《科学探究：凸透镜成像》名师教案

第四章

多彩的光《第五节

科学探究：凸透镜成像》教案重庆市两江中学校

唐菊

【教学目标】

一、知识与技能

1、认识凸透镜及其特点。

2、理解凸透镜成像规律。

二、过程与方法

1、通过实验探究，培养学生的实验操作能力和分析能力。

三、情感态度与价值观

通过实验中的交流与合作激发学生对科学的求知欲，培养学生探索自然探究生活的乐趣，通过观看单反相机镜头的生产视频激发学生对物理的学习兴趣。

【教学重、难点】

一、重点

1、凸透镜知识及其特点。

2、凸透镜的成像规律。

二、难点

1、科学探究凸透镜的成像规律。

【教学方法】

讲授法、观察法、讨论法、实验法、合作探究法、对比法、比较归纳法

【教具准备】

多媒体课件、光具座、光屏、厚度不同的凸透镜、蜡烛、近视眼镜、凹透镜、火柴、视频短片

【课时安排】

第一课时

【教学过程】教师活动学生活动设计意图一、

新课引入

问题：同学们，在我们的生活中总会有很多精彩时刻，也会有很多美好的瞬间。那么，你们是如何留住生活中的这些美好瞬间的呢？

师：你们刚才所说的照相机摄影机之所以有这个功能是因为它的镜头里有一个很重要的部分——透镜。随着科学技术的发展像这样的玻璃元件在生活中有很多应用。（多媒体展示各种透镜产品。）

二、

新课教学

1、认识透镜

师：我今天呢也给大家带来了两类用的最广泛的透镜。（拿出准备好的放大镜和凹透镜。）请同学们观察这两类透镜有什么不同？

总结：透镜可以分为两类。

凸透镜：中间厚边缘薄。

凹透镜：中间薄边缘厚。

师：我们本节课的重点是学习运用最广泛的“凸透镜”。接下来我们对它做进一步的了解。

2、了解凸透镜及其相关概念

师：首先我们要了解凸透镜的作用及其有关的基本概念。（多媒体展示图片）

光心：

透镜的中心称为光心(O)。

主光轴：过焦点和光心的直线叫主光轴。

焦点：平行光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点(F)。

演示：平行光经过透镜后是如何会聚于焦点的，焦点处应该有一个最小最亮的光斑。

焦距：焦点到光心的距离称为焦距(f)。

师：正是因为凸透镜对光有会聚作用而且这个会聚的能力是可以调节的，所以它才可以被安装在照相机摄像机的镜头里。

3

、实验探究：凸透镜成像

(1)提出问题

师：那么利用凸透镜能成什么样的像呢？那些因素影响了凸透镜的成像呢？这里老师先给你们补充点基础知识：

物距：物体到光心的距离（u).

像距：像到光心的距离（v).

(2)猜想与假设

师：凸透镜可能成正立、倒立、放大......成像情况可能跟物距u、透镜的焦距f、像距v......有关。

(3)设计实验与制定计划

实验器材：光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴当光屏上出现最亮最清晰的像时才是我们需要的像。

实验中要解决的问题：

1、实验环境是亮点好还是暗点好？

2、怎样才能把像落在光屏的中央？

3、实验中我们固定谁？移动谁?

4、我们需要记录下那些数据和现象？

师：现在实验中的关键问题已经解决了，请同学们继续努力讨论出具体的实验步骤和小组的具体分工。

（4）进行实验与收集证据

实验步骤：

1、将蜡烛、凸透镜、光屏按顺序放在光具座上，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一水平高度。

2、将蜡烛放在离凸透镜教远处（物距u>4f，u>2f，u=2f，f<u<2f，u=f，u<f）,调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正倒、读出此时的物距u和像距v。填写下表：

师：现在万事俱备只欠东风，就请同学们用桌上的实验器材来验证我们的猜想吧！请大家以小组为单位，完成实验填好实验记录单。

（5）分析与结论

师：大家实验做得很好，得到了许多有用的数据。我们来看看这些数据反应出了怎样的实验规律？（展示学生的实验数据表格共同分析数据）

师：科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。

三、知识升华

师：知识的可贵在于可以用它来解释生活的现象探索未知的世界。我们的照相机，投影仪的镜头都是一个凸透镜都用到了凸透镜成像原理。你们能不能用今天所学来解释它们属于凸透镜成像的那一种情况？

问题：那么就用这么一个凸透镜就能制造出拍照效果那么好的单反相机吗？（播放“单反相机镜头加工流程”）。

师：原来镜头内安装了四五个摄像头呀，可是不管里面安装了几个凸透镜它的原理一定是我们今天所学。——我希望将来有一天你们也能用物理中最简单的原理制造出最高科技的产品。

四、课后巩固

操作：结合今天所学运用你们身边的器材自制一个照相机。讨论：我们可以用手机拍照；用照相机照相；开启摄像头直接录像......

观察：老师展示出各种运用透镜的产品：照相机、摄像机、投影仪、眼镜、放大镜、投影仪......

活动：仔细观察桌上的两块透镜，并用手去感知它们的厚薄。带眼镜的同学取下自己的近视眼镜和桌上的透镜进行比较。得出：一类中间厚边缘薄，另一类中间薄边缘厚；他们的近视眼镜也是中间薄边缘厚，但是厚度和老师给的不一样。同时不同的同学所带的眼镜厚度也不一样。关注：黑板上的图像，结合老师的讲解对相关概念进行理解。

活动：仔细观察两块不同的透镜，虽然都是中间厚边缘薄但是厚度不同。而且越厚的那块凸透镜标的焦距越大，这说明凸透镜的焦距与它的厚度有关。

猜想：大胆说出自己的猜测：透过凸透镜看到的像可是正立、倒立、放大、缩小、甚至等大的像。而这个情况由烛焰到透镜的距离和像与凸透镜的距离共同决定。像有的时候模糊有的时候又清晰......

讨论：直接从光具座上读出物距和像距；把烛焰、凸透镜、光屏的中心调到同一高度；光学实验环境暗一点好；我们需要记录下：物距、像距、像的大小、正倒；实验中可以固定烛焰也可以固定凸透镜甚至还可以固定光屏；我们需要通过实验的到正立、倒立的像，还要的到放大、缩小、等大的像；我们可以把物距由远调到近，这样有规律些。

分享：抽成绩好的小组来分享他们设计的实验步骤。实验快结束时找一组实验成功的同学上来做演示实验。活动：进行实验并记录下相应的实验现象和实验数据。并到讲台上来演示实验过程。讨论总结：总结分析数据得出凸透镜成像的规律。

运用：运用所学解释生活中的照相机、投影仪、放大镜......现象。感受：观看视频感受科技。由学生自己说出照相机、摄影机这两种最重要的光学元件应用。

认识到光学仪器在生活中的广泛应用。初步认识凸透镜和凹透镜。了解在结构上的不同。用传统的讲授法并借助图像加深对基本概念的理解。

了解凸透镜的焦距特点，为后面凸透镜成像的实验探究和第六节《神奇的眼睛》打下基础。通过猜想环节让学生自己把可能存在的影响因素都总结归纳在了一起，方便了后面的设计实验与制定计划。

这里选择把实验中的关键问题直接摆出来是为了以问题为线索帮助学生通过自己思维来完善实验计划。同时也把实验中最容易出错的地方解决了。给那些未实验未成功的小组做一次演示，让他们反思自己。同时也借这一小组来规范实验操作。

活学活用，回归生活。情感升华，激发学生学习的斗志。

锻炼学生的创新能力和动手能力。【板书设计】

第五节

科学探究：凸透镜成像1、凸透镜：中间厚边缘薄。

2、凸透镜的作用及相关概念

3、实验探究：凸透镜的成像规律。

(1)提出问题

(2)猜想与假设

(3)设计实验与制定计划

（4）进行实验与收集证据

（5）分析与结论

【课后反思】

实验四

凸透镜成像实验目标：探究凸透镜所成的像的大小、正倒、虚实与物距的关系。

实验仪器：光具座、光屏、厚度不同的凸透镜、蜡烛、凹透镜、火柴。过程与方法：

1、将蜡烛、凸透镜、光屏按顺序放在光具座上，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一水平高度。

2、将蜡烛放在离凸透镜教远处（物距u>4f）,调整光屏到凸透镜的距离，