探究凸透鏡成像規(guī)律教學設計本節(jié)內(nèi)容是本章的核心，它是在學生對生活中常用的透鏡及其成像情況，獲得豐富、具體的感性認識的基礎上，帶著問題，用探究的方法研究的內(nèi)容。本節(jié)的主要內(nèi)容，就是讓學生通過科學探究的活動，找出凸透鏡成像的規(guī)律。使學生在全過程中自主研究，體驗科學探究的全過程，從而培養(yǎng)科學研究方法，得出清晰的凸透鏡成像規(guī)律。同時還培養(yǎng)了學生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、分析歸納、動手、創(chuàng)造等多方面能力，以及培養(yǎng)了對科學的求知欲，樂于探究的科學態(tài)度。【教學目標】知識與技能1理解凸透鏡的成像規(guī)律，知道凸透鏡所成像的虛實、倒正、大小與發(fā)光體位置的關系。2. 了解實像和虛像的區(qū)別。過程與方法1能在探究實踐中，初步獲得提出問題的能力。2通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。3學習采集物理實驗數(shù)據(jù)，通過對比分析，歸納出科學規(guī)律的方法。情感、態(tài)度與價值觀1具有對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理，勇于探究日常用品中的物理學原理。2樂于參與觀察、實驗、制作等科學實踐。【教學重點】1理解凸透鏡成像規(guī)律。2使學生初步了解科學探究的方法。【教學難點】根據(jù)猜想設計凸透鏡成像規(guī)律的實驗、實驗數(shù)據(jù)的分析、實像和虛像的認識【教學準備】多媒體；教師和學生用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴。【教學時數(shù)】兩課時。第一課時完成問題的提出、猜想和假設、制定計劃和設計實驗；第二課時組織學生開展探究活動、并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)引導學生得出凸透鏡成像的規(guī)律，再做適當?shù)膽镁毩暫头答仭！窘虒W設計】第一課時創(chuàng)設情景，引入新課提出問題請同學們做這樣一組小實驗：（課件出示做法兩個同學配合，一人手拿一本書，另一人用凸透鏡先近距離的看書上的字，再逐漸增大凸透鏡到書面的距離，仔細辨別你看到的字的變化，并描述它。每人手持一個凸透鏡，取一張白紙，將凸透鏡遠在白紙和窗戶之間移動，注意觀察紙上出現(xiàn)的現(xiàn)象）你看到了什么？請將你看到的現(xiàn)象記錄在學案上。（用凸透鏡近距離看，看到的字是正立、放大的；增大凸透鏡到書面的距離，依次看到字先變大，然后逐漸模糊，之后看不見字，然后又看到的字是倒立、放大的，之后，看到的字逐漸一直變小。紙上出現(xiàn)窗外景物倒立、縮小的實像）同學們再回憶一下，生活中我們通常使用的照相機，課上也經(jīng)常使用投影儀，它們的里面都有凸透鏡，放大鏡本身就是凸透鏡，它們都是利用凸透鏡使物體成像。我們已經(jīng)注意到，照相機所成的像比物體（被照的人、景物）小，而投影儀所成的像比物體（投影片上的圖案）大。我們還注意到，照相機、投影儀所成的像都是倒立的（例如人站立的時候頭在上面，而所成的像的頭在下面），但是放大鏡所成的像是正立的。（課件演示照相機、投影儀和放大鏡成像的動畫或圖片）同樣是凸透鏡，所成的像卻有如此大的差別。相信大家一定有許多疑問，請把你的疑問寫下來，然后我們一起交流一下。（凸透鏡成像有什么規(guī)律？為什么會有時成放大的像，有時成縮小的像？什么時候成放大的像，什么時候成縮小的像？）當然，同學們一定還有許多其它的問題，今天我們先來解決這個問題：（課件示出，同時板書）課題：探究凸透鏡成像有什么規(guī)律提出猜想請同學們想一想：以上我們發(fā)現(xiàn)的凸透鏡成不同的像時，成像條件是否相同？那么，你認為凸透鏡成像的不同與什么因素有關？你這樣猜想的根據(jù)是什么？（課件示出）請大家四人一組分組討論，并將你們討論的結(jié)果寫在學案上。（與物體到凸透鏡的距離遠近有關；與像到凸透鏡的距離遠近有關當放大鏡靠近物體時成正立、放大的虛像；當放大鏡遠離物體時看到倒立、縮小的實像。）教師巡回指導，鼓勵學生既要大膽猜想，又要有根據(jù)地猜想。并選較好的小組展示或交流。（同時課件上預先準備一些可能的猜想，在學生交流時根據(jù)實際情況點擊出示）對這個問題原因，或許大家還有許多種可能的假設，在這兒，我們不再一一討論，下課以后，同學們可以再交流交流。那么，對于剛才這些同學提出的猜想，我們?nèi)绾悟炞C他們的猜想是否成立呢？我們必須做什么？（做實驗）制定實驗計劃要做好實驗，有賴于我們制定了周詳?shù)膶嶒炗媱潯Ｔ谥贫▽嶒炗媱澲埃紫日埓蠹曳纸M討論以下幾個問題，并將你們的討論結(jié)果填寫在學案上：課件示出（學案上有）你打算使用哪些器材來完成本次探究活動？（蠟燭、凸透鏡、光屏、火柴、光具座）介紹：大部分同學也許不了解光具座，它是專門用來研究凸透鏡成像規(guī)律的儀器。另外，本次實驗我為大家準備的凸透鏡焦距都是10cm的。做實驗時器材應該如何擺放，為什么？（凸透鏡在中間）在實驗器材的安裝過程中，我們應該注意什么問題呢？請大家看老師的演示并思考：（是蠟燭在光屏上成像，還是燭焰？如果凸透鏡、蠟燭的燭焰、光屏高低參差不齊，我們能夠在光屏上得到像嗎？你認為我們在安裝實驗器材的時候應該注意什么？）（調(diào)整凸透鏡、蠟燭的燭焰、光屏的高度，使它們的中心大致在同一直線上）由于我們的目的是探究凸透鏡與物體間的距離滿足什么條件時，成某種性質(zhì)的像，那么，我們?nèi)绾蝸泶_定這個距離條件呢？（一會后）我們是否可以選擇一個比較標準？你認為以什么為度量凸透鏡與物體間的距離的標準好呢？（焦距f）你打算如何改變物距來研究像的性質(zhì)與物距的關系？（為了觀察物體與凸透鏡間的距離不同時，凸透鏡成像的不同，我們可以將物體先放置于遠大于焦距的地方，逐漸減小物體與凸透鏡間的距離，觀察凸透鏡成像性質(zhì)的變化。比如先把物體放在u2f處，然后放在2fuf處，最后放在uf處。這樣，由遠到近，研究像的性質(zhì)與物距的關系。）做實驗時，為了在光屏上得到清晰的像，我們該如何調(diào)整？如何判斷光屏上的像是否清晰呢？教師演示，學生觀察后回答：（當調(diào)整好物體到凸透鏡之間的距離后，我們應該移動光屏，使光屏上得到清晰的像。判斷光屏上的像是否清晰的方法是當光屏在某位置附近移動時總是由模糊變清晰又變模糊，那么光屏在該位置時成的像可以認為是清晰的）那么，實驗中除了以上注意事項外，我們還應該注意做什么？（記錄實驗數(shù)據(jù)和觀察到的實驗現(xiàn)象）請同學們分小組討論，完成學案上的實驗步驟的設計。（學案上有）實驗具體步驟：a、把蠟燭、凸透鏡和光屏依次擺放到光具座上，并使它們在同一直線、同一高度。b、逐次固定蠟燭與凸透鏡的距離分別為： 30cm、15cm和5cm，移動光屏，使光屏上成清晰的像，記錄像距和像的性質(zhì)。c、實驗完成后熄滅蠟燭并整理儀器。在這里，老師有一個疑問，如果當我們無論如何移動光屏，在光屏上都看不見成清晰的像，我們應該怎么辦？強調(diào)：可以透過透鏡看看像的性質(zhì)。小結(jié)：今天，同學們和老師一起完成了從生活中凸透鏡在不同情況下所成的像不同這個現(xiàn)象，提出了凸透鏡成像有什么規(guī)律的問題，大家發(fā)表了對這一問題的大膽而有根據(jù)的猜想，我們還為了證明我們的猜想，設計了一個實驗來探究這個問題。其實科學家們在探索未知世界時也是這么做的。那么究竟我們設計的實驗該如何完成？我們又能夠從實驗探究中發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律呢？讓我們拭目以待，下節(jié)課大家作了實驗后自然水落石出！再見！第二課時同學們：上節(jié)課我們大家一起，為了探究凸透鏡成像的規(guī)律，我們制定了詳細的實驗計劃。這節(jié)課，我們就來通過實驗探究凸透鏡成像的規(guī)律。請大家回憶一下，實驗中有哪些注意事項？（學生根據(jù)學案回答）提問：根據(jù)前面設計的實驗方案，請大家設計好記錄表格。（學生也可參照老師設計的表格）下面請同學們按照設計好的實驗步驟開始實驗。（學生開始實驗，老師巡回指導）好！實驗結(jié)束，請同學們把蠟燭熄滅。我們請一個小組匯報一下實驗結(jié)果。物距與焦距關系物距u（cm）像的性質(zhì)（f=10cm）像距v（cm）正倒大小虛實u2f4030= 2f202fuf1815f85其他小組的實驗結(jié)果與他們的是否相似？我們一起來討論一下，從這張數(shù)據(jù)表格中可以得到什么？像的大小與物距是否有關？當物距在什么情況下成縮小的像？在什么情況下成放大的像？像的正倒與物距是否有關？當物距在什么情況下成正立的像？在什么情況下成倒立的像？像的虛實與物距是否有關？當物距在什么情況下成虛像？在什么情況下成實像？有沒有正立的實像？有沒有倒立的虛像？思考：根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，凸透鏡成放大的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大？成縮小的實像時，物距跟像距相比，哪個比較大？提問：現(xiàn)在經(jīng)過了實驗探究，同學們能夠概括凸透鏡成像有什么規(guī)律嗎？（學生回答，同時，課件出示結(jié)論）為了幫助大家更好的理解凸透鏡成像的規(guī)律，我們再來看一下凸透鏡成像的光路圖，希望大家能有一個更深刻的理解。（課件出示凸透鏡成像的光路圖）小結(jié)：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數(shù)據(jù)，我們通過分析實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了凸透鏡成像的規(guī)律。我們像科學家一樣完成了一項科學探究，同學們有些什么收獲呢？（知識的收獲，研究方法的收獲，情感上的體驗等）為了檢驗同學們的收獲如何，我們一起做幾個練習題試試。練習：（課件示出）1、在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗中，應調(diào)整（凸透鏡）、（光屏）的高度，使它們的中心與（燭焰）的中心在（同一高度），目的是（燭焰的像能呈在光屏中央）2、下列哪種像不可能得到 (D)A倒立、縮小的實像 B倒立、放大的實像C正立、放大的虛像 D正立、縮小的實像。3、小明用焦距為10 cm的凸透鏡做凸透鏡成像實驗，他把蠟燭放在離焦點5 cm處，則所成的像一定是 (AC)A正立的 B倒立的 C放大的 D縮小的4、下列光學儀器中，利用其能得到放大實像的是 (D)A放大鏡 B潛望鏡 C照相機 D投影儀5、當物體與透鏡的距離大于焦距時，物體成（倒立）(填“正立”或“倒立”)的像，這個是像是實光線的會聚點，（能） (填“能”或“不能”)用光屏承接，是（實）(填“實”或“虛”)像；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體的像不能用光屏承接，是（虛）像。6、把一張透明塑料紙鋪在桌面上，用筷子在塑料紙上滴一個水珠(直徑約5mm)，雙手平拿著塑料紙稍離桌面，透過水珠看放在桌面上的報紙上的字，字是放大了還是縮小了?看到的是實像還是虛像?小水珠起了什么作用?參考答案 放大；虛像；凸透鏡。小結(jié)：通過這兩節(jié)課的學習，我們不僅知道了凸透鏡成像的規(guī)律，還學會了通過實驗探究研究問題的方法。或許，同學們還有其他許多的問題，希望同學們課后相互討論，也歡迎同學們與老師來共同探討。同學們，再見