凸透鏡成像規律--作圖法教學設計-資料下載頁

　　

【正文】 二物理的教學重點也是教學難點。突破這個難點，對培養學生學習物理的興趣，對樹立學生的自信心，對提高整體教學質量有著積極的意義。（一）學情分析凸透鏡成像規律概念多、易混淆，如：焦距、物距和像距，實像和虛像，放大和縮小。規律多，在不同的物距條件下所成像的性質不同。根據皮亞杰的認知發展理論，初二學生的認知水平處于具體運算階段，學生分析數據歸納規律的能力不強。而理解并熟練掌握該規律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力。凸透鏡在學生現實生活中是普遍存在的，如放大鏡、照相機和幻燈機的鏡頭等。學生最熟悉的莫過于放大鏡了，而他們又往往認為，放大鏡只起“放大”作用。對于“成像”，學生是不明白的，或者說是模糊的。（二）課程目標通過實驗總結出凸透鏡的成像規律。在實驗中進一步理解實像和虛像的含義。通過經理研究凸透鏡成像規律的過程，學習從物理現象中總結歸納科學規律的方法。在探究凸透鏡成像規律的實驗中，培養對科學的求知欲，有主動與他人合作交流的精神。（三）教學策略新學習的物理概念、規律將進入學生的物理認知結構，引起認知結構的擴展、更新或重建。不同的學習內容、不同的學習順序使認知結構的發生改變的方式也不同。根據維果茨基的最近發展區理論，教師應該為學生創設情境，進行支架式教學。重視小孔成像規律，了解實像，倒立的概念在空的易拉罐的底部中央，用釘子敲個小孔，蒙上一層塑料薄膜，這樣就制作一個針孔照相機，利用它觀察窗外的景物。讓學生觀察小孔到物體距離不同時像的特點，最終歸納出像的特點和物距、像距的關系。學生通過這個實驗建立描述像特點的概念：如實像、放大和縮小、倒立等，認識到像不總是縮小。為以后探究凸透鏡成像做好知識準備。通過觀察平面鏡成像規律，比較實像和虛像的概念通過對平面鏡成像規律的探究，認識比較實像和虛像的方法和特點。虛像只能用眼睛觀察而不能在光屏上呈現，實像既可以用眼睛直接觀察，也能夠呈現在光屏上。使用放大鏡觀察物體，形成初步的感性認識學生對凸透鏡成像沒有感性認識，讓他們直接探究凸透鏡成像規律，學生往往覺得無所適從不知道從哪里開始探究，不知道究竟探究什么。讓學生拿起桌面上的凸透鏡，背對著窗戶。觀察紙上的一些文字，在發現文字放大的同時，會驚奇地發現紙上出現窗外景物倒立、縮小的像！這是在學生探究凸透鏡成像規律前預備實驗，教師應該把凸透鏡發給學生讓學生做一做、看一看，學生認識到放大鏡屬于凸透鏡，凸透鏡不總是成放大的正立像，還能成放大的39。倒立像、縮小的倒立像，使學生對凸透鏡能成不同的像有了感性認識。介紹器材，模擬操作1）教師介紹實驗用的器材：光具座、光屏、凸透鏡、蠟燭等。簡單地說一下注意點。2）展示幾張燭焰在光屏位置的圖片，判斷合適與不合適。3）教師針對以上出現的問題。強調燭焰、透鏡、光屏三者的中心要“等高、共軸”。凸透鏡成像規律成的倒像，不但是上下顛倒同時左右也顛倒，蠟燭的火焰左右對稱不易觀察，所以在此將實驗裝置中的燭火換成F型的LED燈具，以方便觀察。另外，凸透鏡成像規律是在傍軸條件下的，所以強調“物”、“像”、“屏”要等高、共軸。通過上述學生上來演示模擬使用器材，對可能出現情況的判斷，是為了讓學生暴露出存在的問題，及時改正；其他學生可以更直觀、形象地看到問題產生的原因，從中吸取經驗。分析數據，歸納規律教師應充分創設和抓住機會，讓學生經歷從物理現象和實驗數據歸納出科學規律的過程；同時學生表述自己的觀點，與人交流，也有利于培養學生具有將自己的見解與他人交流的意識，敢于提出與別人不同的見解，能自我反思、聽取別人的意見，勇于放棄或修正不正確的觀點，逐步具有信息交流能力。學生在探究此規律前應該知道凸透鏡能成不同的像，教師應該引導學生提出這樣的問題：當物體到凸透鏡的距離不同時，物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢？這樣提問題能使學生知道探究的目的，能引導學生尋找探究的方法，比其他提問方法效果好。當學生得到許多實驗數據后，老師這樣問學生： “凸透鏡究竟能成幾種像呢？”引導學生先把像的種類分析出來，共有四種。繼續追問： “在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢？”激發學生進一步分析數據的興趣。其余類推。由于此實驗得到的數據量大，數據規律不是明顯的正比或反比定量關系，數據中蘊藏的規律屬于界定范圍的定性規律，學生從來沒有遇到，所以分析數據是本節課的最大難點，引導學生正確分析出數據的規律是本節課的關鍵一環。教師如果直接讓學生分析，學生很難得出正確的結論。教師要發揮主導作用，引入分析數據的技術工具。讓同學們把自己的數據輸入到計算機。深入分析，加深對凸透鏡成像規律的理解。學生初步理解凸透鏡成像規律后，教師應該引導學生深入分析加深對該規律的理解。（四）教學設計的反思與啟示從總體上把握前后概念、規律之間的聯系，杜絕凸透鏡成像規律教學孤立化傾向，把探究凸透鏡成像規律時涉及的基本概念分散開來，使學生在課堂探究時不必為一些概念花費較多的時間，讓學生集中時間和精力去提出問題、設計實驗、分析數據、歸納規律，這樣就能化解探究凸透鏡成像規律這個教學難點，使學生理解這一規律。物理實驗應該以簡單性為原則，在本實驗中為了觀察凸透鏡成倒像的實質，采用了不對稱的圖形的LED燈組，并且可以建議學生另外設計實驗來觀察這一現象。凸透鏡成像規律教學設計7①引導學生提出問題：凸透鏡所成像的大小、正倒跟物體的位置有什么關系然后讓學生提出猜想：照相時物體到凸透鏡的距離比像到凸透鏡的距離大，而投影儀中物體到凸透鏡的距離比像到凸透鏡的距離小，看來像是放大的還是縮小的，跟物體和像的相對位置有關；無論照相機還是投影儀，物體和所成的像都在凸透鏡的兩側，而在放大鏡中，物體和像在透鏡的同一側，看來像的正倒很可能跟它與物體是否在同側有關。②制訂實驗計劃，指導學生做實驗，驗證上面的猜想是否正確。實驗前先向學生介紹實驗裝置和做法，使學生明白實驗研究什么和怎樣去研究。在學生知道了實驗的目的和做法以后，讓學生按照課本中列出的實驗步驟獨立地去實驗、觀察。課本上沒有用光具座來做實驗，是考慮到許多學校沒有或只有數量很少的光具座。如果有用光具座做實驗，會方便些。照課本上介紹的方法，先把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置，調整光屏與透鏡的距離，使燭焰在光屏上成一清晰的像，觀察像的大小、正倒，分別測量物體、像到凸透鏡的距離，把數據記錄課本上的表格中。把蠟燭向凸透鏡移近幾個厘米，放好后重復以上操作，當蠟燭移到透鏡的焦點時。繼續把蠟燭向凸透鏡靠近，這時在光屏上已經看不到蠟燭的像，用眼睛直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像。在學生實驗的基礎上，讓學生自己總結凸透鏡的成像規律，并讓他們書面或口頭表述自己的觀點。使學生知道：當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時，物體成倒立的像，當物體從較遠處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實際折射光線的會聚點，而是它們的反向延長線的交點，用光屏接收不到，是虛像?？膳c平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。凸透鏡成像規律教學設計8一、教學目標：知識和技能理解凸透鏡成像的規律。2。過程和方法（1）學生能在探究活動中初步獲得提出問題的能力。（2）通過探究活動，體驗科學探索的全過程和方法。（3）學習從物理現象中歸納學習科學規律的方法。3。情感、態度和價值觀（1）具有對科學的求知欲，勇于探索日常生活中的物理學原理。（2）培養學生認真嚴謹的科學態度及探究創造的心理品質。（3）樂于參加觀察、試驗、制作等科學實踐。二、教學重點：凸透鏡成像規律的探究過程。三、教學難點：引導學生設計實驗方案，并從實驗中得出凸透鏡成像規律。四、教學方法：實驗探究法。器材準備：蠟燭、火柴、凸透鏡、光屏及光具座若干組。五、教學過程：（一）導入新課師：照相機、投影儀、放大鏡所成的像各有什么特點？生：（學生思考、回答）照相機成倒立的縮小的像，投影儀成倒立放大的像，放大鏡成正立放大的像。師：我們來做一個小實驗：用放大鏡先看書本上的文字，然后再用放大鏡看遠處的同學和老師。你發現了什么嗎？請描述一下看到的現象。生：描述看到的現象。如：看到遠處的物體是倒立的、縮小的，近處的物體是放大的、正立的等。（二）探究活動提出問題師：放大鏡本身就是凸透鏡，從剛才的觀察中我們可以看到同樣是凸透鏡，但觀察到的現象卻有很大不同：有時是正立的，有時是倒立的、有時是放大的，有時是縮小的。下面請同學們根據觀察到的現象和對照相機、投影儀、放大鏡成像情況的了解思考一下，你還想知道哪些問題？以小組為單位討論。提煉學生問題中的知識點，確定本課的探究課題：凸透鏡在什么條件下成放大的像，在什么條件下成縮小的像，在什么條件下成正立的像，在什么條件下成倒立的像。猜想假設師：通過我們已經了解的關于凸透鏡的知識和你的日常生活經驗，你認為上述問題的答案可能是什么？以小組為單位繼續討論。（說明：一定要給學生留一定思考時間，引導學生嘗試根據經驗和已有知識對問題的成因提出猜想，并且讓學生充分討論。對學生提出的猜想，是有價值的，合理的，一定要給予肯定，特別是具有創新的猜想和假設。而對明顯不正確的猜想，也不要草率否定，在充分肯定積極性的同時提出正確合理的成分，使他看到自己的成績，增強學生的勇氣。）猜想：照像時人和景物到凸透鏡的距離比像到凸透鏡的距離大，像是縮小的；使用投影儀時，投影片到凸透鏡的距離比像到凸透鏡的距離小，像是放大的。看來，像是放大的還是縮小的，可能跟物體凸透鏡的距離有關。窗外的景物到凸透鏡的距離比較遠，像是倒立的；用凸透鏡直接看書上的字時，凸透鏡離書面較近，像是正立的?？赡芡雇哥R成像的正倒與物體到凸透鏡前的位置有關。照相機、投影儀工作時，物和像在凸透鏡的兩側；而放大鏡中，物體和像在透鏡的同側。像的正倒可能跟物體和像是否在同側有關。設計實驗師：上面我們已經對所提出的問題作出了初步的猜想和假設，下面我們就要來親自動手檢驗一下。用什么辦法去驗證猜想是否正確呢？生：。師：那么在動手實驗之前，請各小組先討論一下，拿出你們的小組的實驗設計方案。（教師指導下進行全班交流，并參照書上給出的實驗設計方案，比較各組的方案中的成功之處和考慮不夠周到的地方，請學生修正自己組的方案，可以邊設計，邊實驗校正，邊修改。）教師介紹：物距（u）、像距（v）、實驗器材。師：從“物距”這個名詞的字面含義上看，物距應該指的是什么？生：物體到透鏡的距離。師：準確地說是物體到透鏡光心的距離。那像距呢？生：像到透鏡光心的距離。師：同學們的桌子上都有一只凸透鏡，它的焦距我們在學習《透鏡》一節中已經測出是10厘米，給大家一只蠟燭做物體，研究火焰所成的像。一面光屏用來承接火焰的像。大家可以將凸透鏡、蠟燭、光屏固定在光具座上，從光具座的刻度尺上可以讀出蠟燭到凸透鏡的距離和光屏到凸透鏡的距離，有了這些器材，你應該怎樣做呢？生：設計實驗的方法、步驟，并向全班同學介紹、交流。例如：固定凸透鏡、光屏，移動蠟燭，在光屏上找到像后記錄實驗現象；固定光屏、蠟燭、移動凸透鏡，使光屏上成像。？（說明：若實驗方案較多不能統一，可先讓學生動手試一下，來證實實驗方案的可行性；若方案較統一，教師可進行歸納總結。在邊討論邊動手嘗試中不僅可以學習如何擬定實驗方案，還可培養與他人交流合作的能力。）師：同學之間交流并探討出實驗的方法和注意事項（1）凸透鏡固定在光具座的中央，蠟燭和光屏放在凸透鏡的兩側。使火焰、透鏡光屏的中心在同一高度； （2）將蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置，點燃蠟燭；（3）移動光屏直到光屏上出現邊緣清晰的蠟燭的像為止；記錄下蠟燭到凸透鏡的距離、像到凸透鏡的距離、像的大小和倒正；（4）將蠟燭向凸透鏡移近一段距離，重復上述操作，直到不能在屏上得到蠟燭的像； （5）繼續把蠟燭向凸透鏡靠近，試著用眼睛觀察像在何處？像是怎樣的？實驗時注意分工合作，邊實驗邊記錄數據，并填入表格。同學們可以直接填寫在課本上給出的實驗表格上，也可用自己設計的表格。（各小組討論，并將各組方案匯總至教師處，并投影在大屏幕上）進行實驗學生根據要求，自己組裝儀器并進行實驗。把蠟燭放在離透鏡不同的位置上，移動光屏，觀察像的大小、正倒。各人得出數據后在小組內進行討論，分析數據，比較物距和焦距關系，得出成放大、倒立像的條件和縮小、倒立像的條件。（教師邊巡視邊指導）將各組數據及結論全班交流，分析各組數據中是否出現錯誤，并探討一下出現錯誤的可能情況，并改正。（評估各組結論是否正確）分析論證師：下面我們把探究的結果匯報一下。學生回答。教師介紹實像和虛像：師：在實驗中同學們有沒有發現：把蠟燭放在什么位置，無論光屏如何移動，均無法在光屏上得到像？此時，若取下光屏，在光屏處直接用眼睛觀察，你會看到什么現象？這個像和前兩次成的像有什么區別？師：在剛才的實驗中，同學們看到了正立的放大像，卻無法用光屏承接，是因為在成像的位置并沒有光線在那里會聚，只是我們感到光線是從那里射出來的，是虛像；倒立的像則不同，在像的位置真的有光線在那里會聚，可以用光屏承接，像這樣由真實光線會聚而成的像叫實像。師：知道了實像和虛像之后，我也提出兩個問題。請你進一步猜測并根據上面探究所得資料進行分析，在什么情況下凸透鏡成實像？在什么情況下成虛像？生：討論并回答，當物體到凸透鏡的距離大于焦距時成實像；當物體到凸透鏡的距離小于焦距時成虛像。師：我們從實驗中獲得了許多數據，并得出結論。請同學們根據成像的情況對結論進行歸納分類。（教師提示：利用數學上的數軸知識，把物距分為幾個特殊的段，看像的特點是什么；先把像的特點進行分類，再看物距的位置。）師：通過這節課的探究學習，你能總結出凸透鏡成像的規律嗎？（通過前面各子課題的解決，培養學生解決綜合問題的能力）結論：1。當u2f時，2fvf，成倒立、縮小的實像。 2。當2fuf時，v2f，成倒立、放大的實像。 3。當u評估小結師：通過這節課，你知道了什么？（如果學生難以回答，教師可以具體的問下面的問題）能否簡單談談當初所做的猜想和假設與探究結果之間有何差異？生