“透鏡”的教學案例

摘要:本文以新課標的相關知識要求為參照，構造“透鏡”一節的教學過程。

關鍵詞:透鏡;教學案例

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A文章編號:1003-6148(2010)9(S)-0004-3

教學目標

1、知道什么是凸透鏡，什么是凹透鏡，了解透鏡的焦點、焦距和主光軸、光心。

2、了解凸透鏡和凹透鏡對光的作用。

3、初識猜想、假設、收集證據等探究要素，分類、比較等思維方法。

4、體現學習的樂趣，增加學生的環保意識，引發學生對我們生活的大自然環境的熱愛。

設計思路

本節課是第三章“透鏡及其應用”的開篇內容，目的是向學生介紹透鏡的基本知識，引導學生探究對光的作用，是后續透鏡成像及其應用的基礎，同時也是光的折射內容的深入。本節課的重點是通過觀察和實驗知道凸透鏡和凹透鏡及它們對光的作用。因此這節課的設計思路是通過以實驗探究為主的教學方式加深學生對理論知識的理解和應用。

教學過程

1 引入新課

教師提問:上一章我們學習了光現象，光在同種、均勻的介質中是怎樣傳播的?

生:沿直線傳播。

師:當光從一種介質射向另一種介質的表面時會發生什么現象?

生:反射現象。

師:當光從一種介質斜射入另外一種介質的時候，又會發生什么現象呢?

生:折射現象。

師:好，下面我請一位同學上來給我完成這樣一個折射光路圖(PPT顯示光路圖):

一條平行于三棱鏡底邊的光線經過三棱鏡后將怎樣射出?

(同學做對了加以表揚，不對的指出錯誤)其他同學在演算紙上完成這個光路圖。

總結:平行于三棱鏡底邊的一束光線經過三棱鏡之后，向底邊偏折。圖 1

三棱鏡是一種鏡(把“鏡”字寫在黑板上)，同學們回想一下在生活中你們還見過哪些鏡?

同學們回答見過……

教師提醒并補充道:我們平時照鏡子用的平面鏡;馬路拐彎處的凸面鏡;手電筒內部的凹面鏡;同學們戴的近視眼鏡;爺爺奶奶帶的老花鏡;還有同學們手里拿的有一個是放大鏡;醫院里醫生觀察我們的血液細胞用的顯微鏡;我們登高望遠時用的望遠鏡。同學們想一想我們剛才所說到的這些鏡有什么不同?

啟發學生回答:像鏡子、凸面鏡、凹面鏡這些鏡，光照上之后發生了反射而不能使光透過去，而我們戴的眼鏡、顯微鏡前面使用的鏡頭等當光照射后發生了折射，能夠使光透過去。

師:上一章我們已經學習了不能使光透過的平面鏡、凸面鏡、凹面鏡。那么這一章我們來研究能夠使光透過去的鏡，也就是透鏡。

2 推進新課

2.1 通過觀察兩類透鏡的外部特征，將現象進行分類，定義透鏡

師:我們知道能夠使光透過去的鏡是透鏡，或者更準確的說能夠使光透過去的光學元件是透鏡，那么透鏡分為哪些種呢?下面同學們用鏡頭紙來感受一下這兩個透鏡在外形特征上有什么不同(上課之前把凸透鏡、凹透鏡、鏡頭紙已發下去)?

學生活動1:學生體驗后得出結論:一個中間是凸的，一個中間是凹的。

師:這兩個哪個是放大鏡呢?

生:中間凸的是放大鏡。

師:同學們再取下我們戴的近視眼鏡看一看它有什么外形特征?

生:中間薄、邊緣厚。

師:不知道同學們注意觀察了沒有，這和我們爺爺奶奶戴的老花鏡有什么區別(把提前準備好的老花鏡發給學生觀察)?

學生觀察后回答:老花鏡是中間厚、邊緣薄的透鏡。

教師總結:像放大鏡、老花鏡是中間厚、邊緣薄的這類透鏡，我們把它叫做凸透鏡，像近視眼鏡中間薄、邊緣厚，這種透鏡我們把它叫凹透鏡(點擊演示文稿，顯示出概念)。

師:下面同學們來識別一下哪些是凸透鏡，哪些是凹透鏡(演示文稿呈現出凸凹程度不同的凸透鏡和凹透鏡)?

與學生一起做，做題過程中強調凸透鏡、凹透鏡的定義。

2.2 通過觀察定義透鏡的相關名稱:主光軸和光心

師:下面我們一起來認識關于透鏡的兩個概念——主光軸和光心(演示文稿呈現出凸透鏡和凹透鏡的兩個面分別是兩個球的球面構成的，球心的連線就是主光軸，顯示出光心的位置)。這是最典型的凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡的這兩個凸面可以認為是球面相交組成的，凹透鏡的兩個凹面也是由兩個球面構成的。那么這兩個球的球心的連線我們把它叫作主光軸，也就是圖中的C1C2。透鏡主光軸上有一個特殊點，凡通過這一點的光線，它的傳播方向不改變，這點我們把它叫做光心，也就是圖中的O點。我們一般可以把透鏡的中心位置認為是光心。

2.3 實驗探究凸透鏡對光的會聚作用、凹透鏡對光的發散作用

師:知道了透鏡有凸透鏡和凹透鏡之分，我們來探究一下凸透鏡和凹透鏡對光線有什么作用。同學們猜想一下，它們對光線有什么作用?(啟發同學們)我們前一章學習了凸面鏡和凹面鏡對光的作用，當平行光照到凸面鏡上之后，光線被發散了，說明凸面鏡對光線具有發散作用。當平行光照到凹面鏡上之后，光線被會聚到了一點，說明凹面鏡對光線具有會聚作用。凸透鏡和凹透鏡和它們的作用相同嗎?

生:有的同學說凸透鏡對光有發散作用，有的同學說有會聚作用。

師:下面我們通過實驗來驗證同學們的猜想。我們先來看當一束平行于主光軸的光照到凸透鏡上之后會發生什么現象。

演示實驗1:

生:平行光經過凸透鏡后會聚到了一點上。

師:說明凸透鏡對光線具有什么作用?

生:會聚作用。(點擊演示文稿呈現實驗現象并用文字標出它的匯聚作用。)

師:將凸透鏡換成凹透鏡，大家看到什么現象?說明了什么?

生:光線被發散了。說明了凹透鏡對光線具有發散作用(點擊演示文稿呈現實驗現象并用文字標出它的發散作用)。

2.4 定義焦點和焦距，學生親身實驗體會凸透鏡的焦點并測量焦距

師:下面我們把光路圖畫在黑板上(畫出凸透鏡會聚光線、凹透鏡發散光線的光路圖)，通過實驗我們看到一束平行于透鏡主光軸的平行光經過凸透鏡后匯聚到一點上了。那么平行光經過凸透鏡會聚的這一點叫做焦點，用大寫字母F表示。焦點到光心的距離叫做焦距，用小寫字母f表示(在黑板上標出焦點F和焦距f)。同學們想一想，平行光可以從凸透鏡的這邊入射，會聚到另外一邊的焦點上，同樣也可以從另外一邊入射，匯聚到這邊一點上，所以透鏡有幾個焦點?

生:兩個。

師:凸透鏡有焦點，凹透鏡也有焦點嗎(同學們可能回答沒有)?通過實驗研究發現，凹透鏡被發散的光線的反向延長線也能交于一點，那么我們把這個點也稱作焦點(在黑板上畫出凹透鏡的焦點)。同學們想一下凹透鏡的焦點和凸透鏡焦點有什么不同?

生:不同之處在于凸透鏡的焦點是實際光線會聚而成的，而凹透鏡的焦點不是實際光線匯聚而成的。

師:對學生回答給予肯定。然后總結:我們把凸透鏡有實際光線會聚而成的焦點叫做實焦點，凹透鏡的焦點叫做虛焦點。

師:我們知道了凸透鏡對光線有會聚作用，能把平行光會聚到一點上，焦點到光心的距離就是焦距，那么我們怎樣才能測量出凸透鏡的焦距呢?根據什么原理呢?

生:平行光經過凸透鏡會聚在一點上。

師:拿什么光當平行光呢?

生:太陽光……

老師總結:所以我們可以拿凸透鏡正對著太陽光，把一張紙放在它的另一側，來回移動，直到在紙上的光斑變的最小、最亮。然后測量出這個最小最亮的光斑到凸透鏡中心的距離，就是凸透鏡的焦距。這種粗略測量焦距的方法叫做平行光焦距法。

演示實驗2:用這種方法分別測量凸、凹透鏡的焦距(凹透鏡演示沒有焦點的現象)。

學生活動2:接下來，同學們可用這種方法來測量一下手中凸透鏡的焦距(目前沒有太陽光的同學下課到外面完成實驗，下午上交透鏡和焦距的數據)

2.5 通過交流探討的活動方式理解透鏡的作用實例， 深化和“活化”課堂內容

師:同學們想一想假如我們把凸透鏡放在太陽光下長時間照射，在它的另一側焦點位置處放一張紙，會發生什么現象?

生:糊了，紙燒著了。

師:好，那么同學接著來思考下面這兩個問題(呈現森林中飲料瓶和液體共同構成凸透鏡的演示文稿)。(同學四人一組討論，然后找兩位同學回答問題。)

老師總結:不能隨手丟棄礦泉水瓶，因為塑料瓶中的水或者小水珠在陽光下相當于凸透鏡，如果在焦點處有干樹葉容易引發森林火災。(啟發學生:不要隨手丟垃圾，要愛護我們的大自然環境。)

(呈現出小狗窩雨過天晴后窩頂有積水囤積的畫面。)

師:為什么小狗尾巴著火了。

生:(學生一片歡笑)囤積的水在陽光照射下相當于一個凸透鏡。

2.6 理論探究凸透鏡和凹透鏡對光線的作用，鞏固上一章的知識點，加深理解

師:剛才我們通過實驗知道了凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用。同學們能不能從我們前面學習過的知識入手，從理論上說明為什么凸透鏡對光線有匯聚作用，凹透鏡對光線有發散作用呢?我們可以把凸透鏡看成有這幾個部分組成:(演示文稿呈現出凸透鏡有兩個三棱鏡和一個玻璃方磚組成，三條平行光分別射向三菱鏡和玻璃方磚。引導學生看黑板上他們自己完成的光路圖。)平行于三棱鏡底邊的一條光線經過三棱鏡后向底邊偏折，垂直于介面的光線傳播方向不改變(點擊演示文稿呈現光路圖)。(凹透鏡原理相同。總結:平行光經過凸透鏡被折射后會聚在了一起，凹透鏡使光線發散了)

2.7 整理知識，強調特殊光線的光路圖

師:通過前面的學習我們知道了透鏡的特點有哪些?

生:凸透鏡:中間厚邊緣薄 對透過光線的作用是會聚。

凹透鏡:中間薄邊緣厚 對透過的光線作用是發散。

師:下面同學們跟著老師一起試著完成以下幾個光路圖(演示文稿呈現出凸透鏡凹透鏡的特殊光路圖)。(教師同時在黑板上畫出題目，然后與同學一起完成光路圖)。總結強調三條特殊光線(點擊演示文稿):經過光心的光線傳播方向不改變;平行于主光軸的光線經過凸透鏡會聚在了另一側的焦點上;經過凸透鏡焦點的光線經過凸透鏡后平行于主光軸(注意強調凹透鏡是平行于主光軸的光線經過凹透鏡后光線的反向延長線經過焦點)。

3 課堂鞏固練習

(演示文稿呈現光路圖讓學生完成)。

(此教案為“人教版”八年級物理第三章第一節 《透鏡》 )

(欄目編輯趙保鋼)