“生活中的透镜”教学设计

教学程序

　　一、以照相、看电影引入新课，激发学生学习兴趣，并体现“从生活走向物理”的教学过程；

　　二、凸透镜的三种应用和各自的成像特点均让学生从观察和实践中得出，让学生体验物理知识产生的过程，并培养学生的观察能力；

　　三、通过自制模拟相机、水滴放大镜，培养学生的动手能力，获得成功的愉悦；

　　四、选用安培事迹的投影片既能调节课堂气氛，又让学生领略科学家刻苦钻研的忘我精神；

　　五、课堂小节先让学生归纳概括，有利于培养学生的归纳总结能力，也有利于知识的掌握；

　　六、课后实践与思考是课堂教学的延展，旨在引导学生进行基本的科学探究和实践，并在实践中提出问题。

　　教学目标

　　一、知识和技能

　　了解透镜在日常生活中的应用。

　　二、过程和方法

　　1．经历制作模型照相机的过程，了解照相机的成像原理。

　　2．通过观看投影片，了解投影仪的成像原理。

　　3．能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。

　　三、情感、态度、价值观

　　1．通过模拟相机的制作和使用，获得成功的愉悦。

　　2．通过自制水滴放大镜，初步感受等效原理的应用。

　　3．培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的情感。

　　4．初步建立将科学技术应用于实际的意识。

　　教学准备

　　一、教师演示器材：真实照相机、模拟照相机、投影仪、投影片（同有照相机原理简图的投影片一张，“安培和移动黑板”的故事投影片一套）、放大镜。

　　二、学生制作器材：制作模拟照相机的材料（两个直径相近、长约15cm的圆纸筒，焦距为7．5cm的凸透镜、半透明塑料薄膜、胶带纸）、玻璃片、水。

　　教学过程

　　一、复习

　　1．怎样区分虚像和实像？（让学生先回答后再讲述，着重强调成虚像时进入眼睛的光线并非来自于像点）。

　　2．我们在透镜一节中学习了透镜可分为凸透镜和凹透镜，什么是凸透镜？凸透镜对光线有什么作用？（边缘薄中间厚的透镜；会聚作用）。

　　二、新课教学

　　引言：同学们喜不喜欢照相和看电影？喜欢，那么知不知道照相机和电影放映机的原理呢？这就是我们这一节课要学习的知识。板书课题：生活中的透镜。

　　（一）照相机

　　出示真实照相机，让学生仔细观察照相机镜头的形状，使他们对照相机镜头有直观的印象，指出它的作用相当于一个凸透镜。

　　播放画有照相机原理简图的投影片，对照投影讲解：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。

　　（二）想想做做

　　让学生动手制作模拟照相机。

　　出示做好的模拟照相机，讲解制作方法：在直径较大的圆纸筒一端固定一个凸透镜，在直径较小的图纸筒一端固定半透明塑料薄膜，再把小纸筒有屏幕的一端套入大纸筒内。

　　让学生两人一组动手制作，两人分工协作，共同完成，教师巡回指导。

　　制作完成后，让学生把模拟照相机对着室外，并前后拉动直径较小的纸筒，直到在半透明薄膜上看到室外景物清晰的像，观察所成的像，回答：

　　1．像是缩小还是放大？

　　2．像是正立还是倒立？

　　3．像是虚像还是实像？

　　1．和2．比较直观，对于3．可以让学生根据进入眼中的光线是否来自像点进行判断。

　　（三）投影仪

　　让学生观察投影仪，着重观察镜头，简单介绍其构造。

　　演示：从“安培和移动黑板”故事投影片中拿出一张让学生看投影片上人物的大小程度，再把投影片放到投影仪上，放置时让投影片上的人脚朝黑板，头向学生，请一位同学到投影仪前证实。然后移开反光镜，使光线直接射到天花板上，调节镜头，直到天花板上成清晰的像，让学生观察并回答：

　　1．像是放大还是缩小（和投影片上的人物相比）；

　　2．像是正立还是倒立（以像上人物头脚朝向和投影片上人物头脚朝向比较得出）。

　　3．像是虚像还是实像。

　　问题回答，讲解后，重新装好反光镜，把图案反射到墙壁上，让学生了解反光镜的作用。并把“安培和移动黑板”故事的五张投影片逐一放完，简介安培事迹。补充：我们要学习科学家们钻研科学的忘我精神，但不能学习在大街上思考问题，被车撞到可就麻烦了（玩笑）。

　　简介幻灯机、电影放映机基本成像原理和投影仪是一样的。

　　（四）放大镜

　　让学生用凸透镜看书上的字，说出看到的情况：

　　1．字是放大还是缩小？

　　2．字是正立还是倒立？

　　教师讲解：放大镜是凸透镜，能使物体成放大的像，但这个像与投影仪所成的像是不同的，它是正立的虚像，并且像与物体在同一侧。

　　提问：能否利用其他物品来替代玻璃凸透镜制成放大镜？

　　结合学生的回答简介水滴放大镜、水瓶放大镜、冰透镜，并让学生做成水滴放大镜看书本上的字。

　　（五）动手动脑学物理

　　1．和2．让学生课后完成，并书面记录结果。

　　（六）课堂教学小结与延展

　　1．先让学生归纳本节知识树，教师再板书归纳。

　　　　　　　　　　　　照相机成倒立缩小实像

　　生活中凸透镜的应用　投影仪成倒立放大实像

　　　　　　　　　　　　放大镜成正立放大虚像

　　2．课后实践与思考

　　①用自制的模拟相机替同学“拍照”，并探索：要使所成的像更大一些，可采取什么措施？

　　③请你利用凸透镜制成一种有用的装置，说明制作方法和用途。

　　③用分离原理将投影仪分离成两个可单独使用的仪器。

　　④用放大镜以不同的距离看物体，是否都是放大的？

　　⑤根据④中你所看到的现象，你能提出什么问题？可以用什么方法解决你提出的问题？

“凸透镜成像的规律”教学设计

设计理念

　　本课设计中力图体现：学习知识是一种探究的活动。结合教学实际对教学内容进行合理构建，以更利于探究。让学生在探究中发现与创新，学习知识和掌握相关的技能，并领悟科学探究的意义。

　　教学目标

　　一、知识技能目标

　　1．认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。

　　2．探究凸透镜成像的规律。

　　二、体验性目标

　　1．经历：观察凸透镜的成像过程，能在观察的过程中发现一些问题。

　　2．反应：能在经历的基础上表达感受（能简单描述所观察现象的主要特征）。

　　3．领悟：初步形成爱科学的态度、愿意探究的精神、与他人协作的意识、勇于创新的精神等。

　　教学准备

　　凸透镜、光具座、蜡烛、火柴、放大镜。

　　教学过程

　　一、创设情景，引入新课

　　贴近学生的心理需求及生活实际提出问题，激起学生的探究欲。让学生从生活走向物理。

　　（一）玩小水珠：把透明胶片放到课本上面，用手指在透明胶片上滴一个水珠，观察小水珠下面的字。揭秘“小水珠”并进行设问：

　　你玩过凸透镜吗？能介绍一下你以前是怎么玩的吗？还有别的玩法吗？

　　（二）演示：用投影仪把细小的灯丝投影在天花板（墙壁）上。让学生观察灯丝的像与灯丝相比怎样？

　　演示：灯丝开口向下，在像上开口怎样？

　　演示：灯丝开口向上，在像上开口又怎样？成什么样的像，

　　1．如何区别像的正立、倒立？

　　什么情况像明亮、清晰？

　　2．怎样区别实像和虚像？

　　像与原物相比有什么特点，

　　3．像的放大、缩小是什么意思？

　　学生思考回答：实像是由实际光线会聚而成的像，能用光屏承接；虚像不是由实际光线会聚而形成的，无法用光屏承接。

　　像的正立、倒立是指像的上下位置，与物体的上下位置比较是否颠倒。

　　“放大”、“缩小”指像与物比较的结果。

　　“变大”、“变小”指像本身的变化情况。

　　4．什么是物距、像距？灯丝到凸透镜的距离叫物距；像到凸透镜的距离叫像距。

　　（三）设问：使用凸透镜产生这么多的现象，所成的像有哪些特点？成像的条件是什么呢？能猜想一下吗？

　　凸透镜所成的像可能与物体的位置有关，我们这节课就用实验来探究凸透镜成像的规律。

　　二、进行实验

　　体现学生是学习的主人，能产生探究物理世界的兴趣。尊重实验事实，如实记录实验现象、数据，培养学生的归纳分析能力。针对学生实际情况设计不同的卡片；使学生能各取所需各有所获；使不同层次的学生都能得到锻炼和提高。

　　（一）出示课题并板书

　　探究凸透镜成像的规律

　　（二）让学生观察实验器材，自己动手组装、摆放、调整器材。

　　1．观察实验装置

　　实验装置：j2507型光具座。

　　让学生观察说明光具座主要组成部件。

　　2．学生对实验器材进行组装、摆放、调整。

　　探究按照凸透镜成像的规律如何组装实验器材？

　　摆放顺序可以从左到有依次为蜡烛、凸透镜、光屏，也可从右到左依次为蜡烛、凸透镜、光屏。

　　使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上。

　　调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。

　　固定凸透镜，移动蜡烛和光屏进行观察实验。

　　固定蜡烛，移动凸透镜、光屏进行观察实验。……

　　3．设问：什么是物距（u）、像距（v）、焦距（f）？

　　学生对照光具座回答：物距是物体到凸透镜光心的距离；像距是像到凸透镜光心的距离；焦距是焦点到凸透镜光心的距离。

　　（三）学生根据实验要求和实验器材，设计实验方案及进行相关记录。

　　学生可采用不同的摆放顺序、不同的移动对象来设计方案进行实验，如：

　　摆放顺序从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏。

　　设问：如何使物体的像呈现在光屏上？

　　引导学生回答调整物体到凸透镜的距离。

　　设问：移动凸透镜或蜡烛，作用是否相同？

　　让学生明确：作用是相同的，都是改变烛焰到凸透镜的距离。

　　注意：移动光屏观察成像时，要保证屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。

　　继续设问：根据设计方案需要记录哪些物理量及像的哪些特点？

　　启发学生明确要记录：物距、像距；像的性质（放大、缩小，倒立、正立，虚、实）……

　　（四）学生实验

　　1．出示实验要求：

　　①多次实验，观察物体的成像。

　　②记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时，像的特点及成像时的物距和像距。

　　③记录其他方面的问题及发现。

　　2．学生两人一组开始独立进行实验。并根据实验填写小组观察实验记录表（按上面的文字说明做）。

　　附表　小组观察实验记录表

小组观察实验记录表

第_______小组　成员_______、_______

　要求：1．多次实验，观察成像的情况。

　　2．记录每次看到明亮、清晰的烛焰的像时，像的特点及所成像的物距和像距。

　　3．记录其他方面的问题及发现。

　　3．教师巡回指导（引导、启发、点拨或发提示卡片并提示学生。

　　教师应准备小组实验活动建议卡片，谁遇到疑难问题或不能继续进行实可向教师要卡片，按提示继续实验）

　　三、汇报交流

　　学生实验基本结束，并填写好了实验记录表。疑难让学生议；错误让学生析；重要的规律让学生自己去总结。及时反馈矫正实验中的问题。对学生进行由量变到质变的辩证唯物主义的观点教育。总结成功的经验，让学生体验成功的喜悦。注意学生思维的火花，延伸实验课的教学。以讨论方式进行。

　　（一）学生总结发现的现象、解决的问题及发现的规律性的问题。

　　学生回答的问题一般有：放大的像、缩小的像、等大（不变）的像、看不到实像（放大的虚像）等，靠移动蜡烛、光屏来解决，或移动凸透镜来观察……

　　看到有关的像时，你们所记录的物距和像距各是多少？

　　（二）教师根据板书学生的记录数据，引深讨论。

　　设问：对所记录的数据能分析一下吗？有规律吗？

　　学生讨论回答：物距和像距及焦距之间有一定的关系。

　　1．认识像与物等大这个关键点。

　　2．总结：凡是实像都是倒立的，像与物在透镜的两侧，在光屏上能得到。凡是虚像都是正立的，像与物在透镜的同侧，在光屏上不能得到。

　　3．凸透镜成缩小的实像、放大的实像及放大的虚像的条件，有什么关键的位置吗？

　　学生思考讨论后回答：

　　1．物体通过透镜能成什么样的像决定于物体离开凸透镜的距离。物体离凸透镜由远移近时，成的像逐渐变大，像离凸透镜的距离也变大。

　　2．物体在二倍焦距以外时，像总是比物体小。物体移到二倍焦距以内时（焦点以外），像就变大到比物体还大，也就是成了放大的实像了。再移近到凸透镜一倍焦距以内时，像就由实像变成了虚像，发生了质的变化。（用计算机多媒体突破像变大或变小这个难点）。

　　引导学生归纳总结：能用简练的语言表达一下吗？

　　学生总结归纳：焦点是虚像和实像的分界点；二倍焦距是像的放大或缩小的分界点。

　　（三）评价

　　让学生进行自我评价：通过刚才的实验和回答能对自己做个评价吗？

　　启发学生回答：通过自己亲自动手实验才能明确物理现象；在实验过程中遇到问题应该多想、合作解决；猜测的结果和实验结果不一定相同；自己动手动脑做出的实验现象有意思、真实……

　　四、课堂教学小结与延展

　　帮助学生熟练掌握规律提高归纳、概括能力。引导学生联系实际，体现从生活走向物理从物理走向社会。

　　1．多媒体计算机演示凸透镜成像的规律。

　　2．思考：水珠还能成其他的像吗？

　　投影图片讨论其中蕴涵什么物理规律？

　　学生回答：水珠离另一侧的花朵较远（u 2f），成的是倒立的、缩小的、实像。

　　当花朵离水珠较近时（f u 2f），成倒立放大的像。

　　当花朵离水珠很近时（u f），成正立放大的像。

　　3．由学生总结本节课的主要内容，教师提示本节课所总结的规律是下一节应用学习的原理。

透镜”的创新教学设计

1 设计思想

新的物理课程标准提出了新的理念：

①“从生活走向物理，从物理走向社会”。即力求贴近学生生活，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。

②“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。改革以书本为主、实验为辅的传统教学模式，提倡多样化的教学方式，鼓励将现代信息技术、多媒体技术，应用于物理教学中。

为了体现这些新的理念，“透镜”教学总的设计思想是：从“冰透镜向日取火”的实况录像直接切入课题“透镜”；就地取材，用学生熟悉的眼镜组织学生实验探究如何用多种方法判别凸透镜与凹透镜以及如何测量凸透镜焦距等问题；并从中提炼出通过科学探究解决问题的方法；最后，鼓励学生运用方法，解决新问题。本课的教学流程为：引入课题 判别透镜 测定焦距 总结方法 课题研究。

2 过程设计

2．1 引入课题

通过“冰透镜向日取火”的实况录像，结合配音资料，开门见山地引出课题“透镜”，并介绍透镜的概念。这样一开始就把学生的注意力都集中到课上，激发学生的学习兴趣。当学生得知，冰透镜是教师自己动手制成，这一段录像是本校摄制时，更激起学生对物理课学习的重视

【学生实验1】感受凸透镜与凹透镜中间及边缘的厚与薄，使学生悟出凸透镜与凹透镜的定义。

2．2 判别透镜

问题：近视眼镜和老花眼镜的镜片分别是用什么类型透镜做的？学生通过观察、体验，认识到近视镜的镜片是凹透镜，而老花镜的镜片是凸透镜。接下来的问题是怎样判别凸透镜与凹透镜？也即如何区分近视镜与老花镜？

【学生实验2】组织学生讨论、猜想，设计实验探索多种方法判别眼镜。

学生介绍判别眼镜镜片的方法：

方法①摸：用手直接去摸眼镜的镜片，发现镜片中间薄、边缘厚的则为近视镜；镜片中间厚、边缘薄的则为老花镜。教师表扬学生能活学活用，利用刚学的凸、凹透镜的定义区分眼镜，并及时指出光学仪器一般不允许用手摸。

方法②看：使眼镜靠近书本，透过镜片观察字的变化，发现字变小的是近视镜，字变大的是老花镜。

【学生实验3】制作水膜透镜：将铅丝紧绕在透镜的金属柄上，绕成一个封闭的小圈。把小圈浸入水中，取出后小圈上形成一个水膜透镜。用此透镜观察字的变化。有发现字变大的，有发现字变小的，而发现字变大的甩一甩后又发现字变小了。学生通过实验，认识到成放大像的水膜形成的是凸透镜，成缩小像的形成的是凹透镜。

【学生实验4】移动透镜，观察现象。使两种透镜从靠近书本慢慢远离书本，透过镜片观察字的变化。学生经过仔细观察，发现凹透镜在移动的过程中，总是成正立缩小的像；而凸透镜在移动过程中，既能成正立的像，又能成倒立的像，即可以成放大的像，也可以成缩小的像。其中有什么规律，鼓励学生课后去研究。

方法③照：用光源对着镜片照，发现近视镜把光散出去，而老花镜把光聚起来

教师结合凸透镜与凹透镜对光不同作用的动画讲解凸透镜对光有会聚作用，而凹透镜对光有发散作用，并介绍焦点、焦距的概念。

教师补充判别眼镜的方法：

方法④晃：把两种眼镜放在字前慢慢摇晃，透过镜片观察现象

【学生实验5】学生晃动两种眼镜，发现像的移动方向与近视镜的移动方向相同，而老花镜则相反。

以上判别近视镜与老花镜的方法，其实也是区分凸透镜与凹透镜的方法。点评：教师通过一个问题，引发学生的思考，接着学生自主设计各种实验，找出了多个方法。学生在解决问题的过程中，不仅获取了知识，而且还经历了作科学研究的过程，体验到了成功的喜悦。2．3 测定焦距

问题：眼镜有不同的度数，度数表示什么意思？

显示资料：眼镜的度数一般不用焦距f表示，而用屈光度φ表示，其关系如下：φ （1／f） 100。

学生通过阅读，体会到眼镜的度数与镜片的焦距有关，怎样来测焦距呢？

【学生实验6】组织学生设计实验测凸透镜的焦距。（学生一般都能用平行光聚焦法测出凸透镜的焦距）

2．4 总结解决问题的方法

通过对怎样区分近视镜与老花镜和怎样测凸透镜的焦距的探究，从中可以总结出解决问题的一种方法。以区分眼镜为例，怎样判别近视镜与老花镜，这是问题的提出（显示“提出问题”）。提出问题后，组织学生讨论、猜想有哪些方法，例如有学生想到“摸”、“看”等方法（显示“设计方案”）。接着用实验去探究这些方法的可行性，及寻找更多的方法（显示“实验探究”）。方法找到后，还要对方法进行交流、评估，如“摸”虽为一种方法，但光学仪器不允许用手摸（显示“交流评估”）这就是人们常用来解决问题的一种方法：

提出问题 设计方案 实验探究 交流评估。

2．5 课题研究

针对上述方法，提出4个课题，鼓励学生学用方法作课后研究。

课题①：为什么凹透镜晃动时像的移动方向与镜片的移动方向相同，而凸透镜则相反？

课题②：平行光聚焦法能测出凸透镜的焦距，怎样测凹透镜的焦距？

课题③：怎样用透镜组合成望远镜？

【学生实验7】用透镜组合望远镜。

课题④：透镜与现代文明有什么关系？

演讲：的确，人类自从发明了望远镜，从而认识了广阔无垠的宇宙，也推动了航海业的发展，人类也许正是因为发明了望远镜才加快走进了现代文明。透镜可以组合成望远镜，那么透镜与现代文明有什么关系呢？

3 对“透镜”展示课教学设计的点评

在判别凸透镜与凹透镜的环节中，用学生熟悉的老花镜与近视镜等生活常见的物品来判别，用最普通的铅丝、水来做水膜透镜，使学生有亲切感，感到物理课程不是想象中那样枯燥、难以下手。体现了“从生活走向物理”的课程理念。最后设计课题组合望远镜及研究透镜与现代文明的关系，体现了“从物理走向社会”的课程理念。

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，在亲自动手做的实践过程中学习知识，掌握科学的方法，逐渐培养他们解决问题的能力。真正做到让学生“做中学”。

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。

在课的最后提出4个课题，鼓励学生用学到的方法作课后研究，让学生带着科学探究的余兴和问题离开课堂，从而最大限度地发挥本堂课课堂教学的效果。