探究凸透鏡成像的規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)思路李學(xué)才一、在教材中的地位和作用本節(jié)內(nèi)容是本章的核心，它是學(xué)生在學(xué)習(xí)第 2 節(jié)“生活中的透鏡”，對(duì)生活中常用的透鏡及對(duì)其成像情況獲得豐富、具體的感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，帶著問題，用探究的方法研究本節(jié)的內(nèi)容。 本節(jié)的主要內(nèi)容， 就是讓學(xué)生通過科學(xué)探究的活動(dòng)，找出凸透鏡成像的規(guī)律， 使學(xué)生在全過程中自主探究， 體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，從而激發(fā)學(xué)生探究成像規(guī)律的興趣， 使學(xué)生能夠體驗(yàn)科學(xué)探究的過程與方法。新教材以探究凸透鏡成像情況與物距關(guān)系有關(guān)為主線，安排了學(xué)生“提出問題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析與結(jié)論”等教學(xué)過程，讓學(xué)生經(jīng)歷產(chǎn)生興趣、發(fā)現(xiàn)問題、激發(fā)矛盾、進(jìn)一步解決問題的過程。 很好地體現(xiàn)了新教材讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)的形成、 發(fā)展過程中， 主動(dòng)獲取知識(shí)的精神。 為了降低學(xué)生理解凸透鏡成像規(guī)律的難度，教材明確提出了實(shí)驗(yàn)時(shí)物體離凸透鏡的距離分別為： u>2f 、 f<u<2f 、 u<f ，同時(shí)給出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟；在得出凸透鏡成像規(guī)律的結(jié)論時(shí)以提問的形式得出；教材這樣處理，著重于學(xué)生的實(shí)際情況，降低探究的難度，這樣更加有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣，有利于探究的目的性，做到有的放矢。 “想想議議”欄目讓學(xué)生思考凸透鏡成放大實(shí)像和縮小的實(shí)像，物距與像距的大小關(guān)系這樣加深學(xué)生對(duì)凸透鏡規(guī)律， 又讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)， 分析生活中的透鏡的成像原理。教材這樣處理，體現(xiàn)了課標(biāo)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的思想。二、學(xué)生情況分析初中二年級(jí)的學(xué)生對(duì)于凸透鏡不太了解，對(duì)凸透鏡的成像規(guī)律知道的就更少。第二節(jié)“生活中的透鏡”，介紹了照相機(jī)、投影儀、放大鏡三種光學(xué)儀器，通過這些光學(xué)儀器的成像實(shí)例使學(xué)生建立凸透鏡成像概念，同時(shí)通過前一節(jié)課的教學(xué)使學(xué)生明確了什么是凸透鏡所成的像、凸透鏡所成的像有什么特點(diǎn)、 什么是物距、什么是像距等物理概念。通過前面所學(xué)的內(nèi)容， 學(xué)生已經(jīng)能區(qū)分實(shí)像和虛像， 同時(shí)也具備了利用刻度尺讀取數(shù)據(jù)的能力。學(xué)生對(duì)于蠟燭的使用非常熟練。學(xué)生已具備了一定的觀察、實(shí)驗(yàn)和分析歸納能力， 對(duì)探索凸透鏡成像規(guī)律有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲， 實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生興趣的最好方法，通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能，去探究、交流和思考，完成對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識(shí)。三、教學(xué)目標(biāo)1 知識(shí)與技能理解凸透鏡成像規(guī)律。知道凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件。2 過程與方法能在探究活動(dòng)中，初步獲得提出問題的能力。通過探究凸透鏡成像規(guī)律的過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的主要過程與方法。學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。 學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中總結(jié)歸納科學(xué)規(guī)律的方法。3 情感態(tài)度與價(jià)值觀樂于參與觀察、實(shí)驗(yàn)、制作等科學(xué)實(shí)踐。通過探究活動(dòng)， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 培養(yǎng)學(xué)生具有對(duì)科學(xué)的求知欲， 樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，勇于探究日常生活中的物理學(xué)規(guī)律。四、教材重點(diǎn)分析：1、探究凸透鏡成像規(guī)律的探究過程。因?yàn)檫@是學(xué)生在物理課上經(jīng)歷的第二次探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)于科學(xué)探究的全過程缺乏經(jīng)驗(yàn)，因而把它作為重點(diǎn)。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析和通過數(shù)據(jù)分析歸納得到結(jié)論五、教材難點(diǎn)分析： 放在科學(xué)探究中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析上， 對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生處于起步階段， 記錄數(shù)據(jù)后， 分析這些數(shù)據(jù)歸納得到結(jié)論， 是學(xué)生比較陌生的，因而此處確定為難點(diǎn)。六、教法及教學(xué)準(zhǔn)備觀察和實(shí)驗(yàn)是學(xué)生認(rèn)識(shí)物理世界，獲取物理知識(shí)的重要途徑， 是發(fā)展學(xué)生智力的前提條件；根據(jù)這節(jié)教材的特點(diǎn)和要求，在凸透鏡成像規(guī)律研究的教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、 分析問題的能力， 以及總結(jié)規(guī)律的能力， 最好采取分組實(shí)驗(yàn)（可以根據(jù)各個(gè)學(xué)校的具體情況，如實(shí)驗(yàn)器材的多少， 學(xué)生人數(shù)的多少等，分成若干組），才能達(dá)到較好的目的。教具準(zhǔn)備：光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴。電腦及投影七、教學(xué)思想及理念學(xué)生是課堂的主體， 課堂是真實(shí)的生活。 教學(xué)應(yīng)以人為本， 注重學(xué)生的發(fā)展。故本課設(shè)計(jì)時(shí)破除以往物理教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳承的習(xí)慣，以學(xué)生的活動(dòng)為主，讓學(xué)生在活動(dòng)中經(jīng)歷探究過程， 在活動(dòng)中接受物理知識(shí)， 在活動(dòng)中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和交流的能力。學(xué)生是有情感的個(gè)體，教學(xué)中應(yīng)關(guān)注每一個(gè)學(xué)生，關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的情感，讓學(xué)生在該課中體會(huì)到老師真心的關(guān)注，體會(huì)到老師的愛， 從而學(xué)會(huì)用所學(xué)的物理知識(shí)為別人奉獻(xiàn)愛。 同時(shí)在師生共同營造的和諧、民主的活動(dòng)氛圍中， 學(xué)生感受到知識(shí)的美好和力量，增加學(xué)習(xí)的信心，并能使學(xué)生獲得積極、愉快、成功的體驗(yàn)，為學(xué)生今后的成功人生打下基礎(chǔ).八、教學(xué)設(shè)計(jì)及重難點(diǎn)突破思路（一）引入課題：由第二節(jié)凸透鏡的應(yīng)用三個(gè)應(yīng)用，提出問題： 1 照相機(jī)能成什么樣的像？投影儀能成什么樣像？放大鏡能成什么樣像？媒體出示相應(yīng)的圖片，學(xué)生回答，不僅直到鞏固復(fù)習(xí)前面知識(shí)的目的， 而且可以得出一個(gè)結(jié)論：不同的凸透鏡能成不同的像。（二）提出問題： 凸透鏡成的像的虛實(shí)、大小、倒正跟物距 有什么關(guān)系？（三）猜想：觀察投影儀、照相機(jī)和放大鏡成像的同相點(diǎn)及不同點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)像的大小、倒正和虛實(shí)分析并做出其 與物距或者像距大小關(guān)系有關(guān) 的猜想與假設(shè)（四）設(shè)計(jì)制定實(shí)驗(yàn)方案：1、在制定具體的實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，考慮到學(xué)生從未接觸過光具座，教師先展示器材介紹構(gòu)造（投影或出示實(shí)物） ，再示范調(diào)節(jié)透鏡和光屏的高度；此時(shí)提出五個(gè)問題讓學(xué)生思考：如何測量所給凸透鏡的焦距？學(xué)生通過閱讀課文， 掌握測焦距的方法； 同時(shí)知道在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中所用凸透鏡的焦距的大致范圍。怎樣才能使所成的像在光屏的中央？沒在中央如何調(diào)節(jié)？怎樣在光屏上成清晰的像？怎樣觀察虛像？如何測物距和像距？2、在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生觀察物、鏡不動(dòng)，光屏前后移動(dòng)時(shí)，光屏上所成像會(huì)變模糊，通過觀察學(xué)生感悟到物鏡一定時(shí)， 清晰像的位置是一定的，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)做好鋪墊，教師再示范光屏上成清晰像的操作要領(lǐng)。3、對(duì)于如何觀察虛像，可以示范當(dāng)物由遠(yuǎn)及近靠近凸透鏡時(shí)，光屏無論怎樣移動(dòng)都不成像，這時(shí)把眼放在光屏這一側(cè)，透過凸透鏡觀察蠟燭，成虛像，與用放大鏡觀察物體相同。此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖是： 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及養(yǎng)成積極思維、解決實(shí)際問題的能力。同時(shí)去除實(shí)驗(yàn)中可能影響學(xué)生探究的干擾因素，讓學(xué)生有更多的時(shí)間完成探究實(shí)驗(yàn)。4、根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材和相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作要領(lǐng)，學(xué)生通過閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，組織學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：經(jīng)過展示和討論確定實(shí)驗(yàn)方案后， 把學(xué)生分為三大組， 給各大組焦距不同的透鏡，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察成縮小倒立像、放大倒立像、正立放大像時(shí)的物距和像距。數(shù)據(jù)記錄在教材上相應(yīng)的表格中。凸透鏡焦距 fcm實(shí)驗(yàn)物距與焦物距像的性質(zhì)像距實(shí)驗(yàn)者次數(shù)距的關(guān)系u/cmv/cm姓名實(shí)虛大小正倒u>2fu>2f2f>u>f2f>u>fu<fu<f5、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，教師巡視，輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。（五）分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)后，各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入Excel 表格進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的處理（投影） ，現(xiàn)以四組過去學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，通過對(duì)表格中物距排序的處理， 使學(xué)生很明顯的 發(fā)現(xiàn)放大、縮小的分界點(diǎn)及虛實(shí)像的分界點(diǎn)，此時(shí)教師再說出凸透鏡的焦距是10 厘米，讓學(xué)生歸納出物在什么范圍內(nèi)，凸透鏡成什么像，學(xué)生自然會(huì)把10 厘米、 20 厘米作為分界點(diǎn)，這時(shí)實(shí)驗(yàn)中使用凸透鏡焦距為 5 厘米的學(xué)生們會(huì)不認(rèn)可這一結(jié)論，學(xué)生們會(huì)建議再處理另一大組的數(shù)據(jù)，結(jié)果找到的分界點(diǎn)是5cm和 10 cm，根據(jù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)學(xué)生思考，透鏡不同，焦距不同，所以分界點(diǎn)不同， 進(jìn)而由學(xué)生歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)主要是因?yàn)閷W(xué)生雖然能夠通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析找到兩個(gè)分界點(diǎn)，但如何從數(shù)據(jù)中分析出成像的性質(zhì)與焦距有關(guān)， 對(duì)于學(xué)生來說是比較困難的， 通過教師的引導(dǎo)對(duì)比不同大組的數(shù)據(jù)找到與焦距的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生分析歸納的能力， 同時(shí)也讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究帶給他們的成功與快樂。2、用電腦投影 FLASH動(dòng)畫，進(jìn)上步理解和驗(yàn)證凸透鏡成像的規(guī)律： （用口訣出示，便于學(xué)生記憶）分界點(diǎn)： 一倍焦距分虛實(shí)， 二倍焦距分大小；實(shí)像的位置：物在 外（二倍焦距以外）、像在間（焦距與二倍焦距之間） ；物在間、像在 外。實(shí)像的變化：物 近像遠(yuǎn)像變大。歸納出凸透鏡成像的規(guī)律后， 針對(duì)物體在一倍焦距處、 物體在兩倍焦距處成什么像，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理。 物距大于 2f 成放大的像，小于 2f 成縮小的像，則 2f 處成等大的像。此環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)使得學(xué)生探究出的凸透鏡成像規(guī)律更加完整。（六）知識(shí)鞏固過手練習(xí)1、用凸透鏡正對(duì)著太陽，發(fā)現(xiàn)在凸透鏡的另一側(cè)10cm處的光屏上得到一個(gè)亮點(diǎn)，尋那么將點(diǎn)燃的蠟燭放在位于凸透鏡前15cm處時(shí)，光屏上得到的像是（ D ）A、正立放大的像 B 、正立縮小的像C、倒立縮小的像 D、倒立放大的像2、某物體放在離凸透鏡20cm處，無論怎樣移動(dòng)光屏，光屏上始終得不到像，則該凸透鏡的焦距可能是（A）A、30 cmB、15 cmC、10 cmD、5cm3如果要使透鏡 15cm處的光屏上得到物體的清晰、縮小的實(shí)像，測應(yīng)選擇的凸透鏡的焦距為（）A 5cm B 10cm C15cm D 20cm4一個(gè)焦距是 10cm的凸透鏡，當(dāng)物體從離透鏡20cm處逐漸移向 30cm處的過程中（）A像逐漸變大，像距逐漸變小B像逐漸變小，像距逐漸變大C像逐漸變大，像距逐漸變大D像逐漸變小，像距逐漸變小5在凸透鏡前有一個(gè)物體，當(dāng)它沿主光軸向透鏡方向移動(dòng)30cm，它對(duì)應(yīng)的像卻遠(yuǎn)離透鏡移動(dòng)了10cm，那么（）A物體可能在離透鏡1 倍焦距內(nèi)移動(dòng)B物體一定在離透鏡2 倍焦距外移動(dòng)C物體一定在離透鏡2 倍焦距與焦點(diǎn)間移動(dòng)D以上說法都有道理6、從實(shí)驗(yàn)得知凸透鏡可以成倒立放大、倒立縮小的實(shí)像那么它能否成倒立等大的實(shí)像呢？如果能，你預(yù)測可能在哪里？你能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證你的想法嗎？7、小明同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，不小心用書本擋住了部分凸透鏡，你認(rèn)為此時(shí)在光屏上所成的像是一半呢還是完整的？你準(zhǔn)備如何驗(yàn)證你的想法呢？8、找一個(gè)圓柱形的玻璃瓶，里面裝滿水。把一支鉛筆水平地放在水瓶的一側(cè)，透過水瓶，可以看到那支鉛筆。把筆由靠近水瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢地移動(dòng)，透過水瓶你可以看到一個(gè)有趣的現(xiàn)象。動(dòng)手做做，看看與前面用凸透鏡的做的實(shí)驗(yàn)相比，有什么共同之處？有什么不同？