提出問題，猜想和假設，經歷提出問題和猜想的過程。

（2）實驗前應使學生明白用什么實驗裝置和怎樣去研究，做好探究計劃。進行實驗，探究規律的過程，是以旁批里的提示為路標的指導下進行的。在收集數據中，提示1指出，實驗數據應分三個范圍采集，每個范圍至少有兩組數據。提示2中，對實像、虛像從能量角度進行了詮釋。對虛像的認識，可能有一定難度，老師可以結合平面鏡所成的虛像來理解。完成實驗數據的采集活動后，可引導學生作初步總結。因涉及像的虛實、大小和倒正，頭緒較多，現象紛繁，學生不易梳理清楚。應允許學生的總結片面、不完整。

（3）在探究活動的最后，教材要求學生將蠟燭從很遠的地方逐漸向凸透鏡靠近，觀察這個過程中像的變化。這個過程，不是對前面實驗的簡單重復，突出了從局部到整體、從靜態到動態的認識過程，給學生一個動態的、全景式的圖景。在此，老師要引導學生注意過程中像變化的兩個分界點：蠟燭放在2倍焦距處和1倍焦距處。

圖4-5-2

將蠟燭放在2倍焦距處，像是怎樣的？老師要引導學生通過推理來分析，突出理性思維的作用。

（4）對透鏡成像的應用，教材有意識地介紹了學生發明的手電筒投影儀。在“家庭實驗室”，讓學生制作了“有凸透鏡的照相機”。要鼓勵學生應用所學知識進行小發明、小制作，培養學生的創造能力。

（二）材料準備與實驗設計

1.實驗材料準備

本節教學需要準備的材料如下：凸透鏡、凹透鏡、蠟燭、光屏、燒杯、手電筒等。

2.實驗設計

（1）演示透鏡對光的作用：

在J2501型光具盤上分別懸掛凸透鏡和凹透鏡，調整平行光源發出的5條細光束，使中央一條光束和透鏡的主光軸重合，可觀察透鏡對光束的作用。

（2）用光具座探究凸透鏡的成像規律：

將光源、1字屏、凸透鏡、毛玻璃屏依次固定在滑塊上，用學生電源給平行光源供12伏電壓。調整光源和光具的高度，使它們中心等高。分別移動光源和光屏，使屏上成清晰的像。