初二物理实验案例分析：探究凸透镜成像。

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初二物理实验案例分析：探究凸透镜成像

一、教学目标1、知识与技能(1)知道什么是凸透镜，以及凸透镜对光线的会聚作用。(2)知道凸透镜的光心、焦点、焦距和主光轴。(3)在实验中进一步理解虚像和实像的含义。(4)通过探究性实验得出凸透镜成像的规律。2、过程与方法(1)培养学生的观察能力。(2)通过学生自己制定实验计划，进行实验操作和总结实验规律，培养了学生实验能力和分析问题解决问题的能力，以及组织协调能力。3、情感、态度和价值观(1)通过探究凸透镜成像规律的实验，有意识的渗透辩证唯物主义观点。(2)在探究凸透镜成像规律的实验中，培养对科学的求知欲，有主动与他人合作交流的精神。(3)通过介绍我国古代劳动人民利用冰透镜对准太阳光取火的事例，对学生进行爱国主义教育和民族自豪感的教育。二、教学重点和难点1、重点：凸透镜对光线的会聚作用和它的成像规律是本节的重点。2、难点：学生用实验探究凸透镜成像规律是本节教学的难点。三、教学内容分析本节选自义务教育教科书《物理》八年级下册第六章第二节，是初中物理光学的重要内容，凸透镜成像是八年级物理知识的重点，本节学习凸透镜成像原理，它又是进一步学习眼睛成像和照相机等仪器原理的基础，是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一体的课。四、学生分析通过上节课的学习，学生已经知道了凸透镜对光的会聚作用。但由于学生的认知能力还比较低，对知识的归纳概括以及迁移能力还不强。所以要把折射规律和凸透镜成像联系起来还比较困难。对于凸透镜也仅仅知道它叫放大镜，能把物体放大，但对凸透镜能成缩小实像和放大实像他们是知之甚少的。五、教具准备1、不同焦距的凸透镜(f=5cm和f=10cm);光具座;蜡烛;光屏;平行光源。2、多媒体课件。

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探究凸透镜成像的规律

●〇教材分析

本节内容是本章的核心，它是学生在学习第2节“生活中的透镜”，对生活中常用的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究本节的内容。本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主探究，体验科学探究的全过程，从而激发学生探究成像规律的兴趣，使学生能够体验科学探究的过程与方法。新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系有关为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与结论”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程。很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神。为了降低学生理解凸透镜成像规律的难度，这次再版的人教版新教材把另一个难点实像和虚像放到了“生活中的透镜”中，相对于第1版来说，这次教材明确提出了实验时物体离凸透镜的距离分别为：u2f、fu2f、uf，同时给出了详细的实验步骤；在得出凸透镜成像规律的结论时以提问的形式得出；教材这样处理，着重于学生的实际情况，降低探究的难度，这样更加有利于学生的学习的兴趣，有利于探究的目的性，做到有的放矢。“想想议议”栏目让学生思考凸透镜成放大实像和缩小的实像，物距与像距的大小关系．这样加深学生对凸透镜规律，又让学生运用所学知识，分析生活中的透镜的成像原理。教材这样处理，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想。<><><>

●〇教法分析

本节课是初中学生在物理学习过程中第一次进行全过程探究，本节课需要两个课时（每课时40分钟），第1课时重点在于培养学生猜想能力与设计实验的能力，学生猜想时一般不懂怎样去猜想，有时猜想与提出的问题毫无关联，所以我们关键应该引导学生怎样去猜想，在教学中创设合理猜想情景，并且引导学生知道猜想要有猜想的理由，不能胡乱猜想。设计实验是探究的一个重要环节，所以我们要引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么？第二课时的重点放在培养学生对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行简单的比较，分析它们的相同点与不同点，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，这样让学生经历从物理现象和实验归纳科学规律的过程，培养了学生的处理信息的能力、分析概括的能力，从而提高了学生的科学素养。

●〇教学目标

↘知识与技能

①理解凸透镜成像规律。

②知道凸透镜成放大、缩小实像和虚的条件。

↘过程与方法

①能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。

②通过探究凸透镜成像规律的过程，体验科学探究的主要过程与方法。

③学习从物理现象中归纳科学规律的方法。学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。

↘情感态度与价值观

①乐于参与观察、实验、制作等科学实践。

②通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生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，勇于探究日常生活中的物理学规律。

●〇教学重点与难点

重点

①对凸透镜成像规律的理解和认识。

②组织指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。

难点

①指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系。

②组织、指导学生完成探究凸透镜规律的实验。

●〇教学过程

■教学过程

■教师活动

■学生活动

■设计意图

新课导入

（第1课时）

（3分钟）

根据上节课生活中的透镜提出利用什么光学元件成像和成像有什么差异的问题，再由凸透镜成像的差异引入新课。

回忆生活中的透镜成像情况并回答问题，并产生凸透镜有什么规律的想法，从而激发探究的兴趣。

创设问题情景，从生活走向物理，使学生对凸透镜成像规律产生科学探究的兴趣。

新课导学

提出问题

猜想

设计实验

进行实验

分析和论证

（第2课时）

照相机、投影仪和放大镜都有凸透镜，但有大小、倒正和虚实的差异，通过引导学生由凸透镜成像的差异提出凸透镜成像的大小、倒正与物距有什么关系。

继续观察投影仪、照相机和放大镜成像的同相点及不同点，引导学生针对像的大小、倒正和虚实分析并做出其与物距或者像距大小关系有关的猜想与假设，同时板书。

指导学生要检验猜想是否正确需要实验，提出实验是探究物理知识最基本的一种方法。

给出器材，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。

指导学生阅读教材P66，明确实验观察什么、测量什么和记录的数据以及实验的主要步骤及过程。

演示：根据学生的实验方法补充说明实验操作步骤、注意事项，如：蜡烛、凸透镜、光屏的摆放位置。

根据猜想，实验时先改变物距，由大到小进行几次实验。

并提醒学生怎样观察像；怎样记录物距、像距；注意分工合作。

教师巡视，对学生的探究过程进行指导，及时对学生探究过程中出现的问题进行指导，并鼓励最先完成实验的学生填写黑板的数据．（见附表）

教师事先画好表格，指导学生根据实验现象及数据思考得到什么结论，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并让学生以书面或口头形式表达自己的观点。

学生观察投影仪、照相机和放大镜的成像情景，从而提出问题。

学生讨论、观察投影仪、照相机和放大镜成像情况，做出猜想与假设。

学生阅读、讨论、作答，举手发言。其他同学评估、改进实验方法。明确实验目的。

回顾凸透镜焦距测量的方法，并让两位学生测出本节课凸透镜的焦距．

分二人小组实验，观察记录，思考猜想是否正确。

实验、记录、思考、作答。

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：

当u2f时，成倒立、缩小的实验像；

当fu2f是时，成倒立、放大的实像．

当uf时，成正立放大的虚像；

成实像时，物距变小时，像距变大，像也变大。

创设问题情景，培养学生由生活现象发现问题、提出问题的能力。

学生猜想有多种多样，有正确的，也有不正确的猜想，但需给予肯定与鼓励。教师可以创设适当的猜想情景，引导学生猜想，并明确猜想的理由是什么，同时，教师板书学生猜想，体现学生主体地位。

培养学生科学的能力及精神。

培养交流合作精神、制订计划能力、创造能力、表达能力、评估能力、勇于发表见解的意识。

教师指导、让动手能力较强的学生示范实验过程，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。起到教师的引导作用。

培养动手能力、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、创造意识。激励学生的自我表现意识与成功感。

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。

归纳小结

请学生小结本节课的收获，教师同时用Flash动画展示凸透镜成像规律．Flash动画下载地址：

http：//flash．9d．ng．c．m/s．ftd．wn
/33/517K_swf_36-10852．swf

从知识、方法、有什么体会方面小结，并观看动画进一步理解凸透镜成像的规律。

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。利用Flash动画提高了学生的学习兴趣，同时体现的新技术在教学中的运用。

●〇教学反思

本节课的教学活动给学生一个全新的体验，学生活动进行热热闹闹，但我们一定要注意，要达成本节课的教学目标，结合凸透镜成像规律的特点的探究，通过培养学生对实验数据的分析和论证的能力，使学生得到从感性认识到理性认识的飞跃．让学生亲身体验在不断发现问题和提出问题的过程中逐步完善和升华，深化对凸透镜成像规律的认识，从而用实验探究的方法来得出凸透镜成像规律的特点，使学生进一步理解照相机、投影仪和放大镜的原理。

附表：

凸透镜焦距f＝cm

实验次数

物距与焦距的关系

物距u/cm

像的性质

像距v/cm

实验者

姓名

实虚

大小

正倒

第1次

u2f

2fuf

uf

第2次

u2f

2fuf

uf

探究凸透镜成像规律

初中物理教学案

探究凸透镜成像的规律（八年级物理：第三章第三节）

课型：新授课设计人：

教学目的、任务要求:

1、知识与技能：理解凸透镜成像规律；

2、过程与方法：经历完整的探究过程。

3、情感态度与价值观：体验科学探究的过程与方法。

教学重点：理解凸透镜成像规律

教学过程：

一、回顾与预习：

和学生一起复习照相机，投影仪、放大镜成像情况。

思考：是什么原因影响了凸透镜所成的像？

学生猜想……（引导“可能与距离有关）

二、探究新知：

1、有关概念：

物距：物体到透镜的距离，用U表示。

像距：像到透镜的距离，用V表示。

焦距：用f表示

2倍焦距：用2f表示

注意事项：蜡烛、透镜、光屏的中心在同一高度。调节光屏找出最清晰的像。

结果：距离不同成的像不同？像与距离有什么关系？

2、学生试验：试验过程如课本示

（1）要找出放大、缩小的区域（2）要找出倒立、正立的区域

（3）要找出不成像的区域。（4）试验结果填入课本表格，并进行总结

3、凸透镜成像的规律

4、凸透镜成像的原理：

FFFF

(作图法)

三、当堂训练与检测：

1．在图中的凸透镜焦距为15cm，则烛焰到凸透镜的距离应大于_____cm，其像的位置在_______cm与_______cm之间，此像是______、______的_____像．

物距u

像的特点像距v

正立或倒立放大或缩小虚像或实像

u2f

u=2f

fu2f

uf

u=f

2．照相机的镜头相当于一个________镜，胶卷相当于________．若镜头的焦距为，则相机中的胶卷应放在_______cm与_______cm之间的位置．

3．在“研究凸透镜成缩小实像”的实验中，用粉笔在桌面上画一直线，在直线上依次放置_____、______和_______，并使三者的中心大致在_______．这样做的目的是______．

4．在研究“凸透镜成像规律”的实验时，应使烛焰，透镜和光屏的中心大约在____．凸透镜焦距为5cm，通过调节，使光屏上出现缩小的烛焰清晰的像，这时蜡烛到透镜的距离应是______．

5．如图所示，蜡烛的烛焰在凸透镜的右侧光屏上成一个倒立、缩小的像，图中O点是凸透镜的中心，A、B、C、D四个点中有一点是凸透镜的焦点，且，根据成像情况可知，______点是凸透镜的焦点．

6．做“研究凸透镜成像”的实验中，发现烛焰的像在屏的下边缘处，如果不改变烛焰及屏的位置，只移动透镜，使像移到屏的中央，那么应将凸透镜_______移动．（选填（“向下”或“向上”）

7、观察凸透镜成像的实验中，在距凸透镜15cm的光屏上得到一个清晰的，与物体等大的像，则该凸透镜的焦距为cm。

8、物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像，下列哪个光学仪器应用了这种成像原理

A.照相机B.放大镜C.幻灯机D.汽车后视镜

9、小明在探究凸透镜成像规律时，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在a、b、c、d四点并分别调整光屏的位置，如图2所示，探究后他总结出下列说法。其中正确的是

A．照像机是利用蜡烛放在a点的成像特点制成的

B．放大镜是利用蜡烛放在b点的成像特点制成的

C．幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的

D．蜡烛放在b点成的像比它放在c点成的像大

10．要在光屏上得到跟物体一样大小的像，下列元件中应选用

A．平面镜B．凸透镜C．凸面镜D．凹透镜

凸透镜成像

第5节科学探究：凸透镜成像
(两课时)
一、目标要求[
1.知识与技能
了解透镜的种类。
了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
探究并知道凸透镜成像的规律。
了解透镜在投影仪中的应用。
2.过程与方法
能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。
通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。
学习从物理现象中归纳科学规律的方法。[
3.情感、态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和生活中的物理道理。
初步建立将科学技术应用于实际的意识。
二、重点与难点
本节教学的重点是探究凸透镜成像的规律，这也是教学的难点。
三、教学过程

第一课时认识透镜
(一)谈话导入:
(二)新授:
1.凸透镜和凹透镜认识:
①先让学生观察眼镜镜片，看看近视镜片和远视镜片有什么不同，然后学生出示各种各样的透镜：有的中间厚边缘薄，有的中间薄边缘厚，并画出板图如课本图3．1－1所示。再说明透镜是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。?②照课本图3．1－2简单介绍一下透镜的主光轴和光心。对于光心，让学生知道大致在透镜的中心处即可。??
2.想想做做
做课本图3．1－3的实验来研究凸透镜对光的会聚作用。可让学生分组做，最好人人动手，以增加学生的体验，要使学生对凸透镜这种重要的光学元件对光的作用了解得充分一些。这个实验，可以在阳光下做，也可用平行光源（可用手电筒代替，但距凸透镜要远些）做，还可利用平行光源、光具盘和凸透镜演示。实验时，可以量出焦距。?
用凹透镜代替凸透镜实验，可以说明凹透镜不能使平行光线会聚，对光有发散作用。?3.焦点和焦距
根据实验现象画出板图如课本图3．1－4所示。介绍凸透镜的焦点、焦距，并在板图上用符号标出。?对于学习基础好的学生，还可以进一步说明：?
①凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的；?
②焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折得厉害）；?
③凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。??
(三)课堂小结,作业.
1、拿两块透镜让学生测出焦距。这个问题已经在“想想做做”的栏目中做过了，这里让再做一遍，是让学生加深印象，同时让他们知道，不同的透镜焦距是不同的。?
2、焦距短的透镜偏折得更多些。?
3、把小灯泡放在凸透镜的焦点上，小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光。这里利用了前面学过的光路可逆性。?