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1、科学探究凸透镜成像教学设计科学探究：凸透镜成像教学设计 教学目标： 知识和技能： 探究并知道凸透镜成像的规律。 过程和方法： (1)学生能在探究活动中获得提出问题的能力、观察能力、实验操作能力。 (2)通过探究活动,体验科学探索的过程和方法。 (3)学习从物理现象中建立物理概念,归纳科学规律的方法。 情感、态度和价值观： (1)乐于参加观察、实验等科学实践。 (2)激发学生对科学的求知欲,勇于探索自然现象和日常生活中的物理学原理。 (3)培养学生认真严谨的科学态度、探究创造的心理品质及互相协作的团队精神。 教学重、难点 凸透镜成像规律的探究过程 引导学生实验,并从实验中得出凸透镜成像规律 学情
2、分析 八年级学生有过探究“平面镜成像特点”经历,知道探究的一般过程,对积极主动地进行探究活动有着浓厚的兴趣,但本节探究课学生面临着诸多困难,例如实验探究涉及到的物理概念、名词多,如物距、像距、焦距、实像、虚像,特别是要找到各样的像应调整什么,如何调整,学生感到盲目从数据中要得出结论也不易,因此老师必须重视加强对学生探究活动的指导,如给出填空式的探究实验记录表附录,以减小学生在探究过程中的盲目性,为了节省时间,可直接告诉学生凸透镜焦距，为了分散难点,实、虚像的概念可在“平面镜”一节中介绍,以缓解本节课物理概念和名词多的压力物距和像距以 “信息快递”的形式直接给学生。 教材分析 从教材结构看，“凸
3、透镜成像”是教科版八年级物理第四章教材的第五节，在第四章中占有重要的地位。教材从光的传播、光的反射，以及光的折射等内容循序渐进地推出“凸透镜成像”。抓住主要矛盾，探究“凸透镜成像”有什么规律，从而说明它是初中光学中普通遵循的规律。“凸透镜成像”既是对光的反射和折射的深入研究，又是高中有关光学知识的基础。从研究方法看，教材是采取先认识凸透镜和凹透镜，而后探究凸透镜在各种情况下的成像情况，通过对数据的初步分析处理得出规律。由实验抽象出物理规律是研究问题的常用方法。由于学生在探究过程中缺乏对凸透镜成像规律的感性认识，只知其然而不知所以然，没有经历交流合作的过程，缺少总结能力的训练，因此很难理解理性知
4、识。以至于对凸透镜成像规律本身的内容理解不透，记忆不深、不牢，达不到预期的教学目的。针对这个问题，笔者认为只有采用让学生经历探究的全过程，并引导学生总结出规律，才能有效突破凸透镜成像规律的教学难点。 教学思路 传统教学模式在“研究凸透镜成像规律”时,教师一般先列举出凸透镜成各种像时的条件,然后再让学生通过实验去验证。学生靠死记硬背记住凸透镜的成像规律,学得非常被动,体会不到学习的乐趣。“以人为本”的新课程理念,强调学生是学习的主体,教师要调动学生学习的自觉性与主动性,实现教师主导作用与学生主体作用的有机结合,学生学习不是被动接受而是主动探究、自主体验、促进个性的自我实现过程。故本节课采用探究式
5、教学，采取学生分组探究、成果交流、师生共同探讨得出结论的方式教学。在分组环节，考虑到学生学习能力的差异，根据学生的学习能力分配任务，真正做到让每个学生在探究中有事做、有能做的事做，在原有的认知基础上有所获，我想因材施教无外乎如此。同时注意与生活实际相联系,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的新课程理念。 教学媒体 多媒体课件、光具组、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴 教学互动流程 一、 导入 一上课通过多媒体投影,在大屏幕上放映姚明扣篮时的照片,当学生看到自己所崇拜的明星时,顿时“姚明、姚明”,整个班级的气氛热烈起来了。 师：这张照片是通过什么器材得来的? 生：照相机。 教师启发,有学生质疑:照相
6、机有什么值得研究? 师：:照相机里有什么器材是我们学过的光学器材?即这张照片是通过什么器材成像的? 生:照相机的镜头是凸透镜。 师:是的，照相机的照片就是通过凸透镜来成像的，并且成的像是缩小的。除了照相机我还准备了放大镜，同学们看看放大镜是什么器材制成的？ 生：凸透镜 师：是不是凸透镜？ 生：是。 师：确实也是凸透镜，那么现在大家想不想知道什么情况下凸透镜可以成缩小的像什么情况下可以成放大的像？ 生：想。 师：好的，今天我们就一起来实验探究凸透镜成像的规律。板书课题 环节设计意图 通过多媒体和实物创设情景,从不同的生活现象提出问题，培养学生提出问题的能力,激发学生学习兴趣。 二、 新课教学 1
7、、介绍概念 师：在实验探究之前我们要先介绍两个概念。物距(u)：物体到透镜的距离；像距(v)：像到透镜的距离 环节设计意图 利于学生做出猜想。 2、假设与猜想 师： 请同学们想一想凸透镜成像可能与哪些因素有关？ 生1：凸透镜成像情况可能与物体到凸透镜的距离(物距)有关 生2：凸透镜成像情况可能与焦距有关 生3：凸透镜成像情况可能与像到凸透镜的距离(像距)有关 师： 同学们说到可能与物距有关应该可以探究的，但是大家想想，像距是成像之后我们才能测出的，也就是这时候像的特点已经确定了，你们说像距能反过来再决定像的特点吗？ 生：不能 师： 对了。因为影响所成像的特点的因素很多，今天我们就某一种已经确定
8、焦距为10cm的凸透镜进行探究，探究物距对成像的影响。 环节设计意图 假设与猜想是实验探究的一个环节，并且有利于实验顺利进行。 环节实施预设 在该环节的教学中，对于能力较强、较活跃的班级，可能提出其他的因素，如果有办法探究的一并纳入探究范围，满足学生的求知欲。而对于能力较弱的班级，可能想不到这些因素，教师应更多采取循循善诱的方法，加以引导点拨。 3、制定计划和设计实验 师：请同学们阅读书上的实验探究，然后回答我们要探究是否与这些因素有关应该需要哪些器材？ 生：蜡烛、凸透镜、光屏、刻度尺 师：好的，物体我们用蜡烛的烛焰充当，用带刻度的光具座代替刻度尺。光屏有什么作用？ 生1：用于探究成像为虚像还
9、是实像，是实像就能接住。 生2：如果接住像之后还可以测出光屏到凸透镜的距离也就是像距。 环节设计意图 让学生知道实验器材以及明确它们的作用 师：现在我们一起来组装器材，按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序把他们装在光具座上，并且点燃蜡烛 生：按要求做 师：现在大家左右相互看看，有的同学光屏很高，但是凸透镜却很低，那么烛焰成的像能不能承接在光屏上呢? 生：不能 师：同学们，所以我们实验之前先要调整烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。大家赶快调整。 环节设计意图 边讲边组装器材是为了避免学生不会组装器材影响实验，也让学生知道了实验的注意事项，这本身也是一个考点 师：我看大家都做好了，我们实验要求是：改变物距
10、，移动光屏直到在光屏上得到清晰的像,记下蜡烛到透镜的距离和透镜到光屏的距离,记下像的大小、倒正、虚实情况。同时再移动凸透镜,再按上述要求做几次实验。当然也可能成虚像或不成像，成虚像是时候光屏是不能承接到的，我们只能用眼睛看，如果眼睛也看不到那么说明没有成像。我们用的凸透镜的焦距都是10cm，因为实验比较复杂，同学们分组进行。第一组做成倒立放大的实像时的物距像距，第二组做倒立等大的实像，第三组做倒立缩小的实像，第四组做成虚像，第五组做不成像。大家做实验的同时完成黑板上的表格。 实验次数 蜡烛到凸透 镜的距离 (物距)(cm) 凸透镜到光 屏的距离 (像距)(cm) 像的大小 像的倒正 像的虚实
11、1 2 3 环节设计意图 将要探究的问题根据学生学习能力进行分组并作相应的要求，明确任务、可以使小组充分讨论，有利于探究清楚。通过此过程让学生明白实验过程，培养学生的合作意识和思考能力 4、进行实验记录数据 学生二人一组器材进行实验，前后八人一组讨论,根据上述要求,自主探究,同时完成表格。教师巡视,把某些小组的存在问题指出,加以帮助。 环节设计意图 让学生在参与过程中培养动手、动脑和提取信息的能力，学会与人合作 环节实施预设 学生可能一时找不到成要求的像，教师巡视的同时加以指导，也可以直接给出一定的物距。学生可能分不清楚成像与否，有的学生以为一个圆形的光斑就是像，所以如果看到这种现象及时的叫大
12、家停下，全班说明必须看到蜡烛的火焰才是成了像。探究虚像那组可能不知道怎么观察虚像要特别指导。 5、分析数据得出结论 师引导学生分析数据得出结论 当u2f, fVuf, v2f, 成正立放大的实像。 当u=F时，不成像。 当u2f, fVuf, v2f, 成正立放大的实像。 当u=F时，不成像。 当uF时,从光屏一侧观察,成正立放大的虚像。 课后反思： 本节采用了探究活动课的方式，并按照“科学探索为主线，教师引导为辅，学生活动为主，创新思维为核心”的指导思想，让学生经历科学探索的过程，体会学习的乐趣；让学生意识到在实验探究中制订计划与设计实验的意义，初步了解科学探究的方法。通过探索、合作与交流，
13、培养学生的多方面能力。 优点： 1、 提出问题。给学生创设一些问题的情景，引导学生去发现问题，使学生产生探究的方向， 从而提出问题。 2、 学生大胆猜想假设。一定要给学生留一定思考时间，并且让学生充分讨论。让学生提出 猜想，特别是提出具有创新的猜想和假设。而对明显不正确的猜想，也不要草率否定，在充 分肯定积极性的同时提出正确合理的成分，使他看到自己的成绩，增强学生的勇气。 3、 进行实验和记录实验数据。引导学生将数据和对应的现象一一记录下来。告诉学生实验过程当中，不仅要记录数据，更应该将所有观察到的现象记录下来，如：物体到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、观察到的像的大小和像的倒正等。 4、 分
14、析与总结物理规律。分析表格中记录的数据，按照探究开始时提出的问题，总结凸透镜成像的规律。此时教师要注意引导学生，给学生宽松的环境进行比较数据中的距离与凸透镜的焦距之间的关系。 不足： 1、学生在课堂探究活动中表现出一定程度的无序性、盲目性，今后要采取印发学案的措施，使学生了解自己在探究活动中应该做些什么，明确自己的目的。教师在此过程中应给学生一些方向性的暗示，在给学生更加宽松的思维空间和活动空间的同时增强实验探究的实效性。 2、蜡烛光线自身沿透镜主轴方向有一定的厚度，使物距不是唯一的值，给确定像的位置带来困难，从而使所得数据有一定误差。 3、分组实验虽然能让学生探究清楚每一条规律，但是学生只知道他探究的那一条规律，对于其它规律印象不深刻，所以应该合理安排时间，在总结了规律之后留几分钟让学生再进行验证。
