科學(xué)探究凸透鏡成像(第二課時)

1、4.5 科學(xué)探究凸透鏡成像 （第二課時）安徽省蕪湖市第十四中學(xué) 王偉【教案】課堂教學(xué)設(shè)計1、傳統(tǒng)教學(xué)在“研究凸透鏡成像規(guī)律”時，教師一般先列舉出各種成像的條件， 然后再讓學(xué)生通過實驗去驗證各種情況下的像， 通過這樣的驗證性實驗學(xué)習(xí)凸透鏡成像規(guī)律， 學(xué)生學(xué)得非常被動。 我認為探究教學(xué)關(guān)鍵是讓學(xué)生成為自己學(xué)習(xí)的主人，于是我設(shè)計教學(xué)中先讓學(xué)生列舉生活中放大鏡、照像機、 投影儀的實例，然后教師引導(dǎo)學(xué)生對具體的實例提出質(zhì)疑“放大鏡” 為什么還能成正倒、大小甚至虛實不同的像？接著由學(xué)生自行制定計劃、進行探索性的實驗、 分析得出成像的規(guī)律，即物距、焦距、像距的關(guān)系。使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，親身體會這種科學(xué)探

2、究的過程。鑒于本節(jié)內(nèi)容較多，為了給學(xué)生充分的探究時間，我將本節(jié)設(shè)計成3 課時， 本堂為第 2 課時，本課時主要是培養(yǎng)學(xué)生制定計劃、收集數(shù)據(jù)、初步分析等能力。2、針對學(xué)生在平時課堂探究活動中表現(xiàn)出的一定程度的無序性采取印發(fā)學(xué)案（見附件）的措施：讓學(xué)生了解自己在探究活動中應(yīng)該要干什么事，明確自己的目的， 教師也在學(xué)生探究過程中給學(xué)生一些方向性的提示， 但這些提示應(yīng)區(qū)別于我們傳統(tǒng)實驗課中的“實驗步驟”， 在盡量給學(xué)生更加寬松的思維空間和活動空間的同時， 避免探究活動中盲目性。 在寬松的思維空間里， 學(xué)生肯定會提出許多獨特的問題，會迸發(fā)出更多的思想火花。3、在課堂的探究活動的分組方面：針對現(xiàn)在班級人數(shù)

3、較多的現(xiàn)狀，每個探究小組的人數(shù)適當(dāng)多一些，45人組成一個探究小組?；顒釉诮M長的組織下，互相協(xié)作， 互相監(jiān)督。 絕大部分學(xué)生都能進入角色。 在探究分組上采取男女學(xué)生混合分組。這樣是否比男生、女生單獨分組效果更好一些？教學(xué)目標(biāo)：1、學(xué)習(xí)根據(jù)探究目的制定探究計劃，準(zhǔn)備實驗器材等方法。2、培養(yǎng)學(xué)生實驗操作能力和對實驗現(xiàn)象、數(shù)據(jù)的初步分析能力。3、培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)、交流評價探究結(jié)果的初步能力。4、通過實驗探究，得出凸透鏡成像基本規(guī)律的雛形。（f=5cm和f=10cm）、光具座、蠟燭、光屏。（十四組）教學(xué)方法交流討論、合作探究教具1、不同焦距的凸透鏡2、自制CAI課件教學(xué)過程設(shè)計教師教學(xué)復(fù)習(xí)提問：有關(guān)凸透

4、鏡的一些名詞：光心、焦點、主光軸、焦距請學(xué)生看圖解說。介紹我們實驗中將用到的凸透鏡的焦 距。強調(diào)實驗中使用的凸透鏡的焦距 是一定的，不會隨凸透鏡移動而改變。 究凸透鏡成像規(guī)律一.提出問題提問：凸透鏡，我們在日常生活中怎 么叫它？那么通過它看到的物體都是放大的？用凸透鏡看遠處的物體是放大的？（猜猜看，試試看。）指導(dǎo)學(xué)生看學(xué)案上的箭頭。你會 觀察到什么樣的像？移動凸透鏡，你 看到的像發(fā)生怎樣的變化？不同焦距的凸透鏡到箭頭的距離相同，像的情況怎么樣？學(xué)生學(xué)習(xí)、探究活動（預(yù)測）1、透鏡的中心稱為光心（O）。2、焦點：平行光經(jīng)凸透鏡會聚的點稱為凸透鏡的焦點（F）3、主光軸：過焦點和光心的直線叫 主光軸。

5、4、焦距：焦點到凸透鏡中心的距離稱為焦距。定有學(xué)生答：放大鏡學(xué)生進入物理學(xué)習(xí)的情境中。在活動 中，遇到了很多問題。（引導(dǎo)他們提出 來。）學(xué)生會很容易就會發(fā)現(xiàn)像的大小不 同，像的正倒也不同。指導(dǎo)性的活動，使學(xué)生可能會考慮 到成像會與焦距有關(guān)。讓學(xué)生提出問題。二.猜想猜猜看：這些結(jié)果與 因素有關(guān)學(xué)生思考并提出問題。學(xué)生有一段時間去找原因三.制定實驗計劃介紹光具座，物體到透鏡中心的距離簡稱物距（u）像到透鏡中心的距離簡稱像距（v）指出學(xué)生在制定計劃時可不受光具座 限制，可不用它，自己選擇實驗器材。讓學(xué)生匯報設(shè)計的方案計劃。提示：在使用光具座時，像的位置和 光屏的位置是不同含義。只有當(dāng)光屏 上得到特別

6、清晰的像，這時光屏的位 置就是像的位置。學(xué)生可能有各種各樣的計劃。選擇同學(xué)們提出的方案，自己小組 內(nèi)討論決定使用哪一種方案。四.進行實驗與收集證據(jù)要求：1 .不管用何種方案都要做好記 錄：像的大小、像的正倒、物距、像 距、物距與像距的關(guān)系。2 .想辦法得到放大、縮小、等大 的三種情況的像。學(xué)生自由實驗學(xué)生可能很難發(fā)現(xiàn)虛像。指導(dǎo)實驗：蠟燭放在距凸透鏡為兩 倍焦距（2f）時，你猜會觀察到。（試試看）把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）時，又會有 發(fā)生。（先猜，后試試）五.組匯報數(shù)據(jù)、初步分析數(shù)據(jù)學(xué)生匯報數(shù)據(jù)【實錄】科學(xué)探究-凸透鏡成像教學(xué)實錄蕪湖市第十四中學(xué)王偉時間：2001年12月20日地點：安

7、徽省蕪湖市第十四中學(xué)初二班 授課教師：王偉一、教學(xué)用具：不同焦距的凸透鏡 （ f =5cm 和 f =10cm） 、光具座、蠟燭、光屏、 （十四組） 教師自制 CAI 課件二、教學(xué)過程：.復(fù)習(xí)提問：教師：同學(xué)們上節(jié)課我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)凸透鏡的一些初步知識，這節(jié)課我們首先把有關(guān)凸透鏡的一些知識概念復(fù)習(xí)一下。 （展示光路圖）學(xué)生：焦點、焦距、光心、主光軸。光心，它是透鏡的中心，。點。焦點F,平行光經(jīng)凸透鏡會聚的點。焦距 : 焦點到凸透鏡中心的距離， f 。教師：回答得很好，還有同學(xué)補充嗎？學(xué)生：凸透鏡是中間厚、邊緣薄的透鏡。凸透鏡有兩個焦點。主光軸：過焦點和光心的直線。教師：凸透鏡在空中來回移動，

8、焦點會不會也隨著凸透鏡的移動而移動？學(xué)生：會移動。教師：那么凸透鏡的焦距會不會隨著凸透鏡移動而改變？學(xué)生：不會改變。教師：很好！凸透鏡一般都有固定的焦距。上節(jié)課已經(jīng)給大家介紹了測凸透鏡焦距的方法。這節(jié)課我們將要使用的凸透鏡，小口徑的 f=5cm, 大口徑的 f=10cm 。請同學(xué)記錄下來。.提由問題：教師：凸透鏡，我們在日常生活又叫它什么？學(xué)生：放大鏡。教師：那么通過它看到的物體都是放大的？部分學(xué)生：不是。部分學(xué)生：是。教師：有同學(xué)講“是” ，有同學(xué)講“不是” 。哪些同學(xué)用過“放大鏡”？用凸透鏡看遠處的物體是放大的嗎？（猜猜看，試試看。 ）把你看到的情況記錄在學(xué)案上。（學(xué)生開始用凸透鏡觀察學(xué)案

9、上印的箭頭）教師：透過它來看遠處的同學(xué)是不是放大的？學(xué)生：不是。教師：你看遠處的物體是什么樣的像？學(xué)生：倒像、縮小的。教師：你在移動凸透鏡過程中，你看到的像發(fā)生怎樣的變化？學(xué)生：一開始我看到正立的、放大的箭頭，后來我把凸透鏡向上移，看到箭頭變小了，而且是倒像。教師：像有的情況是正立的，有的情況是倒立的，有的情況是放大的，有的情況是縮小的。 很多同學(xué)想提出問題來了， 那么大家把你想提的問題記在學(xué)案上。學(xué)生1:在“放大鏡”中看到的像究竟是怎樣的？學(xué)生2:同一凸透鏡為什么會成大小、虛實、正倒不同的像？.猜想：教師：問題提出來了 ,我們接下來應(yīng)該怎么辦？學(xué)生：猜猜看，猜想。教師：同一凸透鏡為什么會成大

10、小、虛實、正倒不同的像？猜猜看：這些結(jié)果與什么因素有關(guān)？學(xué)生：物體到凸透鏡的距離。教師：凸透鏡到箭頭的距離在變，結(jié)果看到的像就不一樣。教師：同學(xué)把焦距不同的兩個凸透鏡并排放置并同步移動，分別通過兩個凸透鏡來看箭頭，你會看到什么樣的現(xiàn)象？學(xué)生：一開始我移動凸透鏡看到兩個箭頭一起放大，再移動，小口徑的凸透鏡里的像是放大、倒立的，而大口徑的凸透鏡里的像仍然是放大、正立的。教師：你認為這是什么原因使你看到這樣的現(xiàn)象？學(xué)生：這可能與凸透鏡的焦距有關(guān)。教師：很好！凸透鏡成大小、虛實、正倒不同的像原因可能是與凸透鏡的焦距有關(guān)， 還可能與凸透鏡到物體的距離有關(guān)。 實際上物體到透鏡中心的距離叫做物距（ u） ，

11、有了這些猜想之后你應(yīng)該怎么辦？.制定計劃：學(xué)生：制定計劃，怎樣實驗研究。教師： 在制定計劃之前先給大家介紹一下實驗室常用來研究凸透鏡成像的儀器光具座。 （教師介紹光具座）教師：在使用光具座時，像的位置和光屏的位置具有不同含義。如果光屏上能得到特別清晰的像，這時光屏的位置就是像的位置。像到透鏡中心的距離叫做像距（ v ） 。教師：請同學(xué)們用點燃的蠟燭作為成像的物體，自行選擇其它實驗器材，制定實驗計劃。集體的力量是巨大的，請同學(xué)們在小組內(nèi)積極的討論，研究方案。（學(xué)生活動）教師：請同學(xué)們匯報自己設(shè)計的方案計劃。學(xué)生1:先選器材，光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏；再點燃蠟燭，讓它經(jīng)凸透鏡成放大、 縮小、 等

12、大的像， 量出物距和像距； 用不同焦距的凸透鏡重復(fù)實驗， 分析焦距與成像的關(guān)系。學(xué)生2:把凸透鏡固定，把點燃的蠟燭放在不同的位置，量出物距，試試看得到的像是怎樣的情況（大小、位置、正倒）也要記錄像距；用不同焦距的凸透鏡做。學(xué)生3 :固定物體和光屏，移動凸透鏡看能不能得到像，測 u、v,改變物體 和光屏之間的距離，再重復(fù)實驗。（五）.進行實驗與收集證據(jù)：教師： 這些方案都是同學(xué)們設(shè)計出來的，用哪種方案？大家都可以試試，不管你們組使用哪種方案都要做好記錄像的大小 （與原來物體比） 、 像的正倒、物距（ u） 、像距（ v） 、物距與像距的大小關(guān)系。想辦法得到放大、縮小、等大的三種情況的像。接下來大

13、家按計劃自由實驗。把實驗過程數(shù)據(jù)記錄下來。教師： 你認為你組同學(xué)有哪些與探究活動無關(guān)的活動？也請記下來， 大家互相監(jiān)督。教師： 你組同學(xué)否得到了蠟燭清晰的像？有的組成的像在光屏的邊緣， 有的根本得不到像，怎么辦？學(xué)生：把凸透鏡中心，光屏中心，蠟燭調(diào)在同一高度。學(xué)生：可能成虛像，所以用光屏接收不到。教師：有小組反映沒得到正立的像，哪組同學(xué)能幫助他們一下。學(xué)生：用 f=10cm 的凸透鏡，物距u=4.0cm 時成虛像，光屏上有模糊的像， 是虛像。教師：模糊的像就是虛像？學(xué)生：虛像、實像都能看到，但實像可以用光屏接收，虛像不能成像在光屏 上。上面的同學(xué)在光屏上的模糊的像不是虛像。教師：很好！那怎樣才

14、能得正立的像？學(xué)生：光屏上我們無論如何都得不到正立的像。我們認為將凸透鏡做放大鏡使用時，凸透鏡距離物體不太遠，所以我們想物體靠近凸透鏡時， 透過凸透鏡看 到的就應(yīng)該是蠟焰放大、正立的虛像。教師：很好！凸透鏡成正立的像只能是虛像，其它組的同學(xué)可以再試試。教師：（指導(dǎo)實驗）將蠟燭放在距凸透鏡為兩倍焦距（2f）時，你猜會觀察 到什么？試試看。教師：把凸透鏡恰好放在距物體一倍焦距（f）時，又會有什么現(xiàn)象發(fā)生？（先猜，后試試）教師：請學(xué)生匯報實驗數(shù)據(jù)。探究實驗記錄表：（附：第三實驗小組部分記錄數(shù)據(jù)）透鏡 焦距 f（cm）實驗次數(shù)像的 大小像的 正倒像的性質(zhì) （虛、實）物距u(cm)像距v(cm)物距與物

15、距的關(guān)系51縮小倒立實像20.57.3u>v52放大正立虛像4.5?103小倒立實像20.719.8u>v104縮小倒立實像30.515.8u>v105縮小倒立實像40.313.6u>v106縮小倒立實像40.613.2u>v107放大倒立實像15.830.8u<v58討倒立實像9.810.3u<v59縮小倒立實像20.57.6u>v510縮小倒立實像30.86.8u>v511放大倒立實像8.315.4u>v教師：大家實驗做得很好，得到了許多有用的數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家也是這樣經(jīng)過實驗探究、 分析數(shù)據(jù)從而找出規(guī)律的。今天我們就暫時到這兒， 下節(jié)

16、課我們繼續(xù)分析數(shù)據(jù)， 探究凸透鏡成像的規(guī)律， 下課后有問題、 或者想再實驗的同學(xué)可以用課外活動時間再到實驗室來，我們共同探究。下課！【點評】本節(jié)課的教學(xué)充分地考慮到了初二學(xué)生的心理和生理特點， 較好地貫徹了初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的探究教學(xué)的基本理念。教學(xué)分“復(fù)習(xí)提問” 、 “提出問題” 、 “猜想” 、 “制定計劃” 、 “進行實驗與收集證據(jù)” “初步分析數(shù)據(jù)”等幾個環(huán)節(jié)進行， 先由學(xué)生在生活中對凸透鏡的經(jīng)驗認識 “ 放大鏡”開始， “從生活走向物理” ， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，緊接著教師追問： “通過凸透鏡看到的物體都是放大的嗎？” 學(xué)生回答不一，從而引起學(xué)生的認知沖突，學(xué)生的求知欲大增。然后再

17、在教師的幫助指導(dǎo)下，由學(xué)生自行提出問題，經(jīng)過猜想、制定計劃、探究實驗并分析所得數(shù)據(jù)得出成像規(guī)律，全過程學(xué)生成了自己學(xué)習(xí)的主人，整堂課上得生動而活潑。本節(jié)課的另一個顯著特點就是“形散神聚” 。 探究教學(xué)給了學(xué)生更加寬松的思維和活動空間， 如何在教學(xué)過程開放的同時盡量減少探究活動的盲目和無序呢？王老師在探究教學(xué)的過程中適時地給了一些方向性的提示和指引，但這些提示和指引又區(qū)別于“實驗步驟” ， 正相反，教師在教學(xué)過程中只起了組織、指導(dǎo)、幫助和促進的作用：事先將學(xué)生分成若干探究學(xué)習(xí)小組，讓學(xué)生在各小組中合作學(xué)習(xí)、討論交流，再代表自己所在小組發(fā)言、提出探究方案，最終在多個方案中自行選取一個付諸實施這一系

18、列的教學(xué)活動既融洽了師生、生生關(guān)系，又培養(yǎng)了學(xué)生合作交流、學(xué)會學(xué)習(xí)的能力。另外教師在探究教學(xué)中針對一些隨即出現(xiàn)的、 甚至是始料未及的問題和錯誤予以糾正，比如教學(xué)中學(xué)生認為光屏上模糊的像就是虛像， 這在傳統(tǒng)教學(xué)中很難在課堂上“暴露”出來，而王老師對這個意料之外的問題的處理顯然是這節(jié)課的一個“亮點” 。 特別值得一提的是王老師在為配合本節(jié)課而設(shè)計并使用的學(xué)生學(xué)案 （見附件 ）方面的嘗試，學(xué)案的使用無疑加強了學(xué)生探究學(xué)習(xí)的目的性，整節(jié)課也幾乎沒有發(fā)現(xiàn)有學(xué)生隨意玩耍實驗器材、手足無措等現(xiàn)象。點評：蕪湖市教科所李文波【附件】科學(xué)探究一一凸透鏡成像學(xué)生學(xué)案:科學(xué)探究一一凸透鏡成像1 .活動：你透過凸透鏡看遠處的物體時，你會看到 樣的像。提出問題：2 .猜想：這些結(jié)果與那些因素有關(guān)?3 .實驗計劃制定:4 .進行實驗與收集證據(jù)A.你認為你組同學(xué)有哪些與探究活動無關(guān)的活動?B.你組同學(xué)是否得到