《凸透鏡的成像規(guī)律》教學(xué)設(shè)計

一、課標(biāo)相關(guān)內(nèi)容分析

課標(biāo)要求：探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律。

通過探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，知道凸透鏡成像的幾種情況，及其規(guī)律。

二、教材分析

在科學(xué)內(nèi)容的安排上，本章主要體現(xiàn)了兩根主線：一是光的折射現(xiàn)象、光的折射規(guī)律；二是透鏡、透鏡的作用、凸透鏡成像的規(guī)律和透鏡的應(yīng)用。凸透鏡成像規(guī)律是本章的一個重要內(nèi)容，教材首先從“意外發(fā)現(xiàn)”引出問題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。在對凸透鏡成各種不同性質(zhì)像的研究過程中，操作的思路是，先使凸透鏡成某種性質(zhì)的像，然后再收集相關(guān)數(shù)據(jù)，從而提高了探究效率。在學(xué)生已得到倒立縮小和倒立放大的像的規(guī)律的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生思考、做出猜想在何種情況下，可以得到倒立等大的像。然后再去驗證猜想。這種安排可以使學(xué)生認(rèn)識到，實驗探究不都是事實歸納，需要在實驗過程中不斷思考、分析、預(yù)測和驗證。

三、學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了小孔成像、平面鏡成像和透鏡相關(guān)知識，對物距和像距、實像和虛像知識有了一定的了解。學(xué)生在生活中也經(jīng)常碰到一些凸透鏡成像的現(xiàn)象，如放大鏡、照相機(jī)、投影儀等，小學(xué)科學(xué)課也涉及了相關(guān)知識，只是還不清楚這些成像的現(xiàn)象與本節(jié)探究的規(guī)律有關(guān)。雖然初二的學(xué)生具備了一定的觀察能力，但他們觀察細(xì)節(jié)的感受力、辨別事物差異的準(zhǔn)確率都還相對較弱，還要依靠教師的逐步引導(dǎo)。

四、教學(xué)目標(biāo)

1.通過實驗觀察知道凸透鏡既可以成倒立縮小的像，也可以成倒立放大的像，還可以成正立放大的像。

2.知道物距和像距，通過實驗，能正確放置實驗器材并正確操作。

3.通過觀察和實驗，知道像的性質(zhì)與物距和焦距有關(guān)。

4.通過觀察和實驗，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，分析、總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。

5.通過探究凸透鏡成像的規(guī)律實驗，體會到探究的成就感。

五、教學(xué)重點

探究凸透鏡成像的規(guī)律。

六、教學(xué)難點

1.學(xué)生通過實驗認(rèn)識到像的性質(zhì)與物距和焦距有關(guān)。

2.從收集的數(shù)據(jù)中，總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。

七、教法分析

課堂中從四個發(fā)現(xiàn)，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，再從學(xué)生的發(fā)現(xiàn)中，不斷地提出有挑戰(zhàn)性、逐步深入的任務(wù)。學(xué)生在完成任務(wù)的同時，完成自主探究。

發(fā)現(xiàn)一：凸透鏡不僅能成正立、放大的像，還能成其他性質(zhì)的像。

由不同性質(zhì)的像，做出猜想：像的性質(zhì)與物距有關(guān)。從而引出探究任務(wù)。

發(fā)現(xiàn)二：物距相等時，像的性質(zhì)卻不同。

對比不同組的透鏡，發(fā)現(xiàn)焦距不同，從而認(rèn)識到像的性質(zhì)與焦距有關(guān)。

發(fā)現(xiàn)三：凸透鏡還可能成等大的像。

從對實驗數(shù)據(jù)的分析中發(fā)現(xiàn)問題，并不斷的思考、分析、預(yù)測和驗證。

發(fā)現(xiàn)四：物距在一倍焦距內(nèi)，光屏上無像。

放大鏡觀察字的方法，就是在光具座上觀察凸透鏡成虛像的方法。

所有的發(fā)現(xiàn)都來自于學(xué)生的體驗、探究和收集的數(shù)據(jù)。教師負(fù)責(zé)組織和引導(dǎo)學(xué)生，在操作中獲取信息，從信息中發(fā)現(xiàn)問題，從問題中尋求探究的途徑，在探究中思考?xì)w納。在學(xué)生不斷深入探究的過程中，關(guān)注方法的指導(dǎo)，并利用信息技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的數(shù)軸圖像，降低學(xué)生分析數(shù)據(jù)的難度。

八、教學(xué)過程設(shè)計與分析

（一）情境體驗

活動一：將手中的凸透鏡靠近書本上的字，再逐漸增大透鏡到字的距離，觀察書本上的字有什么變化。

學(xué)生動手、觀察并演示觀察到不同性質(zhì)的像時的方法。

【設(shè)計意圖】

1.引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，產(chǎn)生探究成像特點的欲望。

2.從幾個學(xué)生的演示中知道物距。

3.認(rèn)識到像的性質(zhì)與物距有關(guān)。

（二）提出問題

問題1：探究凸透鏡成像的規(guī)律，需要哪些器材呢？

從學(xué)生的回答中，引出光具座。并介紹器材、擺放要求。

學(xué)生實驗：當(dāng)物距是15 cm時，移動光屏，找到一個清晰的像。并記錄物距和像距。

展示焦距是5 cm的小組和焦距是10 cm的小組成像的性質(zhì)。

【設(shè)計意圖】

1.從物距的測量引出光具座。

2.從不恰當(dāng)?shù)膶嶒灢僮鬟^程中，相互幫助，找到正確的實驗操作方法。

3.相同物距，而像的性質(zhì)不同，引發(fā)學(xué)生的思維沖突，從而認(rèn)識到像的性質(zhì)與焦距有關(guān)。

（三）自主探究一

問題2：每個小組的凸透鏡的焦距都是一定的，那么要改變成像性質(zhì)，要改變什么呢？

學(xué)生實驗：找到兩次倒立縮小和倒立放大的像。并記錄物距和像距。

學(xué)生實驗結(jié)束后，將數(shù)據(jù)填入Excel表中。再將這些數(shù)據(jù)更直觀的呈現(xiàn)在數(shù)軸上。完成數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)成倒立、放大像時，物距滿足的條件。

【設(shè)計意圖】

數(shù)據(jù)的分析是本節(jié)課的難點，將數(shù)據(jù)直觀的呈現(xiàn)在數(shù)軸上，從而降低了分析的難度。

問題3：找到了倒立縮小的像和倒立放大的像，那么像和物的大小還可能存在什么樣的關(guān)系呢？成等大的像時，物距要滿足什么條件呢？

學(xué)生作出猜想，并實驗驗證自己的猜想是否正確，從而得出成倒立、等大像時，物距滿足的條件。

【設(shè)計意圖】

實驗探究不都是事實歸納，需要在實驗過程中不斷思考、分析、預(yù)測和驗證。

（四）自主探究二

引導(dǎo)把光源移到一倍焦距以內(nèi)，移動光屏，找清晰的像。

問題4：怎樣觀察才能看到清晰的像呢？對比用放大鏡看字的方法，觀察到清晰的像。

學(xué)生觀察，相互指導(dǎo)。得出成正立放大的像時，物距滿足的條件。

【設(shè)計意圖】

1.通過用放大鏡看字的方法引導(dǎo)學(xué)生觀察到正立放大的像。

2.再通過能否在光屏上呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分實像和虛像。

（五）回顧探究，思考交流

Flash展示動畫：連續(xù)移動光源，展示像的連續(xù)性變化。

學(xué)生思考、交流以下兩個問題：

1.物體經(jīng)凸透鏡所成的像的性質(zhì)與 和 有關(guān)。

2.區(qū)分像有性質(zhì)有兩個關(guān)鍵的點，你認(rèn)為是哪兩個點，它們是區(qū)分像的什么性質(zhì)的分界點呢？

【設(shè)計意圖】

使學(xué)生對成像的連續(xù)性變化過程產(chǎn)生整體的認(rèn)識。

作者簡介：陳希，女，1981年11月出生，本科，就職于南京東山外國語學(xué)校，研究方向：如何提高實驗探究課的課堂效率。