《探究凸透镜成像的规律》.docx
探究凸透镜成像的规律教材分析：凸透镜成像规律是光学中的一个重要内容，也是培养学生科学方法和科学思维的好题 材，在新课程背景下如何实施这一内容的教学是值得探索的。我们注意到，与大纲教材侧重 于知识的传承相比,课标教材则是让学生通过科学探究手段来获取有关知识，充分体现了标 准提出的：“通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法”、 “从生活到物理”等理念，但在内容编排及具体处理方法上我认为尚有可商榷之处。课标教材第一版中对“凸透镜成像规律”这一知识点的教学设计是先安排了 “生活中 的透镜”（第二节），介绍了照相机、投影仪、放大镜三种光学仪器的成像实例（编者的意图 是试图通过这些光学仪器的成像实例使学生建立凸透镜成像概念，以体现“从生活到物理” 这样一个理念，但教学实践告诉我们，这样处理是失败的。经过第二节学习后学生对凸透镜 成像的认识仍然是模糊的，似乎知道是怎么一回事但实际上根本就不知道是怎么一回事）， 然后是“探究凸透镜成像规律"（第三节）。在学生对什么是凸透镜所成的像、凸透镜所成的 像有什么特点、什么是物距、什么是像距等物理概念都不甚明了的情况下就要求学生探究凸 透镜成像规律，这就有点难为我们的八年级学生了，这样处理的结果导致了教师教得别扭， 学生学得累。其实，标准也指出：“物理课程应注重科学知识的传授和技能的训练”，也 就是说将科学探究列入教学目标并不是单纯的实现从“授人以鱼”到“授人以渔”的转化， 而是要使我们的受教育者“鱼”、“渔”兼得，而且一味强调科学探究而忽视科学知识的传授， 并不符合学生认知能力发展规律。鉴于这个认识，课标教材第二版中对这两节作了一些处理： 1.在第二节中增加了从物理角度叙述像的概念的内容，2.降低了凸透镜成像规律的探究要 求。但笔者认为改动后的教材非但没有从根本上解决问题，反而有点走老路的味道。例如： 教材第三节中在进行了一些叙述后指出：“要有个参照距离才便于研究，不同凸透镜焦 距不同，我们就用焦距为参照的距离，”紧接着要求学生做u>2 f、f <u<2f. 三种 情况下成像实验。这就属于不讲道理的灌输式教育了（为什么不是u>3f呢？为什么不是2f3 f呢？=其实，这是一个培养学生科学探究能力的极好题材，若把第一节习题2稍加 拓展即可为该探究活动提供一个突破口，可惜被忽视了。鉴于以上认识，笔者在教学设计中 把第二节与第三节次序作了对调，即先进行凸透镜成像规律的探究再讲凸透镜的应用（“从 物理走向生活”同样是标准所倡导的），本课时容量大课时紧，应充分利用多媒体等现 代化教学手段，光路图、表格和板书均用视频展示，表格设计暂不作要求，测透镜焦距另行 安排。实践证明，教学效果是不错的。教案一、复习引入（5min）问1：凸透镜的光学性质是什么？如图是上节（第一节）习题2的光路图（视频展示）, 对你有何启示？（会聚光线。不同的凸透镜会聚光的能力不样，透镜焦距越短表示它的折光能力越强） 注：黑体字为板书内容，下同。问2：平行于凸透镜主光轴的入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过凸透镜焦点的入射光经凸透镜折射后将怎样折射？通过光心的呢？注：运用多媒体技术制作动画，上述光路图中的内容根据提问次序及讲解过程逐个添加 展示。问3：考察光路图你有什么发现？（同一个发光点发出的不同方向的光经凸透镜折射后相交于同一点）问4：若在该点所在位置放一个光屏，光屏上就会出现一个亮点吗？为什么？（会。因为确实有光射到这一点。） 二、新授1.建立凸透镜成像概念（3min）师述：这个亮点就是光点在凸透镜中所成的像点。一/B £同理，若镜前是一个物体，则物体上的各点都能在镜契'后找到相对应的像点，这些像点的集合就是物体在凸 透镜中的像。物体到光心的距离叫物距小二像到光心的距离叫像距。像点S'A光点S回忆平面镜成像情况（视频展示平面镜成像原理图），在成像的位置，并没有光在那里会聚，只是我们感觉到光好像是从那里射出的，这样的 像叫做虚像，虚像不能在光屏上呈现。凸透镜在某种情况下所成的像与此不同，在像的位置 确实有光会聚在那里，这样的像叫做实像，实像可以在光屏上呈现出来。2.凸透镜成像的感性认识和凸透镜成像规律的初步认识（10 min）用光具座演示凸透镜的成像情况：u>2 /要求学生观察屏上的像，并把像与物进行比较：其大小、正倒有何不同。 （缩小、倒立的实像）f<u<2f提示学生观察:还能在光屏上得到清晰的像吗？怎样做才能再次在屏上 得到清晰的像？像距发生了什么变化？像的大小、正倒发生变化了吗？（增大像距在光屏上又可得到清晰的像，像比原来大了，还是倒立的）（3） u < f问：光屏上有清晰的像吗？谁能从光屏上找到像？（请一位同学上来试一试）。拿掉光 屏透过透镜看到什么了？这是实像还是虚像？（无论怎样移动光屏，光屏上都找不到像。看到一个正立、放大的像，根据前面对实像 和虚像的描述可知，它是虚像）师述：以上我们对凸透镜成像情况有了一个大致的认识，就此你能提出的问题是什么？ 你能作出怎样的合理猜想？（物距变化时，像距及像的大小、正倒和虚实会随之发生变化）设计怎样的实验来找到规律性的东西？3.学生探究活动：（20min）师述：要找到规律性的东西只做三次实验是远远不够的（可能有偶然性），而且还应当 把实验数据和观察到的现象记录下来对它们进行分析、论证。实验指导：光具座的安装：调节透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在 同一高度。把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，使烛焰在屏上成一个 清晰的像。观察像的大小、正倒，分别测量物距和像距，把实验数据和看到的现象填入表格。 把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作，直到在屏上得不到蜡烛的像。（视频展 示表格，选某小组的实验结果填入表格）凸透镜焦距/ =10 cnio物距 u / cm像距 v / cm像的大小（放大或缩小）像的正倒4.分析和论证找凸透镜成像规律：（lOmin）M：在哪个位置像由缩小的变成放大的？在哪个位置由实像变成虚像？（可能会有学生回答：在某某厘米时，接问：换一个透镜还是这样吗？怎样才能找到 普遍规律呢？）师述：透镜所成像的性质显然跟透镜的光学性质有关，而透镜光学性质的具体体现是它 的折光能力，由第一节习题2可知，透镜焦距的长短反映了它的折光能力；实验又表明像的 性质是随着物距的变化而变化的，那么我们可以从什么角度着手来找到规律性的东西呢？（可以从物距和焦距的关系着手）要求学生把每一次的物距、像距与透镜的一倍焦距、二倍焦距比较，归纳出初步规律, 填入课本表格。（视频展示）物距像的性质像距大小正倒虚实u>2ff<u<2fu<f仔细考察归纳出的初步规律，结合P67 "想想议议”，总结出凸透镜成像规律凸透镜成像规律：物近像远像变大：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成放大像时像 距大于物距，成缩小像时像距小于物距。三、小结、布置作业（2min）（由于对教材结构作了调整，原教科书习题不能用，另行补充三题。视频展示）一个凸透镜的焦距为f,透镜前有一物体。欲在透镜的另一侧得到该物体放大的像，物 距应满足什么条件？欲在透镜的同一侧得到该物体放大的像，物距应满足什么条件？1. 一个凸透镜的焦距为f =10 cm,试讨论物体从距透镜50 cm处逐渐向透镜焦点移近的 过程中，像的大小、正倒、虚实将发生什么变化？2. 在探究凸透镜成像规律实验中，蜡烛和光屏应放在透镜的 侧（选填“同侧”“异侧”）,应调节透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在。体会：虽然日常生活中用到透镜的地方很多，但初中学生对透镜成像的认识还是很肤浅 的，要学生自主探究得到凸透镜成像规律难度更大，所以此教学活动设计为知识传授和教师 指导下的学生探究相结合的方式，重点放在培养学生分析论证能力上，整个探究过程不限制 学生思维活动（不给条条框框），在学生大致了解凸透镜成像性质与物距有关的前提卜.设计 实验，采集多组原始数据，在教师指导下分析论证找到规律（比较容易获得成功）。通过这 次教学活动，学生既学到了知识（半自主获取），又得到了科学思维和方法的熏陶。成功的 愉悦使学生的终身学习愿望、对自然科学的亲和力等情感态度都受到潜移默化的培养，物理 课程的价值得到了充分的体现。像的概念是光学中的老大难问题，通过本节教学可基本解决。
