八年级物理上册 第四章 在光的世界里 4.5科学探究：凸透镜成像教案 （新版）教科版

八年级物理上册第四章在光的世界里4.5科学探究：凸透镜成像教案（新版）教科版学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析《八年级物理上册第四章在光的世界里4.5科学探究：凸透镜成像教案（新版）》是一节以实验为基础的物理课程。本节课的主要内容是让学生通过实验探究凸透镜成像的规律，理解并掌握凸透镜成像的原理。通过实验探究，培养学生的观察能力、实验操作能力以及分析问题的能力。

本节课的内容与学生的日常生活紧密相连，有助于激发学生学习物理的兴趣。在教学过程中，要注重引导学生通过实验观察、数据分析来得出结论，培养学生的科学思维方法。同时，要关注学生的个体差异，因材施教，使学生在掌握知识的同时，提高自己的实践能力和综合素质。

在教学过程中，要注重理论与实践相结合，让学生在动手实验的过程中，深刻理解凸透镜成像的原理。同时，要注重培养学生的问题意识，引导学生主动发现问题、分析问题、解决问题，从而提高学生的学习能力。核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：科学探究能力、科学思维方法、科学态度与价值观。通过实验探究凸透镜成像的规律，学生能够提高自己的观察能力、实验操作能力以及分析问题的能力，从而培养科学探究能力。在实验过程中，学生需要运用科学思维方法，如比较、分类、归纳等，来解决问题，提高科学思维方法。同时，通过实验探究，学生能够培养敢于质疑、勇于探索的科学态度与价值观，从而提高自己的核心素养。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经学习了光的传播、反射、折射等基本物理知识，对光的传播路径和现象有一定的了解。同时，学生应该掌握了一定的实验操作技能，如使用显微镜、测量工具等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：八年级的学生对物理实验和动手操作generallypossessastronginterest,asthisallowsthemtoapplytheirknowledgeinpracticalways.Theymayhavevaryinglevelsofabilitywhenitcomestounderstandingandapplyingscientificprinciples,dependingontheirpriorexperiencesandexposuretophysicsconcepts.Somestudentsmayprefervisualorhands-onlearningapproaches,whileothersmayexcelinunderstandingtheoreticalconcepts.

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习和探究凸透镜成像的过程中，学生可能会遇到一些困难。Firstly,understandingthecomplexconceptsofimageformationandthedifferenttypesofimagesformedbyconcaveandconvexlensescanbechallenging.Secondly,studentsmayfinditdifficulttoaccuratelymeasureandinterpretthepropertiesoftheimagesformed,suchasheightandsize.Lastly,effectivelyconductingandanalyzingtheexperiments,especiallythoseinvolvingthemanipulationoflensesandtheobservationofimages,mayalsoposeachallenge.Itisimportanttoaddressthesepotentialdifficultiesandprovideappropriatesupportandguidancethroughoutthelessontoensurestudentsuccess.教学方法与策略1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：为了达到本节课的核心素养目标，将采用实验探究、小组讨论和讲授相结合的教学方法。实验探究能够激发学生的兴趣，培养学生的实践能力；小组讨论有助于学生之间的互动交流，提升学生的合作能力；讲授则能够系统地传授知识，帮助学生建立理论知识框架。

2.设计具体的教学活动：本节课将通过实验活动引导学生探究凸透镜成像的规律。首先，学生分组进行实验，观察不同物距下凸透镜所成的像；然后，学生以小组为单位进行讨论，分析实验现象，总结成像规律；最后，各小组汇报讨论成果，师生共同归纳凸透镜成像的原理。

3.确定教学媒体使用：在实验环节，利用多媒体设备展示实验操作步骤和成像现象，帮助学生直观地理解凸透镜成像原理；在讨论环节，运用投PPT展示各小组的分析成果，方便学生对比交流。同时，结合实物模型、实验器材等，为学生提供丰富的感官体验，提高教学效果。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对凸透镜成像的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道凸透镜成像是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于凸透镜成像的图片或视频片段，让学生初步感受凸透镜成像的魅力或特点。

简短介绍凸透镜成像的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.凸透镜成像基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解凸透镜成像的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解凸透镜成像的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍凸透镜成像的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.凸透镜成像案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解凸透镜成像的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的凸透镜成像案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解凸透镜成像的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用凸透镜成像解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论凸透镜成像的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与凸透镜成像相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对凸透镜成像的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调凸透镜成像的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括凸透镜成像的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调凸透镜成像在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用凸透镜成像。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于凸透镜成像的短文或报告，以巩固学习效果。知识点梳理本节课的主要知识点包括以下几个方面：

1.凸透镜成像的基本概念：凸透镜成像是指光线经过凸透镜折射后形成的像。根据物距和像距的不同，凸透镜成像可分为实像和虚像，以及放大、缩小、等大等不同类型的像。

2.凸透镜成像的原理：凸透镜成像的原理是光的折射。当光线从空气进入凸透镜时，会发生折射现象，折射光线会聚或发散，形成像。

3.凸透镜成像的规律：凸透镜成像的规律可以通过物距、像距和焦距之间的关系来描述。具体规律如下：

-当物距u大于2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像，像距在f和2f之间。

-当物距u等于2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，像距等于2f。

-当物距u在f和2f之间时，凸透镜成倒立、放大的实像，像距大于2f。

-当物距u等于f时，无像，光线平行。

-当物距u小于f时，凸透镜成正立、放大的虚像。

4.凸透镜成像的应用：凸透镜成像在现实生活中有广泛的应用，如放大镜、望远镜、显微镜等。了解凸透镜成像的原理和规律，可以帮助我们更好地使用这些光学仪器。

5.实验操作技能：在本节课的实验环节，学生需要掌握如何正确操作凸透镜和测量工具，如何观察和记录实验现象，以及如何分析和总结实验结果。课后作业1.请总结本节课学习的凸透镜成像的基本概念、原理、规律及其应用。

2.请结合实验，描述凸透镜成像的过程，并解释为什么会产生不同类型的像。

3.请举例说明凸透镜成像在日常生活和科技领域中的应用，并分析其原理。

4.请绘制一个凸透镜成像的实验装置图，并标注出主要部件和测量工具。

5.请根据凸透镜成像的规律，计算以下情况下的像距和像的性质：

a)物距u=30cm，焦距f=15cm。

b)物距u=20cm，焦距f=10cm。

c)物距u=10cm，焦距f=5cm。

6.请讨论如何设计一个实验来验证凸透镜成像的规律。

7.请总结本节课学习的实验操作技能，并思考如何提高实验操作的准确性和效率。

8.请针对本节课的学习内容，提出两个问题，并尝试自己解答。

答案：

1.凸透镜成像的基本概念是指光线经过凸透镜折射后形成的像。凸透镜成像的原理是光的折射。凸透镜成像的规律包括物距、像距和焦距之间的关系。凸透镜成像的应用包括放大镜、望远镜、显微镜等。

2.凸透镜成像的过程是光线从物体发出，经过凸透镜折射后形成像。不同类型的像是由物距和焦距的关系决定的。当物距u大于2f时，成倒立、缩小的实像；当物距u等于2f时，成倒立、等大的实像；当物距u在f和2f之间时，成倒立、放大的实像；当物距u等于f时，无像；当物距u小于f时，成正立、放大的虚像。

3.凸透镜成像在日常生活和科技领域中的应用举例：

a)放大镜：通过凸透镜放大物体，使我们能够更清楚地观察细小的物体。

b)望远镜：通过凸透镜观察远处的物体，放大视野，应用于天文学和军事等领域。

c)显微镜：通过凸透镜观察微小的物体，放大图像，应用于生物学和医学等领域。

4.凸透镜成像的实验装置图包括凸透镜、物体、屏幕、光具座、测量工具等。

5.像距和像的性质的计算：

a)物距u=30cm，焦距f=15cm，像距v=10cm，成倒立、缩小的实像。

b)物距u=20cm，焦距f=10cm，像距v=30cm，成倒立、放大的实像。

c)物距u=10cm，焦距f=5cm，像距v=20cm，成正立、放大的虚像。

6.设计实验验证凸透镜成像的规律的步骤：

a)准备实验器材：凸透镜、物体、屏幕、光具座、测量工具等。

b)改变物距，观察并记录像距和像的性质的变化。

c)根据观察结果，分析凸透镜成像的规律。

d)重复实验，验证结果的准确性。

7.提高实验操作的准确性和效率的方法：

a)熟悉实验器材的使用方法，如凸透镜、测量工具等。

b)精确测量物距和像距，使用刻度尺、光具座等工具。

c)注意调整实验装置，使光线传播路径直线化。

d)重复实验，取平均值，提高实验结果的准确性。

8.问题1：凸透镜成像的规律是否适用于所有情况？

答案：凸透镜成像的规律主要适用于物体距离凸透镜较远的情况。当物体距离凸透镜很近时，规律可能不再适用，因为近场效应会影响成像结果。

问题2：如何判断凸透镜成像的是实像还是虚像？

答案：判断凸透镜成像的是实像还是虚像，可以通过观察像的位置和性质来判断。实像是倒立的，可以在屏幕上观察到；虚像是正立的，不能在屏幕上观察到。作业布置与反馈作业布置：

1.请学生完成课后习题，巩固本节课所学的凸透镜成像的基本概念、原理、规律及其应用。

2.请学生设计一个凸透镜成像的实验，并写出实验步骤和预期结果，以提高学生的实验设计能力和实践能力。

3.请学生思考本节课所学的凸透镜成像原理在日常生活和科技领域中的应用，并撰写一篇短文，以提高学生的应用能力和表达能力。

作业反馈：

1.对于课后习题，教师应及时批改学生的作业，指出学生的错误和不足，并给出正确的答案和解释，帮助学生理解和掌握凸透镜成像的基本概念、原理、规律及其应用。

2.对于实验设计作业