探究凸透镜成像规律教学设计.docx
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探究凸透镜成像规律教学设计
探究“凸透镜成像规律”教学设计
一、教学任务分析
本节内容是本章的核心,它是在学生对生活中常用的透镜及其成像情况,获得丰富、具体的感性认识的基础上,带着问题,用探究的方法研究的内容。
本节的主要内容,就是让学生通过科学探究的活动,找出凸透镜成像的规律。
使学生在全过程中自主研究,体验科学探究的全过程,从而培养科学研究方法,得出清晰的凸透镜成像规律。
同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力,以及培养了对科学的求知欲,乐于探究的科学态度。
二、教学设计思路
“凸透镜成像规律”是初中物理教学的一个难点。
我认为,教学的策略,并不在于教师有没有讲清、讲透,而是看教师有没有引导学生参与教学过程,主动获取知识,乐于探究。
所以教师应想方设法把课堂活动权交给学生,把发言权留给学生。
基于此,教学中,一方面注意问题情境的创设,激发学生的学习兴趣,主动探究,使学生形成积极主动的学习态度;另一方面也注意科学研究方法的渗透,引导学生动口、动手、动脑,参与教学的过程,培养学生获取知识的能力,分析解决问题的能力、交流合作的能力。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)知道凸透镜成像规律。
(2)知道物距和像距的概念。
(3)知道实像与虚像的区别。
(4)会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。
2.过程与方法
(1)能在探究实践中根据观察到的现象初步提出问题、进行合理猜想,并设计实
验进行探究。
(2)通过探究凸透镜成像规律的过程,体验科学研究的过程与方法。
(3)学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。
3.情感、态度和价值观
(1)具有对科学的求知欲,乐于观察自然现象和日常生活中的物理现象,勇于实
验探究日常生活现象中的物理学规律。
(2)在探究问题的过程中,有克服困难的信心和决心。
有主动与他人合作和交流
的精神。
(3)密切联系实际,提高科学技术应用于日常生活和社会的意识。
四、教学重点与难点
重点:
凸透镜成像规律的探究过程。
难点:
引导学生设计实验方案,并从实验中得出凸透镜成像规律。
五、教学方法
采取小组合作探究与讨论交流相结合的教学方法。
六、教学资源
f=10cm和f=5cm凸透镜各一支、光具座、光屏、蜡烛、火柴、玻璃片、水、烧杯、滴
管、多媒体课件。
七、教学流程
八、创设情景,引入新课
1.提出问题
老师提问:
请同学们观察视频上的这样一组小实验:
(幻灯)并问同学们看到了什么现象,观察到什么特点?
①用凸透镜近距离的看书上的字;
②用凸透镜远距离的看屏幕;
同学们回答:
用凸透镜近距离看看到正立、放大的虚像;用凸透镜远距离的看到倒立、缩小的实像。
老师:
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。
同学们:
①凸透镜成像有什么规律?
②为什么会有时成放大的像,有时成缩小的像?
③什么时候成放大的像,什么时候成缩小的像?
……
当然,同学们一定还有许多其它的问题,今天我们先来解决这个问题:
老师:
(幻灯)课题:
凸透镜成像有什么规律
2.提出猜想
同学们想一想:
凸透镜成像的不同与什么因素有关?
你这样猜想的根据是什么?
猜想结果:
与物体离凸透镜的距离有关;与像离凸透镜的距离有关……当放大镜靠近物体时成正立、放大的虚像;当放大镜远离物体时看到倒立、缩小的实像。
为了验证同学们的猜想,我们必须干什么?
(做实验)
3.制定实验计划
在制定实验计划之前,我们先来回顾一下上节课学习的照相机的使用。
请一位同学到前面来,配合一下老师。
现在老师想用这架照相机拍下他的相貌,大家看看老师这样做行不行。
①(把镜头对着大家)我这样拍,能拍到他的脸吗?
怎么办?
②(把镜头倒过来,对准自己)能拍到像吗?
景物、镜头和胶片必须谁在中间?
③(把相机高高举过头顶)能不能拍到他的脸?
应该怎么办?
④(把镜头非常的靠近该同学的脸部)能拍到像吗?
好,现在老师学会拍照了。
(拍下一张照片)同时,老师也相信大家一定能设计好本次的探究活动。
小组讨论共同完成学案上的实验计划。
①你打算如何改变物距来研究像的性质与物距的关系?
(先把物体放在u>2f处,然后放在2f>u>f处,最后放在u 这样,由远到近,研究像的性质与物距的关系。 ) ②你打算使用哪些器材来完成本次探究活动? (蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座) 介绍: 大部分同学也许不了解光具座,它是专门用来研究凸透镜成像规律的仪器。 另外,本次实验我为大家准备的凸透镜焦距都是10cm的。 4、进行试验收集数据 (1)实验前准备 a.实验前给出焦距分别为10cm和5cm的凸透镜,本实验用焦距为10cm的凸透镜,如何测定并选择合适的凸透镜焦距? 下面先讲述一种简单粗侧凸透镜焦距的方法,让后同学们自己动手实验并选择正确的凸透镜。 方法: 根据凸透镜特性,让平行光(如太阳光)沿主轴方向入射到凸透镜上,在另一侧与透镜平行放置一光屏,调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最亮,此时透镜与光屏的间距炜凸透镜焦距。 这是一种简便的粗侧凸透镜焦距的方法。 如下图所示。 同学们已经选择了合适的凸透镜,下面我们开始进行实验。 (2)实验器材 f=10cm凸透镜、光具座、光屏、蜡烛、火柴 注意事项: 为保证蜡烛的像始终能成在光屏上,调节蜡烛、透镜、光屏的中心,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。 简而言之就是三心一线。 (3)实验中的几个术语 焦距f、物距u、像距v,如下图所示: 提出猜想: 凸透镜成像可能与_物距_有关。 (4)作图研究 利用通过凸透镜的三条特殊光线: 我们应经学习过透过凸透镜的三条特殊光线。 其一是通过凸透镜光心的光线直接沿着该直线传播,不改变传播方向;平行于主光轴的光线,经过凸透镜会交与凸透镜的焦点处;从凸透镜焦点出发的光线经过凸透镜会平行于主光轴射出。 如下图: 通过作图分析随着物距改变时,它们的成像特点分别如下。 u>2ff u=2fv=2f倒立等大实像 f2f倒立放大实像 u=f不成像 u (5)实验验证 演示实验: 凸透镜成像性质的发现实验.引出凸透镜成像的变化,从而对凸透镜成像的规律的探究,突破让同学对凸透镜的成像情况有直观感,并会猜测影响因素。 学生实验: 凸透镜的成像规律的实验.挑器材,设计实验思路并设计实验表格,让学生有目的地进行实验并记录数据,并让同学在作图纸上分别用红色的笔,蓝色的笔,黄色的笔作出成倒立缩小的像,倒立放大的像,正立放大的像的物距点和像距点,让学生直观地总结归纳出凸透镜成像的规律. 让不同小组的学生交流实验中的不足之处,优点,从而归纳出实验中注意事项. 师: 同学们,大家已经了解了凸透镜,现在我们来看一个有趣的现象。 将一个白炽灯放于光屏前,间距大约大于10倍焦距,并将凸透镜放置在中间,移动到恰当的位置使凸透镜成倒立放大的实像。 再移动凸透镜,使凸透镜成倒立缩小的实像。 师: 先来向大家介绍一下两个名称 物距(u): 物体到透镜的距离。 像距(v): 像到透镜的距离。 问: 凸透镜可以成几种像? 学生: 有3种,分别是倒立缩小的实像,倒立放大的实像,正立放大的虚像(学生可能会回答: 两种。 可拿一个放大镜在黑板上使用。 ) 问: 刚才是怎样获得不同性质的像? 学生: 可能与物距和像距有关(学生会回答是移动透镜获得,可以接着问: 对应着u,v可以怎么样来说明? ) 师: 下面分成六个大组讨论以下的几个问题: 1、选择什么样的器材? 为什么这样选? 2、实验中要怎样操作以获得不同的物距、像距,同时要观察什么(老师可以显示光屏)? 3、请设计出记录用的表格。 (用时3—4分钟时间) 师: 请各小组代表上来回报各组的设计方案及实验表格 学生介绍自己的设计,并说明原因.强调为什么要共轴。 让同学们选择一个方案。 老师: 友情提示,在实验中如何找到像的位置? 答: 前后移动光屏直到光屏上成一个最清析的像为止。 师: 下面可以按选择的方案进行实验。 (两人为一小组) 学生认识光具座,将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放置.并注意调节它们的高度,使烛焰、透镜中心和光屏中心在一高度上. 学生探究实验过程: 将蜡烛火焰与透镜的距离由远及近,即物由大到小移动.观察成像特点.将实验中观察到的现象填入表格。 物距(u)/㎝ 像距(v)/㎝ 倒立缩小的实像 倒立放大的实像 正立放大的虚像 教师巡视,对学生的探究过程进行指导,及时对学生探究过程中出现的问题进行指导. 分析数据,比较物距和焦距的关系,得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件. 注意: 表格事先做好发给每个组 注意: 可以在指导学生做实验过程中让学生试验三仪器中心不在同一高度上时的情况,要另外的同学试验用手遮蔽凸透镜一半时的成像情况,再要另外的小组试验成清晰的实像时交换蜡烛和凸透镜的位置时的情况。 (这些要求也可以上课前按排好) 老师在黑板上板书: f=10㎝ 凸透镜 (以1∶3的比例在图上用三种颜色画出三种成像情况的u、v的位置以点标记。 以红色笔画倒立缩小的实像位置标记点,以黄色笔画倒立放大的实像位置标记点,以蓝色笔画正立放大的虚像位置标记点。 ) 师: 红色区域的u、v在什么范围内,在数学生如何来表示在一定区域内的数呢? 同样黄色区域呢? 蓝色区域呢? 哪么凸透镜成像规律又是怎么样呢? 师: 各大组讨论凸透镜成像规律。 学生以大组来讨论,同时让做按排的实验的同学在讨论时提出自己的看法。 师: 请各大组的推出代表来总结规律并提出看法。 各大组的代表回答,并组织就各自发现情况让同学们自己做做。 九、板书: 4.3探究凸透镜成像规律 物距 像的特征 物像与镜的位置 像距 光屏能否承接 u=∞ 缩成一极小的亮点 异侧 V=f 能 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 f 能 u=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f 能 f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 u=f 平行光不成像 u 正立 放大 虚像 同侧 v>u 不能 十、投影训练 1.在研究凸透镜成像的实验时,水平桌面从左向右依次摆放的是、______和_________,并使蜡烛、透镜和光屏在______________;点燃蜡烛,调整_________和________的高度,使它们的中心与烛焰的中心大致在____。 2.物距(u)________________________, 像距(v)_________________________ 3.使蜡烛从距凸透镜较远处逐次靠近透镜,调节光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像,观察像饿正倒随物距的变化,回答问题; 当u>2f时,像距_________烛焰在光屏上成_____、_______、______像(填正立倒立,放大缩小,虚实,下同) 当u=2f时,像距_________烛焰在光屏上成_____、_______、______像 当f 当f=u时,烛焰在光屏上成_____________________________ 当f>u时,在烛焰的同侧观察到_____、_______、______像 4、根据实验结果回答: 是实像和虚像的分界点,是放大实像和缩小实像的分界点 凸透镜所成的像中,有没有正立的实像? 凸透镜所成的像中,有没有倒立的虚像? 在凸透镜成像的实验中,当物距u变大时,像的大小变,像距v变;当物距u变小时,像的大小变,像距v变; 十一、教学反思 在以往的教学过往中,学生在凸透镜能够成什么样的没有什么经验通过实验让学生有直观的感受。 还有一点就是学生在总结凸透镜成像规律,这课中引用数学中数轴的想法给学生以直接的感受,便于学生总结。 体现“学习者不应是信息的被动接受者,而应该是知识获取过程的主动参与者”这一教学理念,让学生在经历了基本的科学探究过程后,从中找出规律,总结规律。 体现物理来源于生活、服务于生活的理念。 学生在实验探究中可能发现新的问题,产生新的困惑,同学们可以一起交流分享,也为以后的学习做好铺垫。
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