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1、
《探究凸透鏡成像的規(guī)律》教學(xué)設(shè)計思路
――李學(xué)才
一、在教材中的地位和作用
本節(jié)內(nèi)容是本章的核心,它是學(xué)生在學(xué)習(xí)第 2 節(jié)“生活中的透鏡”,對生活中常用的透鏡及對其成像情況獲得豐富、具體的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,帶著問題,用探究的方法研究本節(jié)的內(nèi)容。 本節(jié)的主要內(nèi)容, 就是讓學(xué)生通過科學(xué)探究的活動,找出凸透鏡成像的規(guī)律, 使學(xué)生在全過程中自主探究, 體驗科學(xué)探究的全過程,從而激發(fā)學(xué)生探究成像規(guī)律的興趣, 使學(xué)生能夠體驗科學(xué)探究的過程與方法。新教材以探究凸透鏡成像情況與物距關(guān)系有關(guān)為主線,安排了學(xué)生“提出問題、猜想、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析與結(jié)論”等教學(xué)過程,讓學(xué)
2、生經(jīng)歷產(chǎn)生興趣、發(fā)現(xiàn)問題、激發(fā)矛盾、進(jìn)一步解決問題的過程。 很好地體現(xiàn)了新教材讓學(xué)生在體驗知識的形成、 發(fā)展過程中, 主動獲取知識的精神。 為了降低學(xué)生理解凸透鏡成
像規(guī)律的難度,教材明確提出了實驗時物體離凸透鏡的距離分別為: u>2f 、 f
3、用所學(xué)知識, 分析生活中的透鏡的成像原理。教材這樣處理,體現(xiàn)了課標(biāo)“從生活走向物理,從物理走向社會”的思想。
二、學(xué)生情況分析
初中二年級的學(xué)生對于凸透鏡不太了解,對凸透鏡的成像規(guī)律知道的就更
少。第二節(jié) “生活中的透鏡”,介紹了照相機(jī)、投影儀、放大鏡三種光學(xué)儀器,
通過這些光學(xué)儀器的成像實例使學(xué)生建立凸透鏡成像概念, 同時通過前一節(jié)課的
教學(xué)使學(xué)生明確了什么是凸透鏡所成的像、 凸透鏡所成的像有什么特點、 什么是
物距、什么是像距等物理概念。
通過前面所學(xué)的內(nèi)容, 學(xué)生已經(jīng)能區(qū)分實像和虛像, 同時也具備了利用刻度尺讀取數(shù)據(jù)的能力。學(xué)生對于蠟燭的使用
4、非常熟練。學(xué)生已具備了一定的觀察、
實驗和分析歸納能力, 對探索凸透鏡成像規(guī)律有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲, 實驗是激發(fā)學(xué)生興趣的最好方法,通過實驗,讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能,去探究、
交流和思考,完成對凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識。
三、教學(xué)目標(biāo)
1 知識與技能①理解凸透鏡成像規(guī)律。②知道凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件。
2 過程與方法①能在探究活動中,初步獲得提出問題的能力。②通過探究凸透鏡成像規(guī)律的過程,體驗科學(xué)探究的主要過程與方法。③學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。 學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中總結(jié)歸納科學(xué)
規(guī)律的方法。
3 情感態(tài)
5、度與價值觀①樂于參與觀察、實驗、制作等科學(xué)實踐。
②通過探究活動, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 培養(yǎng)學(xué)生具有對科學(xué)的求知欲, 樂
于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理,勇于探究日常生活中的物理學(xué)規(guī)律。
四、教材重點分析:
1、探究凸透鏡成像規(guī)律的探究過程。因為這是學(xué)生在物理課上經(jīng)歷的第二
次探究實驗,學(xué)生對于科學(xué)探究的全過程缺乏經(jīng)驗,因而把它作為重點。
2、實驗數(shù)據(jù)的處理、分析和通過數(shù)據(jù)分析歸納得到結(jié)論
五、教材難點分析: 放在科學(xué)探究中實驗數(shù)據(jù)的處理和分析上, 對于實驗探究學(xué)生處于起步階段, 記錄數(shù)據(jù)后, 分析這些數(shù)據(jù)歸納得到結(jié)論, 是學(xué)生比較陌生
6、的,因而此處確定為難點。
六、教法及教學(xué)準(zhǔn)備
觀察和實驗是學(xué)生認(rèn)識物理世界, 獲取物理知識的重要途徑, 是發(fā)展學(xué)生智
力的前提條件;根據(jù)這節(jié)教材的特點和要求,在凸透鏡成像規(guī)律研究的教學(xué)中,
為了培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、 分析問題的能力, 以及總結(jié)規(guī)律的能力, 最好采取分
組實驗(可以根據(jù)各個學(xué)校的具體情況, 如實驗器材的多少, 學(xué)生人數(shù)的多少等,
分成若干組),才能達(dá)到較好的目的。
教具準(zhǔn)備:光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴。
電腦及投影
七、教學(xué)思想及理念
學(xué)生是課堂的主體, 課堂是真實的生活。 教學(xué)應(yīng)以人為本,
7、 注重學(xué)生的發(fā)展。故本課設(shè)計時破除以往物理教學(xué)中過分強(qiáng)調(diào)知識傳承的習(xí)慣,以學(xué)生的活動為
主,讓學(xué)生在活動中經(jīng)歷探究過程, 在活動中接受物理知識, 在活動中培養(yǎng)團(tuán)隊合作和交流的能力。
學(xué)生是有情感的個體,教學(xué)中應(yīng)關(guān)注每一個學(xué)生,關(guān)注每一個學(xué)生的情感,
讓學(xué)生在該課中體會到老師真心的關(guān)注, 體會到老師的愛, 從而學(xué)會用所學(xué)的物
理知識為別人奉獻(xiàn)愛。 同時在師生共同營造的和諧、 民主的活動氛圍中, 學(xué)生感
受到知識的美好和力量,增加學(xué)習(xí)的信心,并能使學(xué)生獲得積極、愉快、成功的
體驗,為學(xué)生今后的成功人生打下基礎(chǔ) .
八、教學(xué)設(shè)計及重難點突破思路
(一)
8、引入課題:由第二節(jié)《凸透鏡的應(yīng)用》三個應(yīng)用,提出問題: 1 照相機(jī)能成什么樣的像?投影儀能成什么樣像?放大鏡能成什么樣像?媒體出示相
應(yīng)的圖片,學(xué)生回答,不僅直到鞏固復(fù)習(xí)前面知識的目的, 而且可以得出一個結(jié)論:不同的凸透鏡能成不同的像。
(二)提出問題: 凸透鏡成的像的虛實、大小、倒正跟 物距 有什么關(guān)系?
(三)猜想:觀察投影儀、照相機(jī)和放大鏡成像的同相點及不同點,引導(dǎo)
學(xué)生針對像的大小、倒正和虛實分析并做出其 與物距或者像距大小關(guān)系有關(guān) 的猜想與假設(shè)
(四)設(shè)計制定實驗方案:
1、在制定具體的實驗方案時,考慮到學(xué)生從未接觸過光具座,教師先展示器材介紹構(gòu)造
9、(投影或出示實物) ,再示范調(diào)節(jié)透鏡和光屏的高度;此時提出五個問題讓學(xué)生思考:
①如何測量所給凸透鏡的焦距?學(xué)生通過閱讀課文, 掌握測焦距的方法; 同時知道在這個實驗中所用凸透鏡的焦距的大致范圍。
②怎樣才能使所成的像在光屏的中央?沒在中央如何調(diào)節(jié)?
③怎樣在光屏上成清晰的像?
④怎樣觀察虛像?
⑤如何測物距和像距?
2、在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生觀察物、鏡不動,光屏前后移動時,光
屏上所成像會變模糊,通過觀察學(xué)生感悟到物鏡一定時, 清晰像的位置是一定的,
為學(xué)生實驗做好鋪墊,教師再示范光屏上成清晰像的操作要領(lǐng)。
3、對于
10、如何觀察虛像,可以示范當(dāng)物由遠(yuǎn)及近靠近凸透鏡時,光屏無論怎
樣移動都不成像,這時把眼放在光屏這一側(cè),透過凸透鏡觀察蠟燭,成虛像,與
用放大鏡觀察物體相同。
此環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖是: 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力及養(yǎng)成積極思維、 解決實際問題
的能力。同時去除實驗中可能影響學(xué)生探究的干擾因素, 讓學(xué)生有更多的時間完
成探究實驗。
4、根據(jù)所給實驗器材和相關(guān)實驗操作要領(lǐng),學(xué)生通過閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,
組織學(xué)生討論設(shè)計實驗方案:
經(jīng)過展示和討論確定實驗方案后, 把學(xué)生分為三大組, 給各大組焦距不同的透鏡,學(xué)生進(jìn)行實驗時,觀察成縮小倒立像、放大倒立像、正立放大像時的物距
11、和像距。數(shù)據(jù)記錄在教材上相應(yīng)的表格中。
凸透鏡焦距 f= cm
實驗
物距與焦
物距
像的性質(zhì)
像距
實驗者
次數(shù)
距的關(guān)系
u/cm
v/cm
姓名
實虛
大小
正倒
u>2f
u>2f
2f>u>f
2f>u>f
u
12、實驗。
(五)分析數(shù)據(jù),得出結(jié)論
1、實驗后,各組匯報實驗數(shù)據(jù),教師將實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入 Excel 表格進(jìn)行
多組數(shù)據(jù)的處理(投影) ,現(xiàn)以四組過去學(xué)生實驗數(shù)據(jù)為例,通過對表格中物距
排序的處理, 使學(xué)生很明顯的 發(fā)現(xiàn)放大、縮小的分界點及虛實像的分界點 ,此時
教師再說出凸透鏡的焦距是 10 厘米,讓學(xué)生歸納出物在什么范圍內(nèi),凸透鏡成
什么像,學(xué)生自然會把 10 厘米、 20 厘米作為分界點,這時實驗中使用凸透鏡焦
距為 5 厘米的學(xué)生們會不認(rèn)可這一結(jié)論,學(xué)生們會建議再處理另一大組的數(shù)據(jù),
結(jié)果找到的分界點是 5cm和 10 cm,根據(jù)數(shù)據(jù)引
13、導(dǎo)學(xué)生思考,透鏡不同,焦距不
同,所以分界點不同, 進(jìn)而由學(xué)生歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。 此環(huán)節(jié)的設(shè)計主要
是因為學(xué)生雖然能夠通過實驗數(shù)據(jù)的分析找到兩個分界點, 但如何從數(shù)據(jù)中分析
出成像的性質(zhì)與焦距有關(guān), 對于學(xué)生來說是比較困難的, 通過教師的引導(dǎo)對比不
同大組的數(shù)據(jù)找到與焦距的關(guān)系, 培養(yǎng)了學(xué)生分析歸納的能力, 同時也讓學(xué)生體
驗科學(xué)探究帶給他們的成功與快樂。
2、用電腦投影 FLASH動畫,進(jìn)上步理解和驗證凸透鏡成像的規(guī)律: (用口訣出示,便于學(xué)生記憶)
分界點: 一倍焦距 分虛實, 二倍焦距 分大小;
實像的位置:物在 外(二倍焦距以外)、
14、像在間(焦距與二倍焦距之間) ;物在間、像在 外。
實像的變化:物 近像遠(yuǎn)像變大。
歸納出凸透鏡成像的規(guī)律后, 針對物體在一倍焦距處、 物體在兩倍焦距處成什么像,可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理。 物距大于 2f 成放大的像,小于 2f 成縮小的像,
則 2f 處成等大的像。
此環(huán)節(jié)的設(shè)計使得學(xué)生探究出的凸透鏡成像規(guī)律更加完整。(六)知識鞏固過手練習(xí)
1、用凸透鏡正對著太陽,發(fā)現(xiàn)在凸透鏡的另一側(cè) 10cm處的光屏上得到一
個亮點,尋那么將點燃的蠟燭放在位于凸透鏡前 15cm處時,光屏上得到的像是
( D )
A、正立放大的像
15、 B 、正立縮小的像C、倒立縮小的像 D、倒立放大的像
2、某物體放在離凸透鏡 20cm處,無論怎樣移動光屏,光屏上始終得不到
像,則該凸透鏡的焦距可能是( A )
A、30 cm B 、15 cm
C、10 cm D 、5 cm
3.如果要使透鏡 15cm處的光屏上得到物體的清晰、縮小的實像,測應(yīng)選擇
的凸透鏡的焦距為( )
A. 5cm B .10cm C.15cm D. 20cm
4.一個焦距是 10cm的凸透鏡,當(dāng)物體從離透鏡 20cm處逐漸移向 30cm處的
過程中( ).
A.像逐漸變大,像距逐漸變小 B.像逐漸
16、變小,像距逐漸變大
C.像逐漸變大,像距逐漸變大 D.像逐漸變小,像距逐漸變小
5.在凸透鏡前有一個物體,當(dāng)它沿主光軸向透鏡方向移動 30cm,它對應(yīng)的
像卻遠(yuǎn)離透鏡移動了 10cm,那么( )
A.物體可能在離透鏡 1 倍焦距內(nèi)移動
B.物體一定在離透鏡 2 倍焦距外移動
C.物體一定在離透鏡 2 倍焦距與焦點間移動
D.以上說法都有道理
6、從實驗得知凸透鏡可以成倒立放大、倒立縮小的實像那么它能否成 倒立
等大的實像呢?如果能,你預(yù)測可能在哪里?你能用實驗驗證你的想法嗎?
7、小明同學(xué)在一次實驗中,不小心 用書本擋住了部分凸透鏡 ,你認(rèn)為此時
在光屏上所成的像是一半呢還是完整的?你準(zhǔn)備如何驗證你的想法呢?
8、找一個圓柱形的玻璃瓶,里面裝滿水。把一支鉛筆水平地放在水瓶的一
側(cè),透過水瓶,可以看到那支鉛筆。把筆由靠近水瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢地移動,
透過水瓶你可以看到一個有趣的現(xiàn)象。動手做做,看看與前面用凸透鏡的做的
實驗相比,有什么共同之處?有什么不同?