探究凸透鏡成像的規(guī)律.doc

恒謙教育教學(xué)資源庫教師備課、備考伴侶專注中國基礎(chǔ)教育資源建設(shè)探究凸透鏡成像的規(guī)律教案14教學(xué)目標(biāo)：基于以上的分析，確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下：1知識與技能方面的目標(biāo)是：知道凸透鏡成像規(guī)律。2過程與方法方面的目標(biāo)是：（1）學(xué)生能在探究活動中獲得提出問題的能力、觀察能力、實驗操作能力。（2）設(shè)置情境，讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，體驗探究樂趣，產(chǎn)生成功喜悅。（3）通過合作、交流、分析、論證、歸納、表述等形式對透鏡的成像規(guī)律有較好的感性和理性認(rèn)識。3情感、態(tài)度、價值觀方面的目標(biāo)是：(1)樂于參加觀察、實驗等科學(xué)實踐。 (2)激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲, 培養(yǎng)學(xué)生互相協(xié)作的團隊精神。教學(xué)重點：重點放在探究凸透鏡成像規(guī)律上。因為這是學(xué)生在物理課上經(jīng)歷的第二次探究實驗，學(xué)生對于科學(xué)探究的全過程缺乏經(jīng)驗，因而把它作為重點。教學(xué)難點：本節(jié)是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，擬定實驗步驟，自主實驗操作，并分析數(shù)據(jù)，自主歸納總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律。對學(xué)生來說，這是一個較高的要求，因此本節(jié)的難點就是：如何引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，分析實驗數(shù)據(jù)從而歸納總結(jié)得出規(guī)律。教學(xué)方法與手段：實驗探究法，歸納法。引導(dǎo)啟發(fā)和學(xué)生實驗探究。實驗收集數(shù)據(jù)和歸納總結(jié)任務(wù)讓學(xué)生獨立完成。使用教材的構(gòu)想：本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生自學(xué)習(xí)物理以來第一個全面完整的體會科學(xué)探究過程的實驗課，本著發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，在給予必要指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，盡可能的放手讓學(xué)生思考，操作的原則，作為教師的我，主要的任務(wù)是創(chuàng)設(shè)情境，啟發(fā)引導(dǎo)。而學(xué)生從觀察情境，發(fā)現(xiàn)問題，到猜想假設(shè)，并最終設(shè)計和完成實驗，都有他們自己完成。當(dāng)然，過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題，這還是需要教師用適當(dāng)?shù)姆椒右越鉀Q，最終推動實驗的進行并得出結(jié)論。教學(xué)流程 ：（一）引入新課 師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了生活中的透鏡這一節(jié)，請同學(xué)們回憶一下，凸透鏡在生活中有哪些應(yīng)用？生：有照相機、投影儀、放大鏡等。師：我手里有個照相機，會使用照相機的同學(xué)請舉手！請你給一位同學(xué)先拍一張半身像、再拍一張較大的全身像。注意要保證相片的清晰。師：在拍照之前，我想請同學(xué)們想想應(yīng)該注意觀察什么？生：應(yīng)該看看兩次拍照的過程中，拍照同學(xué)和被拍同學(xué)的位置有沒有變化。生：還應(yīng)該注意聽，聽聽拍照同學(xué)對被拍同學(xué)有什么要求，比如說“退后”“前進”等等。生：拍完之后要讓大家看看相片是不是符合要求，是不是還保持清晰。（學(xué)生拍照后，教師利用電腦將兩張照片展現(xiàn)在大屏幕上。）（意圖：通過創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生親自體會到距離的變化對相片成像性質(zhì)的影響，培養(yǎng)學(xué)生由生活現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力）師：這兩張照片上的同學(xué)一張是全身像，一張是半身像，很明顯的是大小不同，大家想想可能是什么緣故，導(dǎo)致剛才拍照后像的大小發(fā)生了變化？生：拍完半身像后，我聽到拍照的同學(xué)對被拍的同學(xué)說了句“往后退一點，不行，再退一點，好了！”我想應(yīng)該是人到相機的遠近變化了。生：我發(fā)現(xiàn)被照的同學(xué)和照相機之間的距離發(fā)生了變化。師：好！我們把物體到相機鏡頭（凸透鏡）的距離稱為物距。剛才同學(xué)發(fā)現(xiàn)是物距變化的緣故。師：我們再做兩個實驗：請同學(xué)們拿起自己手中較大的凸透鏡，先靠近課本看書上的字，再伸直手臂看大屏幕，觀察兩次成像情況。（學(xué)生動手實驗后，請一位或兩位同學(xué)說出這兩次觀察到的現(xiàn)象有什么不同。）生：我發(fā)現(xiàn)靠近書本時字很大，是正的。伸直手臂看遠處大屏幕時，字是很小，而且是倒的。師：剛才實驗時同一個凸透鏡兩次成像卻不同，可能是由于什么條件不同造成的呢？生：物體到凸透鏡的距離不同。也是剛才講的“物距”不同造成的。（二）進行新課師：我們明白了，物體到凸透鏡的距離叫“物距”，像到凸透鏡的距離叫“像距”。板書：【提出問題】 凸透鏡所成像的大小、虛實、正倒可能跟什么因素有關(guān)？生：可能跟物距有關(guān)。生：可能跟凸透鏡的焦距有關(guān)。板書：【猜想】可能跟物距有關(guān)；可能跟凸透鏡的焦距有關(guān)。師：同學(xué)們的猜想非常好，我們今天用實驗探究的方法先來研究一下凸透鏡所成的像與物距之間的關(guān)系。板書：【設(shè)計實驗】師：我們現(xiàn)在要用實驗探究凸透鏡成像的大小、虛實、正倒跟物距的關(guān)系，大家思考一下我們需要準(zhǔn)備哪些器材？生：需要凸透鏡、蠟燭、光屏、刻度尺；師：實驗時你要刻度尺測量什么？生：測量物距、像距。師：蠟燭的作用是什么？生：讓蠟燭通過凸透鏡成像。師：老師還給大家準(zhǔn)備了一個物體，它是由幾個發(fā)光二極管拼成的“上”字。一會兒實驗時可以給一個小組來使用。師：實驗中我們還要觀察什么？生：觀察像的大小、正倒、還有實虛。師：對，同學(xué)們說的很完整。那么要研究凸透鏡成像的大小、正倒、虛實與物距的關(guān)系，需要讓什么因素變化？控制什么因素不變呢？（意圖：對控制變量的思想進一步提出。讓學(xué)生在自覺中體會“控制變量”。）生：控制凸透鏡的焦距不變，改變物距的大小。師：下面請各實驗小組同學(xué)之間相互討論一下，你們小組準(zhǔn)備設(shè)計一個怎樣的實驗方案來進行探究？（學(xué)生按照小組進行討論，然后請一位代表回答。）生：我們組是這樣計劃的： 將凸透鏡放置好之后位置就不動了，然后把蠟燭放在它的左側(cè)，光屏放在右側(cè)，點燃蠟燭后，移動光屏找到蠟燭通過凸透鏡成的像，在像最清晰的時候?qū)⑽锞?、像距以及?dāng)時像的性質(zhì)記錄下來。接著我們改變蠟燭到凸透鏡的距離，重復(fù)剛才的步驟，記錄結(jié)果，最后分析。師：這組同學(xué)的設(shè)計非常好，總的來看就是“變物距找像距看性質(zhì)”。 其他組有沒有不同的設(shè)計，或者補充呢？生：老師，我們計劃讓蠟燭從遠至近向凸透鏡靠近，這樣記錄物距的變化時比較有規(guī)律。師：對！這個補充非常好，這樣做在一會兒整理數(shù)據(jù)時應(yīng)該更方便一些，便于我們總結(jié)規(guī)律。生：老師，那我們這組蠟燭由近向遠移動也可以吧？師：當(dāng)然可以。老師在這給同學(xué)一些提醒：在改變物距時，如果發(fā)現(xiàn)像的性質(zhì)沒有本質(zhì)變化，那當(dāng)時的數(shù)據(jù)也要記錄下來，如果發(fā)現(xiàn)改變物距后，像的性質(zhì)有了本質(zhì)變化，此時的數(shù)據(jù)更要準(zhǔn)確記錄。生：老師，那剛才您那個由發(fā)光二極管組成的“上”字呢？師：對！剛才那個“上”字用電池通電，是可以發(fā)光的，這個我們交給你們組吧。一會兒看看和蠟燭相比，這個“上“字用起來的感覺怎么樣。師：好了，聽了同學(xué)們的方案，老師認(rèn)為都不錯，最后請大家注意，實驗時要想在光屏中央得實像，應(yīng)將燭焰、凸透鏡、光屏的中心放在同一高度上。（關(guān)于“同一高度“這一細節(jié)的緣故，在分析過程中會再次提出并解釋）師：這個實驗探究的目的是：凸透鏡所成的像跟物距大小的關(guān)系。請各小組成員共同設(shè)計一個實驗數(shù)據(jù)的記錄表格。然后由各小組的組長負(fù)責(zé)分工：選兩位同學(xué)進行實驗操作；選一位同學(xué)填寫實驗表格，同時所有同學(xué)觀察實驗現(xiàn)象，并分析成像規(guī)律。（學(xué)生討論、設(shè)計實驗表格，教師用投影展示并指導(dǎo)學(xué)生修改、補充。)生：設(shè)計表格展示：（A組）凸透鏡焦距f=10序號物距與焦距的關(guān)系物距u/cm像距v/cm 像的性質(zhì)（倒正 大小實虛） （B組）凸透鏡焦距f=5序號物距與焦距的關(guān)系 物距u/cm像距v/cm 像的性質(zhì)（倒正 大小實虛） 師：通過討論，我們基本完善了實驗數(shù)據(jù)記錄表格，好，現(xiàn)在開始實驗。（學(xué)生分組進行探究實驗，教師一邊巡視一邊給予學(xué)生需要的必要指導(dǎo)）師：老師看到，基本上各組的實驗過程都已經(jīng)結(jié)束了，大家都在整理數(shù)據(jù)，在我們分析數(shù)據(jù)得出結(jié)果前，同學(xué)們有什么問題或者疑惑需要老師解釋嗎？（意圖：實驗中一定會出現(xiàn)一些問題或者疑問，在得出規(guī)律前要解釋清楚，一方面是對學(xué)生自己操作實驗的完善和清晰化，另一方面也是培養(yǎng)學(xué)生評估能力、表達能力）生：老師，我們組用蠟燭作為物體，可是在測量物距時，我們覺得蠟燭比較粗，是測量光心到蠟燭前端呢，還是到蠟燭后端呢？師：哦，這是個問題，其他用蠟燭的小組，你們怎么測量？生：老師，我們組認(rèn)為前后都不準(zhǔn)，我們測的是蠟燭中間位置到光心。師：恩，很好，燭焰在中心燃燒，我們看到的是燭焰的明顯的像，對，測蠟燭中心位置。生：我發(fā)現(xiàn)，實驗中蠟燭有時呈倒立的像，明顯看出燭焰像的尖端朝下了。我們組分析想得出結(jié)論，蠟燭的像是倒著的?？墒?，我們不清楚燭焰的左右是不是也倒著？師：是呀，實驗中燭焰的左右是不是也倒著呢？生：老師，我們組用的是您提供的發(fā)光二極管組成的“上”字，這個問題我們來回答。師：好，非常好，就由你們來解釋。生：我們發(fā)現(xiàn)，用發(fā)光的“上”字來做這個實驗現(xiàn)象很明顯，當(dāng)物體成倒像時，不僅僅是上下顛倒，左右也是顛倒的，我們組成員都看到了。師：沒錯，倒像的含義就是上下左右都顛倒。師：實驗前，老師讓大家把蠟燭，凸透鏡，光屏放在同一高度。有沒有同學(xué)考慮這是為什么呢？生：我們組做完實驗后，專門把三者調(diào)到不同高度，發(fā)現(xiàn)高度差的不多時，像有點偏，不再光屏中間。差的很多時，像幾乎找不到。師：是的，我要去的“三者同一高度”就是讓像呈在光屏中間，便于實驗。師：還有問題嗎？ （學(xué)生思考，大多沒有問題，極個別的組提問）生：我們在實驗中發(fā)現(xiàn)，有一個地方，蠟燭既沒有在光屏上成實像，也看不到虛像。我們測了一下，差不多是在凸透鏡焦點那個地方。師：看來這個組的同學(xué)們非常認(rèn)真，不放過任何一些細節(jié)。他們的結(jié)論是-焦點處不成像。師：看來大家在實驗時都發(fā)現(xiàn)了這樣那樣的問題，不過通過思考和驗證基本都自己解決了，這非常難得?，F(xiàn)在我們一起來看看你們的實驗結(jié)論吧。（學(xué)生展示實驗結(jié)果，并根據(jù)實驗結(jié)果，分析、討論凸透鏡所成的像跟物距的關(guān)系。）板書：【分析和結(jié)論】：凸透鏡成像的規(guī)律：、像的大?。寒?dāng)u2f 時， 成倒立、縮小的實像。當(dāng)2fuf時，成倒立、放大的實像。當(dāng)uf 時， 成正立、放大的虛像。、像的虛實：當(dāng)uf 時， 成實像。當(dāng)uf 時， 成虛像。當(dāng)u = f時，不成像。、凸透鏡所成的實像都是倒立的，能用光屏承接。而虛像都是正立的，不能承接。、凸透鏡焦點是成實像或虛像的分界點，而2倍焦距處是成放大實像或縮小實像的分界點。、凸透鏡成實像時，物距減小，像距增大，像變大。師：好，根據(jù)我們得出的結(jié)論，看看實驗前大家的猜想正確嗎？生：正確，的確是和物距有關(guān)。而且我們還得出了具體的關(guān)系。（教師再次運用課件動畫模擬凸透鏡成像的規(guī)律和圖示）意圖：對規(guī)律進行再認(rèn)識，加深理解，使學(xué)生對實驗中的現(xiàn)象和結(jié)論建立更為準(zhǔn)確和深刻的聯(lián)系。（三）課堂反饋檢測：師：大家分組探究了凸透鏡的成像規(guī)律，通過分析數(shù)據(jù)我們也得出了結(jié)論?，F(xiàn)在老師請同學(xué)們思考一下幾個問題。 當(dāng)我們用照相機給全班同學(xué)照好集體像后，又給一名同學(xué)照單人像。該如何操作呢？（學(xué)生回答略）意圖：對照引入部分的情景，從運用經(jīng)驗到運用規(guī)律，準(zhǔn)確解釋問題的實質(zhì)。 實驗中，如果我們用一張不透光的黑紙將凸透鏡的一半蒙住，光屏上的像如何變化？（學(xué)生回答略）意圖：實驗中沒有研究，是為了減少所研究問題數(shù)量，降低探究難度。學(xué)生開始很難想到這一點。而在總結(jié)部分的圖示中很容易誤導(dǎo)學(xué)生認(rèn)為光是從透鏡的某一部分穿過并折射，其實光可以從凸透鏡的任何部分折射。 請大家拿起手中的凸透鏡，從離課本很近的位置一直遠離課本，說說看到的現(xiàn)象。（學(xué)生回答略）意圖：在經(jīng)歷實驗過程，規(guī)律總結(jié)過程之后，用實踐過程再一次加深對規(guī)律的認(rèn)識。（四）課后作業(yè)： 將某物體放在凸透鏡前20cm處，在光屏上得到了物體倒立縮小的清晰實像，則該凸透鏡的焦距可能是（ ）A、20cm B、15cm C、10cm D、5cm 回憶本節(jié)課中探究凸透鏡成像實驗的過程，嘗試畫出成像規(guī)律的光路圖。（五）板書設(shè)計 發(fā)現(xiàn)問題照相機到人的距離遠近不同，相片中的人大小不同 提出問題像的變化于什么因素有關(guān) 大膽猜想像的變化可能與物距有關(guān) 設(shè)計實驗用蠟燭，凸透鏡，光屏，刻度尺研究 操作實驗分組實驗 評估答疑對實驗中的疑惑和想象討論和解答 分析結(jié)論像的性質(zhì)與物距有關(guān)，列表總結(jié)。（六）教學(xué)反思：本節(jié)課的成