探究凸透镜成像规律教学设计

张勇

一、学习目标

（一）知识与能力

1.理解凸透镜的成像規律。

2.知道凸透镜所成像的虚实、大小、倒正与发光体位置的关系。

3.理解实像和虚像的区别。

（二）过程与方法

1.能在探究过程中初步获得提出问题的能力。

2.能在探究活动的全过程中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.激发学生的求知欲，使学生乐于参与物理课堂教学，并能够让学生体会探究成功的喜悦。

导学前测：让学生猜想凸透镜可以成什么样的像呢？

猜想：放大的、等大的、缩小的，可能倒立也可能正立。

二、互动导学

（一）导入。

上课前，老师先在每张实验桌上放一个凸透镜、光屏、光具座、蜡烛、火柴，学生刚走进实验室就摆弄起仪器来，甚至上课铃声响起了，学生还是不安静，还有一部分学生在摆弄仪器，教师不必加以制止。

（意图：利用初中学生好动的特性，先让他们自己比较随意的动手、动眼，这样来满足学生的好奇心，从而能够激发学生的求知欲。为此，上课前教师可以给出一定的学生自主活动的时间，让学生尽情地“玩”，让学生在“玩”中发现问题。）

（二）探究新知（探究凸透镜成像）。

学生准备实验：将一支点燃的蜡烛和光屏放在凸透镜的两边，移动蜡烛和白纸的位置，你发现在光屏上能够得到怎样的像？

（补充：成像情况，焦距用f表示；用u表示物体离凸透镜的距离，称为物距；用v表示像到凸透镜的距离称为像距。）

教师展示问题：

1.在实验过程中需要哪些器材探究凸透镜成像？

2.除了观察像的哪三个特点外，还需测什么量？

（提示：凸透镜焦距已知，不必测量，标签上已注明。）

3.你认为该实验应分几种情况来研究，该怎样设计试验？

（三）进行实验。

（各组按步骤去探究成像规律，比一比哪一组能最快得出正确结论。）

注意：实验前要调整蜡烛中心、光屏中心和凸透镜的光心，在同一高度上。

1.把蜡烛放在较远处，使物距u>2f，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒.记下物距u和像距v（此步骤做两次）。

2.把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即f。

3.继续移近蜡烛，使物距u。

4.把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜，同时移动光屏保证屏上的像清晰，注意观察像的大小、正倒及像距的大小，看有什么规律。

（四）分析数据得出结论。

教师：我们现在用凸透镜的焦距是10cm，请学生分析一下各小组所得的数据，得出凸透镜成像的规律吗？

1.当物距大于20cm时，像是放大的，像距小于20cm但是大于10cm。

2.当物距小于20cm时，像是缩小的，像距大于20cm。

3.当物距等于20cm时，像与物大小一样，像距等于20cm。

（光屏上的像都是倒立的）

4.当物距小于10cm时，即物体位于焦点以内，我们透过凸透镜看到了正立、放大的像。

（五）学生通过讨论归纳出凸透镜成像的规律。

1.物距等于两倍焦距的点是物体成放大的像和缩小是像的分界点。即当物距小于2倍焦距时，成缩小的像；当物距大于2倍的焦距时，成放大的像；当物距等于2倍的焦距时，像与物体的大小相等。

2.当物距小于焦距时，物体不能在白纸上成像，当物距大于焦距时，物体在光屏上成像。

（六）实验思考。

1.查看上表的数据，凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大成缩小的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大由此可以得出什么结论？

2.想一想，在哪些情况下，我们不能在光屏上得到像？

记忆口诀：

一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，

虚像同正大；物远像近小，物近像远大。

（七）先学后教，当堂训练。

缩小的虚像。（填“有”或“没有”）

5.在“研究凸透镜成像”实验中

三、结语

回顾探究过程的几个环节：1.提出问题；2.设计实验；3.进行实验；4.分析实验数据，得出结论。课后同学可就自己的数据和过程和别的同学交流讨论，或者自己的数据如果和大家的结论偏差比较大，则可以与老师讨论。

反思：这节课在某些方面体现了新课标的精神，注重学生动手能力的培养，学生积极参与，从物理现象中发现规律。从而培养了学生的观察能力及初步收集并处理数据信息的能力，提高了学生的科学素养，让学生在探究中自主学习，在教学实践中收到了良好的教学效果。