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1、第五节科学探究：凸透镜成像我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。【教学目标】一、知识与能力1.了解透镜的种类.2.了解透镜的焦点、焦距,认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用.二、过程与方法观察透镜对光的作用,会用光路图表示观察到的现象.三、情感、态度与价值观 1.具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理.2.初步建立将科学技术应用于实际的意识.【教学重、难点】探究凸透镜、凹
2、透镜对光线作用的规律.【教学突破】通过学生实验观察,认识到凹透镜对光线的发散作用,引导学生用光路图进行表示.【教学准备】教师准备：多媒体课件、彩笔等.学生准备：凸透镜、凹透镜、火柴梗、白纸、光具座、手电筒等.教学过程设计教学过程设计意图一、激趣活动,引入课题问题：老师这儿有些火柴梗,同学们知道用哪些方法可以使火柴点燃吗？学生阅读教材开头部分的内容,并思考讨论旅行家对冰块做了怎样的处理来得到火的.实验模拟：教师首先将学生分组,然后准备好凸透镜与凹透镜、平面镜(每一小组三块),分发给学生,到室外验证学生的方法.二、新课教学1.透镜分类根据在小实验中学生对凸透镜、凹透镜、平面镜的区别认识,结合教材第
3、72页的内容,认识凸透镜、凹透镜的定义,依据凸透镜、凹透镜的特点借助板书或多媒体展示讲解标准透镜的形成过程.2.透镜对光线的作用我们了解到凸透镜、凹透镜、平面镜的结构是不同的,请同学们根据刚才使火柴点燃的实验,思考一下凸透镜、凹透镜、平面镜对光线有什么不同作用.演示实验：按照教材图455的实验方案进行演示.学生讨论并试着画出光线照射到凸透镜、凹透镜、平面镜的光路图.教师通过板书或多媒体纠正学生的画法,包括：入射光线是否与主光轴平行；通过光心的光线是否方向不变；经过凸透镜以后的光线是否会聚在一点；经过凹透镜以后的光线是否会发散,并且反向延长线是否能够交于一点；经过平面镜的光线是否仍然平行射出等.
4、学生对画出的光路图相互点评,选择错误与正确的做法,让学生发表自己的观点,教师再针对实际予以纠正及探究.总结：透镜对光线的作用(见图451)(1)凸透镜对光线有会聚作用.(2)凹透镜对光线有发散作用.教师通过所画出的图示(用彩笔标出)讲解焦点、焦距的概念以及表示方法.重点区别凸透镜实焦点与凹透镜虚焦点的区别,仔细讲解有关虚焦点的画法并进行针对性的练习,重点是射入透镜的三条特殊光线.练习：(1)一束光通过透镜的光路如图452所示,哪幅图是正确的？(2)完成图453中的光路图.(3)根据入射光线和折射光线,在图454中的虚线框内画出适当类型的透镜.讨论：对于练习题(3),凸透镜对光线的“会聚”应该怎
5、么理解？凹透镜对光线的“发散”应该怎么理解？从凸透镜折射出的光线一定是会聚光线吗？从凹透镜折射出的光线一定是发散光线吗？总结：虚焦点是折射光线的反向延长线形成的；凸透镜对光线的“会聚”,是指折射光线与入射光线相比变得更加会聚了；同理,凹透镜对光线的“发散”,是指折射光线与入射光线相比变得更加发散了.所以,通过凸透镜折射的光线不一定是会聚光线,通过凹透镜折射的光线不一定是发散光线.三、反思总结.布置思考题1.请学生总结本节课的主要收获(从知识、能力、研究方法、对“发散”与“会聚”的理解来总结),教师再作适当补充.2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点.3.布置思考题及课后作业.课下通过上网
6、等方式调查凸透镜及凹透镜在生活中的应用,并了解其基本原理.创设情境,利用初中生较强的好奇心,以及掌握的小学科学知识,让学生动手到室外实验,由于教师准备的器材有凸透镜、凹透镜和平面镜,所以小组有不成功的,教师要抓住这一关键点,让学生仔细观察分析其原因,这样既认识了凸透镜与凹透镜,又了解了凸透镜与凹透镜对光线的作用,为下一步学习奠定了基础,强化了物理与生活的联系,调动了学生的积极性.学生对凸透镜(凹透镜)会聚(发散)光线的作用一般是知道的,但是突然让他们用光路图表示出来,有一定的难度,所以教师要注意适当地引导,充分发挥学生的主体作用.这部分内容是本节课的难点,故采用了利用学生已知内容自已画出光路图
7、,教师再进行讲解、点评的方式,目的在于让学生自己探索理解.在处理凹透镜的虚焦点时,教师要注意与平面镜成像相结合,认识光线的反向延长线形成的是虚像或虚焦点,并训练掌握入射光线、折射光线、焦点的关系.对于练习题(3),学生容易出错,注意运用光路的可逆性来分析透镜.【板书设计】第五节科学探究：凸透镜成像(1)1.透镜的分类中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜.中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜.2.透镜对光线的作用(1)凸透镜对光线有会聚作用.(2)凹透镜对光线有发散作用.3.关于透镜的几个重要名词主光轴焦点焦距【教学反思】整节课设计了大量的学生实验,使学生投入到真实的情境中去,在亲自动手的实践过程中学习知识,掌
8、握科学的方法,逐渐培养他们解决问题的能力；力求贴近学生生活,激发学生的学习兴趣,通过探索物理现象,揭示隐藏在其中的物理规律；真正做到让学生在“做中学”,体会“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念.“注重科学探究,提倡教学方式多样化”,即以物理知识和技能为载体,让学生经历科学探究的过程,学习科学探究的方法,培养学生的探究精神、实践能力(包括技术设计能力)以及创新意识.对学生来说,学习知识技能固然重要,但更重要的是在学习知识和技能的过程中通过科学探究提高自己的科学探究能力和实践能力.而学生在探究过程中的所思、所想往往是不成熟的、分散和粗糙的.教师应及时组织学生进行讨论、交流自己的探究过程和实验方
9、法,帮助他们总结提高,从而使学生找到一条进行科学探究的正确途径和方法,提高学生的探究能力.【教学目标】一、知识与能力1.探究并知道凸透镜成像的规律.2.了解凸透镜在投影仪、幻灯机中的应用.二、过程与方法1.在探究活动中初步获得提出问题的能力.2.通过探究活动体验科学探究的全过程和方法.3.学习从物理现象中归纳科学规律的方法.三、情感、态度与价值观 1.具有对科学的求知欲,乐于探索自然现象和日常生活中的物理道理.2.初步建立将科学技术应用于实际的意识.【教学重、难点】探究凸透镜成像规律的过程.【教学突破】通过情境提出问题,引导学生明确探究过程的几个环节,并注意引导学生明确各个环节的设计方法以及应
10、该注意的事项,用彩笔板书增强学生的注意力.【教学准备】教师准备：多媒体课件、彩色粉笔等.学生准备：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴等.教学过程设计教学过程设计意图一、通过实验激趣引入提问：根据学生上节课调查的结果说出生活中用到凸透镜及凹透镜的地方,并说明是如何利用的.那么这一节课我们就重点来分析一下有关凸透镜的应用原理.学生实验：(1)先让学生手拿凸透镜先看近距离的书上的字,再让学生看远距离窗外的景物.(2)让学生拿一个凸透镜和光屏,移动凸透镜或光屏的位置,使窗外景物在屏上形成一个清晰的像.让学生说出自己看到的现象.总结：用凸透镜近距离看到正立、放大的虚像；用凸透镜远距离看到倒立、缩小的实像.
11、用凸透镜成蜡烛像近距离时在光屏上成倒立放大的实像,远距离时在光屏上成倒立缩小的实像.凸透镜对光的会聚作用,是凸透镜成像的原因.二、进行新课1.探究凸透镜成像的规律(1)提出问题阅读教材第74页开头的内容.同样是凸透镜,所成的像却有如此大的差别.相信大家一定有许多疑问,请把你的疑问写下来,然后我们一起交流一下.学生可能提出以下问题：凸透镜为什么能成像？光屏上的像为什么是倒立的？为什么烛焰的像有时是放大的、有时是缩小的？凸透镜成像的情况跟什么有关？总结：实际上同学们提出的这些问题我们可以用一个问题来概括凸透镜成像有什么规律？(2)猜想与假设同学们想一想凸透镜成像的不同与什么因素有关？你这样猜想的根
12、据是什么？根据前面的实验经验,用同一个透镜看近处与远处的物体情况不同以及近处的蜡烛成的像较大,远处的蜡烛成的像较小,学生一般会提出凸透镜成像的情况与物体到透镜的距离有关.这时教师结合教材图458,介绍什么是物距(u),什么是像距(v).(3)制订计划光具座使用方法探讨在实验室中研究凸透镜成像的规律,一般用光具座进行实验.初中学生的逻辑思维能力往往不如成人,但他们对一些仪器设备的操作领悟能力却比较强,所以可以让学生观察自己桌面上的光具座,并尝试调节,让学生讨论：如何使用光具座？排列顺序依次为蜡烛、凸透镜、光屏.调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上.设计实验,制订计划引
13、导学生利用光具座设计实验：要研究“凸透镜成像情况与物距有什么关系”,应当怎样进行实验？让学生思考、讨论.学生经过讨论交流,一般能确定实验的基本思路：既然研究凸透镜“成像情况”与“物距”的关系,当然要逐渐改变物距.如何改变物距呢？是固定蜡烛还是固定凸透镜与光屏？探讨后教师引导：为了研究方便我们采用固定凸透镜的方法,如果无论怎样移动光屏,都得不到实像,请拿掉光屏,直接用眼睛观察透镜(教师可用实物演示一下),观察像的情况,通过对大量实验结果的分析归纳,就有可能找到凸透镜成像的规律.(至于成像的条件,即物距与焦距的关系,如u2f等,现在不必提,提了学生也不明白,等有了实验数据后,学生才能从中发现这些关
14、系.)设计表格根据学生的实验的观察过程中,出现了像的倒立与正立、放大与缩小,教师可根据平面镜成像的情况提示学生我们用光屏可以研究像的虚实,能够在光屏上显示的则为实像,不能显示的则为虚像.对于表格的设计,教师不要拘泥于固定格式,可以展示学生设计的表格,进行评价并提出建议,也可以给学生提供几个模式让学生参考.为了使学生的主要精力集中在探究凸透镜成像规律上,凸透镜的焦距可直接告诉学生.如有时间的话,也可以让学生进行实际测量,一般以f10cm为宜.(4)收集数据强调实验要求：态度认真,一丝不苟,搞好小组配合；尊重客观事实,正确记录实验数据；点燃后的火柴梗不要乱扔,注意安全；保持实验桌面清洁.学生分组实
15、验.教师巡视,观察学生的实验情况,对学生遇到的疑难问题给予点拨.实验过程中,要及时指导学生调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度,以便能够在光屏上看到完整的像.教师注意观察学生的实验记录,指导学生在一些关键点(u2f,uf)附近多观测几次,以免遗漏成像情况,造成最后得不出完整的规律.(5)分析与论证学生根据小组实验情况进行讨论,分析数据,总结实验结论.结论：当uf时,在凸透镜的另一侧形成倒立的实像；当u2f时,像的大小比物体小；当2fuf时,像的大小比物体大；当uf时,在凸透镜的同侧形成正立、放大的虚像.(6)交流合作全班集中交流,让小组代表发言,同时把他们的实验记录表投在大屏幕上,让学生结合自己记录的实验结果分析论证,阐述凸透镜成像的规律.为了增强学生的记忆,教师可以通过多媒体课件或用彩笔画图的方法对实验过程进行回顾演示.2.凸透镜的应用学生阅读教材,认识投影仪及幻灯机是如何利用凸透镜来成像的.三、反思总结,布置思考题1.请学生总
