探究“凸透鏡成像規(guī)律”教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)環(huán)節(jié)及時(shí)間安排

教師活動(dòng)

學(xué)生活動(dòng)（預(yù)測(cè)）

教學(xué)資源安排

視頻激趣

引入新課

（3min）

師：先請(qǐng)大家觀看一段視頻。

播放完畢，師：江南四大才子之一的祝枝山手上拿了什么？

師：請(qǐng)大家拿起桌上的放大鏡，用手觸摸一下它的厚度，它一樣厚嗎？是什么光學(xué)器件？

師：原來(lái)放大鏡就是凸透鏡，請(qǐng)大家利用手上的凸透鏡近距離看學(xué)案上的箭頭，會(huì)看到什么現(xiàn)象？

師：箭頭被放大了，是正立放大的像，所以人們稱(chēng)之為放大鏡。那么凸透鏡只能成正立放大的像嗎？大家再用同一支凸透鏡觀看遠(yuǎn)處大屏幕上的圖片和文字，看到什么？

師：將兩次看到的現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，你發(fā)現(xiàn)了什么？

師：那么凸透鏡成像有什么規(guī)律呢？今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)《探究凸透鏡成像規(guī)律》

學(xué)生觀看視頻；

學(xué)生：放大鏡。

學(xué)生：不一樣，中間厚邊緣薄，是凸透鏡。

學(xué)生：正立放大的箭頭。

學(xué)生觀看后答：倒立縮小的像。

學(xué)生：同一支凸透鏡能夠成各種不同的像。

課件播放視頻《金裝四大才子》第一集中片段：

江南四大才子之一的祝枝山與對(duì)手進(jìn)行蹴鞠比賽，還忙里偷閑擦拭他的放大鏡。

課件顯示：

一張放大鏡成像的圖片。

觀察對(duì)比

提出問(wèn)題

（4min）

師：凸透鏡不僅能成像，還能成各種不同情況的像。有正立的，倒立的；還有放大的和縮小的像。那么關(guān)于凸透鏡成像大家想知道什么呢？

說(shuō)明：師應(yīng)給一定的時(shí)間讓學(xué)生小組討論思考，并將學(xué)生提出的各種問(wèn)題寫(xiě)在黑板上。

師介紹物距和像距的概念。

學(xué)生討論并可能提出各種問(wèn)題：

1．什么情況成縮小的像？什么情況成放大的像？（或者：像的大小與哪些因素有關(guān)？）

2．什么情況成倒立的像？什么情況成正立的像？（或者：像的倒正與哪些因素有關(guān)？）

3．成不同像時(shí)物體到凸透鏡的距離和像到凸透鏡的距離有什么關(guān)系？

4．物和像在凸透鏡的同側(cè)還是異側(cè)？等等。

猜想假設(shè)

（2min）

師組織學(xué)生對(duì)提出的第一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行猜想。

提示：用同一只凸透鏡近距離看課本上的字和遠(yuǎn)距離看屏幕上的字一樣嗎？

學(xué)生小組討論并猜想：可能與物距有關(guān)，當(dāng)物距大時(shí)，成縮小的像，當(dāng)物距小時(shí)，成放大的像。

制定計(jì)劃

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（9min）

師介紹光具座的作用以及用法。

師：在使用光具座時(shí)，像的位置和光屏的位置具有不同的含義。如果移動(dòng)光屏使它得到清晰的像，這時(shí)光屏的位置就是像的位置。

師：請(qǐng)同學(xué)們用點(diǎn)燃的蠟燭作為成像的物體，自行選擇其它器材，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃探究凸透鏡成的像的大小情況與物距的關(guān)系。請(qǐng)同學(xué)們?cè)谛〗M內(nèi)積極討論，制定研究方案。

師巡視指導(dǎo)，參與學(xué)生討論，并強(qiáng)調(diào)：

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要明確目的，理清思路。目的是要探究成像的情況與物距是否有關(guān)，所以實(shí)驗(yàn)思路就是，讓一發(fā)光物體通過(guò)凸透鏡成像，然后改變物距，觀察像的情況；或是讓一發(fā)光物體通過(guò)凸透鏡成不同的像，比較物距。

師組織學(xué)生對(duì)各小組的方案進(jìn)行評(píng)估，兼顧研究其它問(wèn)題，確定最佳方案

學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講

學(xué)生小組討論。

小組代表交流所選器材和實(shí)驗(yàn)方案。

出示光具座

課件顯示：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)思路。

課件顯示：

實(shí)驗(yàn)方案的具體內(nèi)容。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

收集證據(jù)

（5min）

師要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作：

①將f=10cm的凸透鏡固定在光具座的中間位置，在光具座的刻度尺上的一倍焦距處和二倍焦距處貼上小紅點(diǎn)標(biāo)記。

②將蠟燭和光屏分別放在凸透鏡的兩側(cè)，點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)節(jié)燭焰的中心、透鏡的光心、光屏的中心大致在一條直線上。

師：下面我要求第一至第七組的同學(xué)移動(dòng)蠟燭和光屏直至光屏上出現(xiàn)清晰的縮小的像，第八至第十五組的同學(xué)移動(dòng)蠟燭和光屏直至光屏上出現(xiàn)清晰的放大的像。

教師巡視指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。

學(xué)生按教師要求動(dòng)手進(jìn)行操作；

學(xué)生按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

課件模擬顯示在光具座的刻度尺上的一倍焦距處和二倍焦距處貼上小紅點(diǎn)標(biāo)記，并調(diào)節(jié)三者高度。

分析論證

評(píng)估交流

（12min）

師讓小組代表上前將物、像的位置在屏幕上用不同顏色的點(diǎn)標(biāo)出來(lái)。

師引出實(shí)像的概念。

師由圖象引導(dǎo)學(xué)生分析成倒立縮小實(shí)像時(shí)的條件并板書(shū)：

U>2f  倒立縮小實(shí)像，物像異側(cè)f<v<2f

師由圖象引導(dǎo)學(xué)生分析成倒立放大實(shí)像時(shí)的條件并板書(shū)：

f<u<2f  倒立放大實(shí)像，物像異側(cè)v>2f

師要求學(xué)生將蠟燭移到u<f處，觀察成的像的情況。

師：不能呈現(xiàn)在光屏上的像是虛像，怎樣才能看到此時(shí)的虛像呢？

師板書(shū)：u<f正立放大的虛像，物像同側(cè)。

師要求學(xué)生將蠟燭移到u=2f和u=f處，觀察成的像的情況。

師板書(shū)：u=2f倒立等大的實(shí)像，物像異側(cè) v=2f；u=f時(shí)不成像

師：我們的猜想得到驗(yàn)證嗎？與焦距是否有關(guān)？同學(xué)們的問(wèn)題都得到答案嗎？在實(shí)驗(yàn)中你還發(fā)現(xiàn)了什么新的問(wèn)題？

師：大家今天都很出色，像科學(xué)家一樣成功完成探究任務(wù)。（掌聲鼓勵(lì)）

多位學(xué)生代表上前將物、像的位置在屏幕上用不同顏色的點(diǎn)標(biāo)出來(lái)。

小組分析討論，得出結(jié)論。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)：在光屏上觀察不到像的情況。

學(xué)生嘗試觀察后發(fā)現(xiàn)：從光屏這一側(cè)透過(guò)透鏡就能觀察到正立的放大的虛像。

生實(shí)驗(yàn)并匯報(bào)觀察到的情況，

學(xué)生思考并回答。

課件顯示：兩幅圖片，圖中不同顏色的點(diǎn)可以用鼠標(biāo)拖放。

規(guī)律再現(xiàn)

總結(jié)提高

（5min）

師：接下來(lái)我用多媒體動(dòng)畫(huà)再現(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律。

師演示“三段兩點(diǎn)”成像的規(guī)律。

師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)僬J(rèn)真觀察，能不能發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律呢？

師移動(dòng)動(dòng)畫(huà)中點(diǎn)燃的蠟燭從左向右逐漸靠近凸透鏡。

師：同學(xué)們總結(jié)得很好，說(shuō)明同學(xué)們認(rèn)真做了實(shí)驗(yàn)，還動(dòng)腦思考了，這是非常好的，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是學(xué)會(huì)思考，如果養(yǎng)成習(xí)慣，相信同學(xué)們學(xué)習(xí)會(huì)越來(lái)越好的。

學(xué)生觀察將知識(shí)內(nèi)化。

學(xué)生再次觀察后總結(jié)出新的規(guī)律：一倍焦距處是成虛像和實(shí)像的分界點(diǎn)，二倍焦距處是成放大和縮小像的分界點(diǎn)；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大成虛像時(shí)，物近像近像變小。

課件顯示：Flash動(dòng)畫(huà)演示凸透鏡成像規(guī)律

知識(shí)應(yīng)用

解決問(wèn)題

（5min）

師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們解釋一下，為什么用凸透鏡近距離看課本上的圖片和文字是正立、放大的？

師：這時(shí)凸透鏡對(duì)物體起放大作用，所以我們叫它放大鏡。凸透鏡大小相同時(shí)，透鏡越厚，焦距越小，折光本領(lǐng)越強(qiáng)，放大倍數(shù)越大。所以通常選用焦距比較短的厚凸透鏡作為放大鏡。

師：有一天邊喝水邊看書(shū)，不小心一滴水滴到課本上，看到如屏幕所示的現(xiàn)象，請(qǐng)大家用提供的玻璃片、水和滴管動(dòng)手操作并觀察解釋。

師：在日常生活中我們經(jīng)常用照相機(jī)將美麗的瞬間保留下來(lái)，如果別人給你照了一張這樣的相片，你滿(mǎn)意嗎？

師：那怎樣才能使相片中的人像大一點(diǎn)如第二張相片一樣。

師：為什么呢？

學(xué)生回答：因?yàn)檫@時(shí)書(shū)上的字位于一倍焦距以?xún)?nèi)成正立放大的虛像。

學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，用滴管將一滴水滴到玻璃片上，然后觀察玻璃片下的字。

學(xué)生回答：水滴相當(dāng)于凸透鏡，當(dāng)字位于它的一倍焦距以?xún)?nèi)時(shí)就能起到放大的作用。

學(xué)生：不滿(mǎn)意，像太小了。

學(xué)生：人向前走一點(diǎn)。

學(xué)生：因?yàn)槌蓪?shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大。

課件顯示：

水滴放大鏡

課件顯示：

兩張背景相同但人像大小不同的相片。

課堂小結(jié)

布置作業(yè)

師引導(dǎo)學(xué)生從三個(gè)維度回顧這節(jié)課的收獲。

師布置課外作業(yè)。

學(xué)生代表積極發(fā)言，暢談這節(jié)課的收獲。