八年級(jí)物理下冊(cè) 第六章 常見(jiàn)的光學(xué)儀器 第二節(jié) 學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究-凸透鏡成像教學(xué)設(shè)計(jì) （新版）北師大版

八年級(jí)物理下冊(cè)第六章常見(jiàn)的光學(xué)儀器第二節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究——凸透鏡成像教學(xué)設(shè)計(jì)（新版）北師大版主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容教材章節(jié)：八年級(jí)物理下冊(cè)第六章常見(jiàn)的光學(xué)儀器第二節(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究——凸透鏡成像

內(nèi)容：本節(jié)課旨在讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像的規(guī)律，包括成像特點(diǎn)、成像距離等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生將學(xué)習(xí)到凸透鏡的成像原理，以及如何根據(jù)物距和焦距判斷成像情況。此外，學(xué)生還將學(xué)習(xí)到如何使用凸透鏡進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，如放大鏡、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)儀器的原理。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，使學(xué)生學(xué)會(huì)觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，形成科學(xué)思維。增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了光學(xué)基本概念，如光的傳播、反射、折射等，以及凸透鏡的基本特性。此外，學(xué)生對(duì)平面鏡成像規(guī)律也有一定的了解，這為理解凸透鏡成像奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

八年級(jí)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)通常抱有較高的興趣，因?yàn)樗麄儗?duì)周?chē)澜绲膴W秘充滿好奇。學(xué)生的能力方面，部分學(xué)生可能具備較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力和觀察能力，而另一些學(xué)生可能在這些方面較為薄弱。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生中既有偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)直觀感受物理現(xiàn)象的，也有傾向于通過(guò)理論分析來(lái)理解物理規(guī)律的。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

在探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難：一是如何準(zhǔn)確測(cè)量物距和像距；二是如何理解不同物距下成像的規(guī)律；三是如何將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)比分析。此外，學(xué)生可能對(duì)凸透鏡成像的復(fù)雜性和多樣性感到困惑，難以形成清晰的認(rèn)識(shí)。教師需要引導(dǎo)學(xué)生逐步克服這些困難，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和討論，加深對(duì)光學(xué)知識(shí)的理解。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-硬件資源：凸透鏡、蠟燭、光屏、刻度尺、光具座、光源

-軟件資源：凸透鏡成像規(guī)律分析軟件（可選）

-課程平臺(tái)：多媒體教學(xué)設(shè)備、電子白板

-信息化資源：光學(xué)儀器工作原理視頻、凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)操作步驟文檔

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組合作實(shí)驗(yàn)、討論分析、多媒體教學(xué)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)凸透鏡成像的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“同學(xué)們，你們?cè)谑褂梅糯箸R或望遠(yuǎn)鏡時(shí)，有沒(méi)有想過(guò)它們是如何工作的？今天我們就來(lái)探究凸透鏡成像的奧秘?！?/p>

展示一些生活中常見(jiàn)的使用凸透鏡的例子，如放大鏡、照相機(jī)、投影儀等，讓學(xué)生初步感受凸透鏡的應(yīng)用。

簡(jiǎn)短介紹凸透鏡成像的基本原理，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.凸透鏡成像基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解凸透鏡成像的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解凸透鏡成像的定義，包括其成像規(guī)律和成像特點(diǎn)。

詳細(xì)介紹凸透鏡的組成部分，如透鏡的形狀、厚度等，使用示意圖幫助學(xué)生理解。

3.凸透鏡成像案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解凸透鏡成像的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的凸透鏡成像案例進(jìn)行分析，如放大鏡成像、照相機(jī)成像等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的成像原理、成像特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生全面了解凸透鏡成像的多樣性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何利用凸透鏡成像原理解決實(shí)際問(wèn)題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與凸透鏡成像相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“如何調(diào)整物距和焦距來(lái)改變成像大小”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)凸透鏡成像的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)凸透鏡成像的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括凸透鏡成像的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)凸透鏡成像在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用凸透鏡成像原理。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

過(guò)程：

布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

（1）根據(jù)本節(jié)課所學(xué)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果。

（2）撰寫(xiě)一篇關(guān)于凸透鏡成像原理的短文，結(jié)合實(shí)際生活舉例說(shuō)明其應(yīng)用。

（3）思考凸透鏡成像原理在科技發(fā)展中的潛在應(yīng)用，提出自己的見(jiàn)解。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-光學(xué)原理的進(jìn)一步探索：介紹光的折射、反射等基本光學(xué)原理，以及這些原理如何影響凸透鏡的成像。

-透鏡的種類(lèi)和特點(diǎn)：介紹不同類(lèi)型透鏡的特點(diǎn)和應(yīng)用，如凹透鏡、復(fù)曲面透鏡等，以及它們?cè)诔上裰械膽?yīng)用。

-光學(xué)儀器的發(fā)展歷史：簡(jiǎn)要介紹光學(xué)儀器的發(fā)展歷程，從古至今的代表性光學(xué)儀器及其對(duì)科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。

-光學(xué)技術(shù)在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用：探討光學(xué)技術(shù)在醫(yī)療、通信、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如激光手術(shù)、光纖通信等。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書(shū)籍：推薦學(xué)生閱讀《光學(xué)原理》等書(shū)籍，以深入了解光學(xué)的基本理論和實(shí)驗(yàn)方法。

-觀看科普視頻：推薦學(xué)生觀看有關(guān)光學(xué)原理和光學(xué)儀器應(yīng)用的科普視頻，如《走進(jìn)科學(xué)》中的光學(xué)專(zhuān)題。

-參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)：鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校或社區(qū)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，親自動(dòng)手操作，加深對(duì)光學(xué)知識(shí)的理解。

-設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)自己的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，如利用不同類(lèi)型的透鏡觀察物體，探究不同透鏡的成像特點(diǎn)。

-開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)：指導(dǎo)學(xué)生選擇一個(gè)與光學(xué)相關(guān)的課題，進(jìn)行深入研究，撰寫(xiě)研究報(bào)告。

-參加科技競(jìng)賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加光學(xué)相關(guān)的科技競(jìng)賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽，以提升實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。

-探訪光學(xué)實(shí)驗(yàn)室：組織學(xué)生參觀光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，了解現(xiàn)代光學(xué)儀器的制作和使用。

-學(xué)習(xí)光學(xué)軟件：介紹一些光學(xué)模擬軟件，如Zemax、OpticStudio等，讓學(xué)生通過(guò)軟件模擬實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)光學(xué)原理的理解。

-參與學(xué)術(shù)講座：邀請(qǐng)光學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行講座，讓學(xué)生了解光學(xué)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展。教學(xué)反思今天上了八年級(jí)物理下冊(cè)第六章“常見(jiàn)的光學(xué)儀器”中的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究——凸透鏡成像”這一節(jié)課，總體來(lái)說(shuō)，我覺(jué)得效果還不錯(cuò)。但是，在反思的過(guò)程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。

首先，我覺(jué)得課堂的導(dǎo)入部分做得還可以。我通過(guò)提問(wèn)和展示圖片的方式，激發(fā)了學(xué)生的興趣，讓他們對(duì)凸透鏡成像產(chǎn)生了好奇心。但是，我也注意到，有些學(xué)生對(duì)于凸透鏡成像的具體原理還是不太理解，這說(shuō)明我在導(dǎo)入部分可能需要更加深入地講解一些基本概念。

在基礎(chǔ)知識(shí)講解環(huán)節(jié)，我盡量用簡(jiǎn)單易懂的語(yǔ)言來(lái)解釋凸透鏡成像的原理，并且結(jié)合了生活中的實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生理解。我發(fā)現(xiàn)，通過(guò)這樣的方式，學(xué)生們對(duì)凸透鏡成像的原理有了更清晰的認(rèn)識(shí)。但是，我也發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生對(duì)于公式的理解和應(yīng)用還存在困難，這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不夠扎實(shí)。

在案例分析環(huán)節(jié)，我選擇了幾個(gè)典型的案例，讓學(xué)生通過(guò)分析案例來(lái)加深對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)谟懻摰倪^(guò)程中，能夠積極地參與進(jìn)來(lái)，提出自己的看法和疑問(wèn)。這讓我感到很欣慰，因?yàn)檫@說(shuō)明我的教學(xué)方法是有效的。但是，我也注意到，在討論過(guò)程中，有些學(xué)生顯得比較被動(dòng)，這可能是因?yàn)樗麄兊淖孕判牟蛔悖蛘呤菍?duì)物理實(shí)驗(yàn)缺乏足夠的興趣。

在學(xué)生小組討論環(huán)節(jié)，我看到了學(xué)生們合作解決問(wèn)題的能力。他們能夠互相幫助，共同完成討論任務(wù)。這讓我感到很欣慰，因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生合作精神和團(tuán)隊(duì)意識(shí)的好機(jī)會(huì)。但是，我也發(fā)現(xiàn)，有些小組在討論過(guò)程中，沒(méi)有很好地分配任務(wù)，導(dǎo)致討論效率不高。這需要我在今后的教學(xué)中更加注重小組討論的組織和引導(dǎo)。

在課堂展示與點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，學(xué)生們表現(xiàn)出了很好的表達(dá)能力。他們能夠清晰地闡述自己的觀點(diǎn)，并且能夠接受他人的意見(jiàn)和建議。這讓我感到很滿意，因?yàn)檫@是培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力的重要環(huán)節(jié)。但是，我也發(fā)現(xiàn)，有些學(xué)生在展示時(shí)顯得有些緊張，這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)公開(kāi)表達(dá)缺乏信心。因此，我需要在今后的教學(xué)中，更多地鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行公開(kāi)表達(dá)，提高他們的自信心。

最后，在課堂小結(jié)和課后作業(yè)布置環(huán)節(jié)，我簡(jiǎn)要回顧了本節(jié)課的主要內(nèi)容，并強(qiáng)調(diào)了凸透鏡成像的重要性和意義。同時(shí)，我也布置了課后作業(yè)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作來(lái)鞏固所學(xué)知識(shí)。我覺(jué)得這個(gè)環(huán)節(jié)做得還可以，但是我也意識(shí)到，在課后作業(yè)的布置上，我需要更加注重作業(yè)的針對(duì)性和實(shí)用性。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們學(xué)習(xí)了八年級(jí)物理下冊(cè)第六章“常見(jiàn)的光學(xué)儀器”中的“學(xué)生實(shí)驗(yàn)：探究——凸透鏡成像”。通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了凸透鏡的基本特性，包括它的形狀、焦距等，以及這些特性如何影響凸透鏡的成像。

首先，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，知道了凸透鏡成像的基本規(guī)律，包括物體距離透鏡的遠(yuǎn)近如何影響成像的大小和倒正。我們還學(xué)習(xí)了如何通過(guò)調(diào)整物體與透鏡之間的距離來(lái)控制成像的位置和大小。

其次，我們通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握了如何計(jì)算像距和焦距，以及如何判斷成像的性質(zhì)，比如實(shí)像和虛像的區(qū)別。

在課堂上，我們進(jìn)行了以下幾項(xiàng)重要的內(nèi)容：

1.凸透鏡成像原理的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.成像大小、位置和性質(zhì)的判斷。

3.物距和焦距關(guān)系的理解與應(yīng)用。

當(dāng)堂檢測(cè)：

為了鞏固今天所學(xué)的知識(shí)，我們將進(jìn)行以下當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單項(xiàng)選擇題：

（1）下列哪個(gè)說(shuō)法是正確的？

A.凸透鏡只能形成實(shí)像

B.凸透鏡只能形成虛像

C.凸透鏡既能形成實(shí)像也能形成虛像

D.凸透鏡只能形成倒立像

（2）如果物體放在凸透鏡的1倍焦距以內(nèi)，成像的特點(diǎn)是？

A.成正立放大的虛像

B.成倒立放大的實(shí)像

C.成正立縮小的虛像

D.成倒立縮小的實(shí)像

2.實(shí)驗(yàn)操作題：

請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，利用凸透鏡和光屏來(lái)驗(yàn)證成像規(guī)律，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.應(yīng)用題：

假設(shè)你有一個(gè)凸透鏡，焦距為10cm?，F(xiàn)在你想要在光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，物體應(yīng)該放在凸透鏡的什么位置？請(qǐng)計(jì)算并解釋你的答案。典型例題講解在凸透鏡成像的教學(xué)中，以下是一些典型的例題，旨在幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用凸透鏡成像的規(guī)律。

例題1：

一物體放在凸透鏡前20cm處，已知凸透鏡的焦距為10cm，求像距和成像的性質(zhì)。

解答：

根據(jù)凸透鏡成像公式\(\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}\)，其中\(zhòng)(f\)是焦距，\(u\)是物距，\(v\)是像距。

代入已知數(shù)值\(f=10cm\)，\(u=20cm\)：

\[\frac{1}{10}=\frac{1}{20}+\frac{1}{v}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{10}-\frac{1}{20}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{2}{20}-\frac{1}{20}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{20}\]

\[v=20cm\]

由于\(v\)為正值，成像為實(shí)像。因?yàn)閈(u>f\)，所以成像為倒立、縮小的實(shí)像。

例題2：

一個(gè)物體放在凸透鏡前30cm處，凸透鏡的焦距為15cm，求像距和成像的性質(zhì)。

解答：

同樣使用凸透鏡成像公式：

\[\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}\]

代入已知數(shù)值\(f=15cm\)，\(u=30cm\)：

\[\frac{1}{15}=\frac{1}{30}+\frac{1}{v}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{15}-\frac{1}{30}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{2}{30}-\frac{1}{30}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{30}\]

\[v=30cm\]

由于\(v\)為正值，成像為實(shí)像。因?yàn)閈(u>2f\)，所以成像為倒立、縮小的實(shí)像。

例題3：

一個(gè)物體放在凸透鏡前5cm處，焦距為10cm，求像距和成像的性質(zhì)。

解答：

使用凸透鏡成像公式：

\[\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}\]

代入已知數(shù)值\(f=10cm\)，\(u=5cm\)：

\[\frac{1}{10}=\frac{1}{5}+\frac{1}{v}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{10}-\frac{1}{5}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{10}-\frac{2}{10}\]

\[\frac{1}{v}=-\frac{1}{10}\]

\[v=-10cm\]

由于\(v\)為負(fù)值，成像為虛像。因?yàn)閈(u<f\)，所以成像為正立、放大的虛像。

例題4：

一個(gè)物體放在凸透鏡前25cm處，焦距為15cm，求像距和成像的性質(zhì)。

解答：

使用凸透鏡成像公式：

\[\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}\]

代入已知數(shù)值\(f=15cm\)，\(u=25cm\)：

\[\frac{1}{15}=\frac{1}{25}+\frac{1}{v}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{15}-\frac{1}{25}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{5}{75}-\frac{3}{75}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{2}{75}\]

\[v=37.5cm\]

由于\(v\)為正值，成像為實(shí)像。因?yàn)閈(f<u<2f\)，所以成像為倒立、放大的實(shí)像。

例題5：

一個(gè)物體放在凸透鏡前8cm處，焦距為10cm，求像距和成像的性質(zhì)。

解答：

使用凸透鏡成像公式：

\[\frac{1}{f}=\frac{1}{u}+\frac{1}{v}\]

代入已知數(shù)值\(f=10cm\)，\(u=8cm\)：

\[\frac{1}{10}=\frac{1}{8}+\frac{1}{v}\]

\[\frac{1}{v}=\frac{1}{10}-\frac{1}{8}