《六、学生实验：探究凸透镜成像》教学设计(重庆市县级优课)-八年级物理教案

规律课教学的思考——以《凸透镜成像的规律》为例摘要：《凸透镜成像的规律》一节是《透镜及其应用》一章的核心内容。针对实际教学中遇到的两个难点：=1\*GB3①学生不会找像，盲目操作；=2\*GB3②学生不会探究，盲目探究。笔者通过三次活动：=1\*GB3①体验成像：使学生成功呈现三种不同性质像的同时，体验像的性质与物距有关；=2\*GB3②实验探究：明确指定物距探究其成像性质，使课堂有限的实验探究更有针对性和实效性，同时也兼具实验的普遍性；=3\*GB3③分析论证：引导学生分析实验数据，归纳出各种不同成像性质的分界点，最终成像规律水到渠成。三次活动，为学生逐级搭建台阶，循序渐进，分小步走但却有大收获。关键词：凸透镜成像规律；像；实验探究；分析论证一、问题背景《凸透镜成像的规律》一节是《透镜及其应用》一章的核心内容。第一节《透镜》，介绍了透镜的基础知识及其对光的作用；第二节《生活中的透镜》，介绍了生活中的透镜，以使学生对生活中常用的透镜及其成像的情况，获得具体、生动的感性认识。这两节分别从知识方面和探究过程方面，为第三节学生自主探究“凸透镜成像规律”做好了铺垫。第四节《眼睛和眼镜》、第五节《显微镜和望远镜》，作为透镜成像规律的应用，进一步巩固了所学知识，对帮助学生认识透镜成像规律的实际应用，以及让学生感受物理是有用的等情感态度价值观方面的教育有着很好的价值。但在本节的实际教学过程中，存在着两大难点：=1\*GB3①不会找像：学生既不清楚什么是像，也不知道怎样调节才能找到像，盲目操作。=2\*GB3②不会探究：学生既不清楚实验目的，也不知道怎样划分物距范围，更不会从大量的实验数据中分析归纳得出成像规律等实验结论，盲目探究。为此，笔者设计了两次学生活动环节：=1\*GB3①体验成像：充分介绍各实验器材的使用方法、光具座的调节方式等，明确实验操作的步骤和流程，引导学生调节出三种不同性质的像，初步体验找像的成功，明确操作要义。=2\*GB3②实验探究：明确给定多组物距进行实验探究，找出其成像性质，进而引导学生分析归纳出各种不同成像性质的分界点，最终总结得出成像规律，明确探究目的。二、设计依据巴甫洛夫曾经说过：“重要的是科学方法，它是思想的总结。认识一个科学家的方法比认识它的成果价值要大。”所以，笔者认为，教师在教学过程中就要结合物理学科的特点，选择科学有效的教学方法。《凸透镜成像的规律》一节的教学目标在于：=1\*GB3①通过实验探究并知道凸透镜成像的规律；=2\*GB3②通过探究活动，体验科学探究的过程和基本研究方法；=3\*GB3③体会实验探究活动在认识事物过程中的重要意义，建立生活与物理知识的联系；乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。本节课常见的教学思路大致分为两大类：=1\*GB3①“演绎式”，即通过上一节《生活中凸透镜成像》的应用，引导学生猜想成像性质和物距有关，并进一步启发学生猜想出三段物距划分（二倍焦距以外、一倍焦距和二倍焦距之间、一倍焦距以内），随后指导学生通过实验探究，验证猜想的正确性；=2\*GB3②“归纳式”，即让学生通过自主探究凸透镜不同的成像性质，从收集的大量实验数据中分析归纳，进而总结出凸透镜成像的规律。“演绎式”教学，教师引导性强，便于课堂有限时间的操作，但猜想物距划分环节尤其是对“二倍焦距”的猜想稍显牵强。“归纳式”教学，则更能体现学生的主体地位和作用，重在学生自主探究、自主分析、自主总结，学生的主动性明显增强，有利于学生思维能力的发散提升；但因为学生自主性强，所以不易把控，可能导致学生盲目探究、无法在课堂的有限时间内得出结论、最终导致课堂无效，考验着教师的课堂驾驭能力。但正是基于对本节课教学目标的分析，笔者决定尝试采用“归纳式”教学方法，希望通过本节的学习，不仅要使学生了解凸透镜的成像规律，而且要使学生了解：在科学探究中，常常要通过实验收集数据（或证据），并对数据进行分析，最后归纳出科学规律。在探究过程中，引导学生对凸透镜的成像规律进行猜想，并初步设计方案，最后用实验探究的方法，得出凸透镜成像的规律。三、教育教学过程（一）教学突破点一：不能识像。学生并不清楚什么是“像”，更无法区分“实像”、“虚像”和“光斑”。为此，笔者设计了新课引入环节，力求通过“传递冬奥圣火”的情境引入，将“实像”、“虚像”和“光斑”一一呈现，并帮助学生加以鉴别；同时结合问题引入，启发学生发现凸透镜成像性质的不同，为后面的探究猜想做铺垫。◆新课引入1.情境引入——“冬奥圣火”通过凸透镜“传递”（投射）到白墙上（成像）。即：用大凸透镜将大烛焰的像成在白墙上，以增强可见度。凸透镜成像性质：（1）远——倒立缩小的实像；（2）中——倒立放大的实像；（3）近——正立放大的虚像。（强调“圆斑”不是像，“像”须像物体“烛焰”）2.问题引入：为什么同为凸透镜，但是成像的性质却各不相同？（二）教学突破点二：不会调像。通过新课引入环节，学生虽然能够识别什么是像，能够辨别像的虚实，但却不会自己调像。他们总是动动物体（烛焰）、又调调凸透镜、也移移光屏，盲目地在光具座上调节，凭运气找像，却不能找到那个最亮最清晰的像，继而影响后面成像性质与物距、像距关系的探究。为此，笔者设计了“学生活动一”，让学生在老师的指导下，按照“凸透镜、物体、光屏”的先后顺序，调节其在光具座上的位置，找到那个最亮、最清晰、最像物体的像，体验三种不同性质的像，为后面探究凸透镜成像规律打牢实践操作基础。◆新课教学之学生活动一：观察思考（体验成像）1.实验器材：烛焰、凸透镜、光屏、光具座。把蜡烛、凸透镜、光屏，顺次摆放在光具座上（师演示操作）。2.找像：先固定凸透镜的位置在光具座中央50.00cm处不动，再固定物体的位置不动，只调节光屏的位置在光屏上找像。（旨在强调调节的先后顺序：=1\*GB3①凸透镜；=2\*GB3②物体；=3\*GB3③光屏。）3.辨像:展示三幅图，辨别何为“像”——最亮、最清晰、最像物体的才是像。4.调像：（1）在光屏上调节出：倒立缩小的实像；（2）如何使像成在光屏中央：烛焰的焰心、凸透镜的光心、光屏的中心，“三心”在同一水平直线上。（3）在光屏上调节出：倒立放大的实像；（4）在光具座上调节出：正立放大的虚像：取下光屏，眼睛从光屏一侧，逆着折射光的方向看回去，虚像成在物体的同侧。（三）教学突破点三：盲目探究。通过活动一，学生已经能够清晰地呈现出三种不同性质的像，同时也定性地感知并发现了成像性质与物距有关，但并不能够定量的确定其具体关系，也不知该如何划分物距的范围。为此，笔者设计了“学生活动二”，明确给定多组物距进行实验探究，找出其对应的成像性质。通过教师有意识给定的多组物距进行成像性质的探究，既保证了实验结论的普遍性，又使实验探究更具针对性和实效性，为有限的课堂教学节约了时间，提升了课堂效率。◆新课教学之学生活动二：实验探究（探究凸透镜成像规律）1.提出问题：凸透镜成像的正倒、大小、虚实和什么因素有关？2.猜想假设：凸透镜成像的正倒、大小、虚实和物距有关。（1）物距：物体（焰心）到凸透镜（光心）的距离（以底座中线为准，学生练习读数）。（2）像距：像（光屏）到凸透镜（光心）的距离（以底座中线为准，学生练习读数）。3.设计并进行实验：凸透镜固定在光具座中央50.00cm处不动，将烛焰由远移近凸透镜，学生分组探究指定物距下的成像性质，并测量其对应的像距，将其记录在实验表格中。4.收集证据（学生上台展示实验数据）凸透镜焦距f＝5、10cm生活中的应用物距与焦距的关系物距u/cm像的性质像距v/cm像距与焦距的关系f＝5f＝10正倒大小虚实20.0040.0015.0030.0011.0021.009.0019.007.0015.006.0011.004.009.003.005.003.00（四）教学突破点四：分析论证。本次实验探究的又一重点在于“分析论证”环节。笔者引导学生分析实验探究获得的数据，找出“缩小实像”和“放大实像”的分界点、“倒立实像”和“正立虚像”的分界点，从而得出凸透镜成像规律，实验结论水到渠成。◆实验探究5.分析论证分析表格中的数据，找出凸透镜成像的规律：（1）像的大小：“缩小实像”和“放大实像”的分界点？（师可通过实验补充二倍焦距处成像性质：倒立等大的实像）（2）像的正倒、虚实：“倒立实像”和“正立虚像”的分界点？（师可通过作图补充一倍焦距处成像性质：不成像）（3）成像规律：当物体（物距）……像成在（像距）……成（性质）……像。6.交流评估（学生交流实验中的收获和不足）◆总结规律1.一倍焦距分虚实；2.一倍焦距分正倒；3.二倍焦距分大小；4.物近像远像变大，物远像近像变小（实像）。◆成像应用生活中的应用物距与焦距关系像的性质像距与焦距关系照相机u＞2f倒立缩小的实像f＜v＜2f找焦距u=2f倒立等大的实像v=2f投影仪2f＞u＞f倒立放大的实像v＞2fu=f不成像放大镜u＜f正立放大的虚像◆复习巩固1.P98想想议议。2.拍照：集体合照→单人特写，如何调节物距和像距？◆布置作业1.撰写实验报告。2.照相机、投影仪、放大镜的成像光路图。教育教学反思《凸透镜成像的规律》教学是本章的重难点内容，既是一个完整的探究性实验，汇集了实验研究的所有要素，又重视规律在生活中的应用，也是对凸透镜成像光学原理的升华。为此，本节第一课时的教学重点，笔者把它放在了“实验探究”上，既让学生经历完整的实验探究过程，又有所侧重，将实验重点放在了“收集数据”和“分析论证”环节，不仅培养了学生进行实验、收集数据的动手能力，更培养了学生从大量纷繁的实验数据中分析论证、提炼结论的逻辑思维能力和动脑能力。同时通过“找像”、“辨像”、“调像”等活动，突破了学生成像困难、不能识像、无法辨像、不会调像的难点，为后续实验数据的收集提供了强有力的保障。本节课通过三次活动，为学生逐级搭建台阶，突破难点，循序渐进，分小步走但却有大收获。五、创新点说明本节教学设计将难点有效分解、逐个击破，避免了探究的盲目性，提升了课堂教学的有效性。第一次活动，教会学生如何识像、如何辨像、如何找像