《科学探究：凸透镜成像》

1、科学探究：凸透镜成像模板课题：科学探究 凸透镜成像授课教师：四川省内江市资中县球溪高级中学黄 璜教 材：八年级物理第四章第五节一、教材分析本节选自义务教育课程标准实验教科书物理八年级上册，是初中物理光学的重要内容，凸透镜成像又是初二物理知识的重点，本节既是学习凸透镜成像原理，又是进一步学习眼睛成像和照相机等仪器原理的基础，是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一体的课。二、学生分析通过上节课的学习，学生已经知道了光的折 射规律。但由于初二的学生认知能力还比较低，对知识的归纳概括以及迁移能力还不强。所以要把折射规律和凸透镜成像联系起来还比较困难。对于凸透镜也仅仅知道它叫放大镜，能把物体放大，但对

2、凸透镜能成缩小实像和放大实像他们是知之甚少的。三、教学目标根据全面提高学生素质的总体目标与课程标准的要求以及学生已有的认识基础，我确定了本节的教学目标如下：1、知识目标（1）知道什么是凸透镜，以及凸透镜对光线的会聚作用。（2）知道凸透镜的光心、焦点、焦距和主光轴（3）通过探究性实验得出凸透镜成像的规律。2、能力目标（1）培养学生的观察能力（2）通过学生自己制定实验计划，进行实验操作和总结实 验规律，培养了学生实验能力和分析问题解决问题的能力，以及组织协调能力。3、情感与价值目标（1）通过探究凸透镜成像规律的实验，有意识的渗透辩证唯物主义观点。（2）通过介绍我国古代劳动人民利用冰透镜对准太阳光取

3、火的事例，对学生进行爱国主义教育和民族自豪感的教育。四、重点和难点凸透镜对光线有会聚作用和它的成像规律是本节的重点。学生用实验探究凸透镜成像规律是本节教学的难点。五、教具准备1、不同焦距的凸透镜（f=5cm和f=10cm）;光具座；蜡烛；光屏；平行光源。2、多媒体课件六、设计理念 1、在凸透镜成像规律的探究过程中，通过给学生创设问题的情景，充分调动学生的积极性， 使学生去讨论、去猜想、设计实验方案并动手做实验，让学生成为凸透镜成像规律的发现者”，课堂的主人翁，使本节课的教学过程如研究课题那样去进行。2、在整个教学过程中，教师是学生的合作者、引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程

4、。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨其思维。3、教学的真正目的是让学生探索规律，获得研究、思维的方法，然后通过方法的获得以及运用方法探索、创造的过程， 使学生形成对科学研究有亲近热爱、和谐相融的情感，具有乐于探索物理现象和日常生活中的物理学原理的科学精神。因此，本节课将把思维程序作为贯穿整个教学过程的主线，教给学生一种研究问题的思维方法，从而培养学生的多种能力，尤其是创造能力，达到教学的真正目的。七、教学流程（一）、创设情景，弓I入新课1、出示手中的凸透镜问学生？它是什么？我们在日常生活中那些设备上还见过它？引导学生回答出在照相机、投影仪上见过它。并告诉学生：我国古代的劳动

5、人民在很久以前就知道用冰磨成它的样子，来取火。”它的名字叫什么呢？叫凸透镜。今天我们就来学习它。本节设计意图：贴近学生生活举例，从生活走向物理，能激发学生的学习兴趣。并不失时机地进行民族自豪感教育（二）学法指导，探究新知请同学们观察一下实验桌上的凸透镜。组织观察、讨论分析得出凸透镜的形状特征。并板书：1、凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜。提问：我们知道了光的折射规律，那么光线 穿过凸透镜时会发生什么现象呢？在光具座上演示：平行光源发出的光线经过凸透镜折射后会聚于一点。得出：凸透镜对光线有会聚作用，所以它又叫会聚透镜。利用多媒体投影仪演示凸透镜对光线的会聚作用，从而介绍几个相关名词：光心、焦点、焦距

6、和主光轴。本节设计目的：通过学生观察实物、演示实验和多媒体课件展示，使学生能直观的、快速的认识凸透镜对光线的会聚作用。培养了学生的观察能力和归纳概括能力，符合其认知规律。2.提出问题先让学生拿着凸透镜近距离的观察书上的字，学生会看到字被放大了，提问：通过凸透镜看到的物体都是放大的吗？然后让学生拿着凸透镜慢慢的远离书上的字，或者观察远处的物体。通过以上观察得知：物体通过凸透镜发生了变化，远处的物体变小了，而且倒着。近 处的物体只是被放大了，正倒没有发生变化。引导学生思考：用同一个凸透镜观察不同的物体时，为什么有的大，有的小，有时倒，有时正呢？使学生进入探索的物理情景当中。3.提出猜想猜猜看：这些

7、现象与哪些因素有关？下面我们用实验去探究这一规律。4.制定实验计划介绍光具座，物体到透镜中心的距离简称物距 （u），像到透镜中心的距离简称像距 （v）提示： 在使用光具座时，像的位置和光屏的位置是不同含义。 只有当光屏上得到特别清晰的像， 这 时光屏的位置就是像的位置。让学生汇报设计的方案计划学生可能有各种各样的计划，让他们自己小组内讨论决定使用哪一种方案。5.进行实验与收集证据 要求：（1）不管用何种方案都要做好记录：像的大小、像的正 倒、物距、像距、物距与像距的关系。请学生开始自由实验，教师巡回指导。经过一段时间的实验，学生中大致会出现三种情况：A、没有找到像；B、找到了放大或缩小的像；C

8、、光屏上烛焰的轮廓不清晰，本不是像。对A种情况，老师稍加提示，使之转变成第二种情况。 针对部分学生可能会对像产生的误解，教师要明确的指出： 有的同学找到的不是像，同学们也许会感觉疑惑，急于想知道自己找到的是不是像，老师这时再通过演示实验强调如何找像，什么是像。指导实验：蜡烛放在距凸透镜两倍焦距（2f）处，你猜会观察到什么样的像。（试试看）把凸透镜恰好放在距物体一倍焦距 （f）处，又会出现什么情况？（先猜，后试试）请学生把实验中得出的数据填入学案的表格内。5、分析实验数据，总结得出实验结论一一凸透镜成像规律，并板书。本节设计意图：1、传统教学在 研究凸透镜成像规律”时，教师一般先列举出各种成像的

9、条件，然后再让学生通过实验去验证各种情况下的像， 通过这样的验证性实验学习凸透镜成像规律， 学生学得 非常被动。我认为探究教学关键是让学生成为自己学习的主人，于是我在设计教学中， 先让学生列举生活中放大镜、照相机、投影仪的实例，然后引导学生对具体的实例提出质疑放大镜”为什么还能成正倒、大小甚至虚实不同的像？接着由学生自行制定计划、进行探索性的实验、分析得出成像的规律，即物距、焦距、像距的关系。使学生在学习知识的同 时，亲身体会这种科学探究的过程。本课时主要是培养学生制定计划、收集数据、初步分析等能力。2. 针对学生在平时课堂探究活动中表现出的一定程度的无序性，采取印发学案（见附件）的措施：让学

10、生了解自己在探究活动中应该要干什么事，明确自己的目的；教师也在学生探究过程中给学生一些方向性的提示，但这些提示应区别于我们传统实验课中的实验步骤”；在尽量给学生更加宽松的思维空间和活动空间的同时，避免探究活动中盲目性。 在宽松的思维空间里，学生肯定会提出许多独特的问题，会迸发出更多的思想火花。（三）归纳小结，深化目标，布置作业。1、小结本课的知识点。（1 ）凸透镜的定义。（2）凸透镜对光线的会聚作用。什么是焦点、光心、焦距和主光轴。（3）用课件演示成像规律。2、告诉学生：大家实验做得很好，得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。从而激发学生的探索热情。3、课后

11、练习以及阅读信息窗的内容。了解凹透镜有哪些特点？七、板书设计五、科学探究：凸透镜成像1、凸透镜一一中间厚，边缘薄的透镜。2、凸透镜成像规律：因为对光线有会聚作用， 也叫会聚透镜。u 2f 成倒立、缩小、实像焦点（F）u = 2f 成倒立、等大、实像光心（O）fv u v 2f成倒立、放大、实像焦距 （f）u=f 不成像主光轴uv f成正立、放大、虚像附件：学 案1. 活动：你透过凸透镜看远处的物体时，你会看到怎样的像，提出问题。2. 猜想：这些结果与哪些因素有关 ？3. 制定实验计划：4. 实验过程(1) 你认为你组同学有哪些与探究活动无关的活动？(2) 你组同学是否得到了蜡烛的像 ？(3)

12、你组同学光具座上物体排列的顺序是怎样的？(4) 你组同学在活动中，为了得到清晰的像，移动了哪些器件？有哪些没移动？你认为他们如此移动可行吗？如果移动显得混乱，不益于研究问题，你认为该怎么固定、移动？(5) 你组同学得到了哪些像？(放大、缩小、等大的)(6) 你组同学测出了各种情况时的物距和像距？5. 探究实验记录表物距 u (cm)像的性质【凸透镜焦距(f=5cm或f=10cm )】倒立正立缩小放大实像虚像 3020151 2下一页教学目标路程和时间的计算”教学目标 知识目标用公式和其公式变形计算某段路程内的速度、路程和时间.能力目标应用物理知识解决实际问题的能力，要会分析实际的物理问题的物理

13、过程，并用对应的知识解决.情感目标1 培养解题规范，养成良好的行为习惯.2 培养学生克服困难解决疑难问题的良好的意志品质.教学建议”路程和时间的计算”教材分析教材用两个例题，由速度公式，变形为计算路程和时间的公式和第一个例题中，有分析的过程，解题的过程标准，有已知、求、解和答的四个过程例题2中用参考图帮助学生分析物理过程，这样从图中很容易找到解题的思路，再用一些公式变形来解出所要求的物理量.教法建议第一个例题应当注重解题的过程，强调做题的规范， 应当在此基础上，教师提供一个例题，巩固刚学到的公式变形知识和解题过程规范.第二个例题注重分析问题的一般步骤和思路，一般对于较复杂的问题，应当画出参考图

14、，帮助分析物理过程，并在思考图上画出已知 的物理量和待求的物理量，解题过程就变得简单明了.本节教学是习题教学，要防止要求过高，过难，以免挫伤学生的学习热情，即使对于基础较好的班级，也不宜补充比教材更复杂的内容.路程和时间的计算”教法建议本节主要是习题教学，注意形成解题的规范解题要先审题，可以用图解来帮助分析,在参考图上注明各个物理量，有已知的和待求的以及一些中间量，先考虑清楚解题的过程， 再按照一定的步骤来解题， 在解题过程中要有公式、数值和单位、答的过程，要求过程完整.教师选题可以用教材上的例题，还可以根据学生的实际能力情况进行增删.学生解题中常见的问题有：没有写出解题所依据的公式；对于物理

15、量的代入没有做出区别， 标出脚标不 明确；单位没有统一；解题过程中没有单位；不能用图示分析问题等.教学设计示例路程和时间的计算”教学设计示例【知识单元分析】 计算路程、时间的题目中常见的问题：1 不写出所依据的公式， 对于不同的速度、 路程、时间不用带不同脚标的符合表示.2 没有统一单位.3 在计算过程中没注明单位.4 不使用作图的方法帮助分析复杂的问题.5 做题的格式不合理，容易出错.解题的一般思路1 分析题意，想象物体的运动情况，看清题目中的已知量和待求量.2 利用所学的物理知识、公式、数学知识等分析，对于较复杂的问题应当画出参考 图建立物理图景，分析物理过程.3 按照例题的格式，把已知、

16、求、解、答的过程完成.【教学过程设计】一. 速度公式和公式变形 速度公式是，将公式变形为：，分别用于计算路程和时间.方法一：小学曾学习过公式的变形，可以让学生直接根据速度公式得出，对于公式中的物理量应当注明单位，并注意到可以根据题意使用m、s、m/s和km、h、km/h 方法二：对于基础较薄弱的班级，可以用下述的方法实现，列出一个例题：如果汽车以50km/h的速度运动，由日常生活经验和数学的知识可以计算1小时、2小时、3小时后通过的路程，答案见副板书 1用同样的方法可以总结出路程和时间的计算公式.二路程和时间的计算1. 【例题1】已经测出自己正常步行的速度是1.2m/s.从家门到校门要走 15

17、min .那么上学要走的路程大约是多少？本题注意的问题是：（1 ）分析题意，由基本公式 变形得到 用来计算路程.（2）计算前 应当注意时间的单位由 min换为s. （3）注意解题的过程，要列出所需的公式、代入数值和 单位，步骤为已知、求、解、答.2. 【例题2】郑州到上海的铁路长约 1000km，从郑州到上海要运行 14h到达南京到郑 州的铁路长约700km .设火车在铁路上运行的速度相等，求从郑州到南京的时间.本题要注意的问题是：（1）较复杂的问题要用参考图分析，参考图见副板书2.由于小学的一些计算题有用图分析的问题，所以对于基础较好的班级可以让学生自行画出参考 图，教师分析每个学生的图，指

18、出其正确和错误的地方，能充分调动学生的积极性.（2）列出物理量时应当注意在物理量符合上注明脚标，见副板书上的表示.（3）建立等量的观念，在本题中速度是相等的，所以可以用计算全程的速度后用于计算郑州到南京的时间.探究活动实践探究：体验运动的感觉【课题】体验运动的感觉【组织形式】学生活动小组【活动流程】提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评 估；交流与合作.【参考方案】坐在汽车里，体验当汽车静止、以某一速度正常行驶、速度增加、速度减小、转弯等时 刻的感觉.【备注】1、写出探究过程报告，可以没有结果.2、发现新问题.教学目标知识目标1知道电流的热效应2理解焦耳定

19、律的内容、公式、单位及其运用能力目标知道科学研究方法常用的方法等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用方法情感目标通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念教学建议教材分析教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会的一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难在实验基础上再去推导学生更信服同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识做好实验是本节课的关键教法建议本节课题主题突出，就是研究电热问题可以从电流通过导体产生热量入手，可以举例也可以让学生通过实验亲身

20、体验 然后进入定性实验对焦耳定律内容的讲解应注意学生对电流平方成正比不易理解，可以通过一些简单的数据帮助他们理解推导中应注意条件的交代定律内容清楚后，反过来解决课本中在课前的问 题 教学设计方案提问：(1) 灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？(2) 电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？学生回答：发烫是电流的热效应引入新课(1)演示实验：1、介绍如图9-7的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各装一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大，串联起来，通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高，体积膨胀，煤油在玻璃管里会上升，电流产生的热量越多

21、，煤油上升得越高观察煤油在玻璃管里上升的情况，就可以比较电流产生的热量2、三种情况：第一次实验：两个电阻串联它们的电流相等，加热的时间相同，甲瓶相对乙瓶中的电阻较大，甲瓶中的煤油上升得高表明：电阻越大，电流产生的热量越多第二次实验：在两玻璃管中的液柱降回来的高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做实验，让通电的时间与前次相同， 两次实验比较甲瓶前后两次煤油上升的高度，第二交煤油上升的高，表明：电流越大，电流产生的热量越多第三次实验：如果加长通电的时间，瓶中煤油上升越高，表明：通电时间越长，电流产 生的热量越多.(2) 焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定电流通过导体产

22、生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比.跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律.焦耳定律可以用下面的公式表示：Q=l2Rt公式中的电流I的单位要用安培(A)，电阻R的单位要用欧姆(Q)通过的时间t的单 位要用秒(s)这样，热量Q的单位就是焦耳(J).例题 一根60Q的电阻丝接在36V的电流上，在5min内共产生多少热量.解： I=U/R=36V/60 Q =0.6AQ = I2Rt = (0.6A)2 X 60QX 306s6480J在一定的条件下，根据电功公式和欧姆定律公式推导出焦耳定律公式如果电流通过导体 时，其电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所作的

23、功全部用来产生热量.那么，电流产生的热量 Q就等于电流做的功 W，即Q=W. W=UIt，根据欧姆 定律 U=IR推导出焦耳定律 Q=I2Rt ,(3) 总结在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多， 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多探究活动【课题】焦耳定律”的演示【组织形式】学生分组或教师演示【活动方式】1 提出问题2.实验观察3. 讨论分析 【实验方案示例】1实验器材：干电池四节，玻璃棒，若干电阻丝，蜡烛，火柴棒.2. 制作方法把同一根

24、电阻丝分别绕在玻璃棒的两端， 绕线匝数比例为1 : 8,两线圈相距5 cm左右， 然后在这两个线圈上滴上同样多的蜡， 使线圈被蜡均匀地包住. 点着火柴立即吹灭， 靠其余 热将两根火柴杆粘在两个线圈上，如图 1所示.图13. 实验步骤（1）用两节干电池给玻璃棒上的电阻丝通电，可看到匝数多的线圈（电阻大）上的火 柴杆比匝数少的线圈 （电阻小）上的火柴杆先掉.这就表明：在电流强度和通电时间相同的 情况下，电阻越大，电流产生的热量就越多.（2）经过较长时间后，匝数少的线圈（电阻小）上的火柴杆也会掉下来这就说明： 通电时间越长，电流产生的热量越多.（3）用四节电池（增大电源电压）重做上述实验，可看到两根

25、火柴杆都先后很快掉下 来.在线圈的温度不太高时，可认为总电阻不变，电压增大时，通过它们的电流增大.这就 表明：电流越大，电流产生的热量越多.教学目标 知识目标1了解光的色散现象.2. 了解透明体的颜色由它能通过的色光的颜色决定；不透明体由于它们对不同色光的 反射和吸收情况不同，所以看上去有不同的颜色.3. 认识三原色，在此基础上明确颜料的三原色与色光的三原色不同，混合原理不同. 能力目标培养学生观察生活现象，对立思考问题，解决问题的能力.情感目标本节涉及的生活实例比较多， 在指导学生学习的过程中， 注意培养学生发现美、 认识美、 创造美的乐观主义精神，由热爱生活出发，继而热爱科学探索.教学建议

26、 教材分析本节是选学内容，教材通过光的散射实验， 介绍白光的组成，进而由实验说明透明体和 不透明体呈现不同颜色的道理， 说明色光混合和颜料的情况. 这些知识在日常生活和科学技 术中经常见到用到，是科学常识，也是很有趣味的知识.教法建议本节是选学内容，介绍的知识都是日常生活和科学技术中经常见到用到的，是科学常识,有很强的趣味性，可用实验法将各种光的色散现象展示出来，在日常生活现象的分析上可采用启发式教学.为明确颜料的三原色与色光三原色的不同，教师可采用实验教学与讨论法相结合的方式.教学设计示例一、新课引入方案一：教师可向学生讲述牛顿分解色光的小故事，激起学生的学习兴趣.继而引入新课.方案二：学生实验：太阳光通过棱镜分解成色光.这个实验学生在小学自然课中知道，对于这个实验，教师可稍加指导.在学生兴趣被激起后转入新课教学.二、新课教学1学生实验：太阳光分解成的色光经棱镜混合成白光这个实验学生是生疏的，为保 证实验质量，教师在实际教学中应指