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1、第三章透镜及其应用 教 材 分 析,徐庄子中学 王如明,全 章 概 述,本章教材在上一章“光现象”的基础上，讲述透镜的初步知识及其在日常生活中的应用。透镜是照相机、投影仪等光学仪器的最重要的组成部分，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容。“透镜及其应用”是理论与实践相结合，体现课程基本理念“从生活走向物理，从物理走向社会”的一个很好的范例。照相机、投影仪、放大镜是日常生活中常用的光学仪器，眼睛,是人的重要器官。通过这些光学仪器知识的学习，使学生认识凸透镜成像的基本特征，让学生感觉物理不但有趣，而且是很有用的。力求在“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个方面都能实现课
2、程标准的要求。教材首先讲解透镜的基础知识及其对光的作用，然后介绍生活中的透镜，使学生对生活中常用的透镜及其成像的情况获得感性认识，在头脑中获得丰富、具体、生动的感性认识。以此为基础，让学生带着问题，用探究的方法深入研究凸透镜成像的规律，体验科学研究的,过程，在探究过程中培养科学研究方法，形成清晰的凸透镜成像的规律。本章教材共分五节，与过去的初中教材相比，增加了“眼睛和眼镜”和“显微镜和望远镜”两节内容。眼睛是人体的重要器官，显微镜和望远镜也是日常生活中常用的光学仪器，增加这些内容的目的是进一步巩固所学的透镜成像知识，让学生了解物理就在我们身边，提高学生的学习兴趣和科学素养。,以往教材通常以“实
3、验现象 总结规律 解释现象”为主线组织教学内容，虽然力图体现与生产生活实际联系，但还着眼于学科知识及规律的运用。新教材采用了从生活走向物理，从物理走向社会的思路。本教材则从先认识“透镜”、“生活中的透镜”入手，再探究透镜的成像规律。这种处理方法属于理论与实践相结合方式，体现了新课程的基本理念，较易激发学生的探究欲望。,新教材与旧教材在教学内容安排上的变化,传统教材,新版教材,光的折射,透镜,照相机,幻灯机 放大镜,透镜,生活中的透镜,探究凸透镜成像的规律,眼睛和眼镜,显微镜和望远镜,颜色之谜（）,教科书贴近课程标准中的要求，不仅贴近学生生活，还贴近科学研究。凡贴近生活的内容增加了，对原教材中的
4、繁、难、旧的知识内容进行删除或降低要求。例如，删除了原教材中的幻灯机，换成了现在学校常用的投影仪，使学生看得见，容易观察，容易理解，进而理解电影院用的放映机、照相馆用的放大机的原理也就容易了。,编写思路,一、教材选择的内容更贴近生活,还增加了人的视觉器官眼睛和矫正视力用的眼镜，使学生对眼的卫生常识更容易理解，更爱护眼睛；增加了生物课上常用的显微镜，这样，学生使用起来易操作，易理解；还增加了外出旅游常用的望远镜、观察宇宙用的天文望远镜，以开拓学生的视野。,尝试将物理知识和实际生活相结合，是课程标准提倡的学习方法之一。例如，从生活中的透镜放大镜、照相机、投影仪到探究凸透镜成像规律，然后联系生活实际
5、眼睛和眼镜，又联系社会科学显微镜和望远镜。这种安排充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”这一理念。,二、注重科学探究，提倡学习方式的多样化,课程把过去过分强调知识传承的倾向，转向让学生经历科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。所有的知识内容基本上都是通过探究总结得出的，因此要引导好探究的过程，指导学生观察好现象，使他们在头脑中形成清晰的表象，以具体的生动的感性认识为基础掌握知识，而不是生硬地记忆结论，同时也注意了鼓励将信,息技术渗透在物理教学中，在参与的过程中提倡学习方式的多样化。,三、学生动手动脑机会多,教科书中差不多每节课都有“想想做做”，节后都
6、有“动手动脑学物理”。本章中共有“想想做做”三个、“动手动脑学物理”五个、“探究”一个。要尽量引导学生动手去做，培养学生的动手习惯和通过实验研究问题和思考问题的习惯。这不仅能加深学生对所学知识的认识和理解，更有助于培养学生自己动,手研究问题的能力，发展学生终生对科学的探索兴趣。,全日制义务教育物理课程标准（实验稿）中的课程目标与九年义务教育全日制初级中学物理教学大纲（以下简称大纲）中的教学目标不同。它不仅有知识与技能目标；还有过程与方法目标；情感、态度与价值观的目标。前者属于知识技能目标，后者统称为体验性目标。,课程目标,一、课程目标,（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
7、。2探究凸透镜成像的规律。3了解凸透镜成像的应用。（1）了解凸透镜的应用放大镜、照相机、投影仪。（2）了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法。（3）了解显微镜和望远镜成像的道理及其应用。,（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。,二、对课程目标的理解（一）现课程标准中的课程目标与原大纲中的教学目标的比较现课程标准中的课程目标与大纲中的教学目标相比，知识目标有所降低，但能力目标、意识目标提高
8、了。,原大纲中本章的教学目标,透镜,凸透镜,知道：什么是凸透镜主光轴、光心、焦点和焦距,知道：凸透镜对光的会聚作用,知道：利用凸透镜能产生平行光,知道：凸透镜成放大、缩小的实像和虚像的条件及这些像的特点，能根据所给的条件判断凸透镜的成像情况,知道：照相机、幻灯机、放大镜的原理,凹透镜,知道凹透镜的发散作用,现课程标准中本章的课程目标,透镜,凸透镜,认识：凸透镜的会聚作用,了解：生活中的透镜照相机、幻灯机、放大镜,探究并知道：凸透镜成像规律,了解：凸透镜成像应用,了解：眼睛和眼镜,了解：显微镜和望远镜,凹透镜认识：凹透镜的发散作用,（二）两种目标的比较分析。与大纲相比，课程标准有三处不作要求，如
9、知道什么是凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距，知道利用凸透镜能产生平行光，能根据所给的条件判断凸透镜的成像情况。还有将知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件及这些像的特点，降为知道成像的规律。凸透镜成像的应用由原来的“知道”降为现在“了解”层次，而原凸透镜成像的实验是指导性学生实验，现改为探究性的学生实验。能力方面比大纲中的要求,高了，情感、态度、价值观的要求也高了，明显地体现出“着眼于学生的终身发展”这一教学理念。新课程标准中，将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态
10、度和敢于创新的探究精神。,教学重点及难点,重点：透镜是照相机、投影仪等光学仪器最重要的组成部分，所以透镜对光的作用和凸透镜成像的规律是本章的中心内容，也是本章教学的重点。对于探究性活动探究凸透镜成像规律，也是本章教学重点，重点应解决如何探究，如何发现问题、探究问题、归纳结论、评价等。,难点：1、探究凸透镜成像的规律（包括实验步骤的设计，数据的读取和处理，对实验数据的分析归纳以及探究报告的书写）。2、实像和虚像的区别。3、眼睛的成像原理及近视远视的矫正。,对教材的处理建议,从教科书中的五节内容来看，有些内容属于课程标准要求的内容，有些内容不属于课程标准要求的内容。对教科书的这些内容，教师可按教科
11、书讲，也可自主选教材，尽情发挥。有些内容教师不必担心学生学不会怎么办，课程标准把这些知识内容作为载体，以达到培养学生终身学习的兴趣、愿意探究、敢于创新等能力的目的。教师不可能将庞大数量的信息在有限的教学时间内塞给学生。,因此必须改变“只有讲过才算教过”的观念。许多内容可以精选，精讲，点到为止。更多的内容，如凸透镜成像的应用显微镜、望远镜、照相机，可以让学生通过阅读教科书和其他补充材料（包括视听材料），搜集各种形式的信息，除了教材介绍的内容外，教师还可以结 合实际准备几个相关的小课题让学生去做调查研究。例如，在学习凸透镜成像和照相机的原理后，可让学生调查商店中各种照相机的价格和功能，并分析它们的
12、关系。,弄清课程目标之间的关系,从课程目标的分层看，分为知识与技能目标，过程与方法目标，情感、态度与价值观目标。教学要落实好这三种目标，必须弄清这三者之间的关系，只有弄清关系，教师才能研究好每一节课，准备好每一节课，教师在备课中才能有针对性地备好提问、引导、组织性的问题。,基于这种要求，如何处理好这三者之间的关系呢？在物理课堂教学中，教师的教学应引导学生的学习，经历的大过程如下。在课堂教学中，让学生通过知识与技能的探索过程，掌握一定的物理知识与技能；在物理知识与技能的探索学习的过程中，学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究
13、方法，从而使学生不断地掌握一些简单,的研究方法；然后通过过程与方法的获得过程，使学生初步领悟和形成科学的思想和精神，这样就形成了一个教学循环。然后这些情感态度与价值观又促使学生进一步再去探索新的知识与技能，从而又开始了一个新的循环。因此这三者之间的关系可以这样说：知识与技能是实施探究过程获得方法的载体；过程与方法是形成情感、态度与价值观的营养；情感、态度与价值观是探索知识与技能的动力。,显然在每一个循环中，过程与方法处于知识、技能与情感、态度、价值观之间，起着承上启下的关键作用。因此使学生经历过程、掌握方法是施教的关键。抓住了这一点就等于抓住了教学的最终目标情感、态度、价值观的实现渠道。,第一
14、节 透镜,教材分析 透镜一节是向学生介绍透镜的基本知识，引导学生探究透镜对光的作用，这是后续知识透镜成像及其应用的基础，因此，它也是本章的中心内容，为了使学生获得一些知识理解的基础，提高学习兴趣，对于本节教材的基本知识，书中都尽量从日常生活现象引入，因此我们应当引导学生亲自动手动脑去完成教材上的“动手动脑学物理”这些实践性的活动，以其培养学生,的动手习惯和用实验研究问题的能力。这是课程标准对本节的要求，它强调的是让学生亲身经历探索知识的过程，从中领略自然界的美好和谐，而教学大纲对本节的要求是通过观察各种透镜及其对光的作用来培养学生的观察、概括、归纳的能力。强调教师做，学生看，教师讲，学生听。教
15、学目标知识与技能1、能识别凸透镜和凹透镜2、认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用3、知道什么是凸透镜的焦点和焦距,过程与方法1、培养学生提出问题的能力2、透过探究凸透镜和凹透镜对光的作用，进一步熟悉探究式学习的方法情感态度和价值观1、通过问题情景的设计和学习活动让学生保持对生活中的物理问题的好奇2、鼓励学生探究凸透镜凹透镜在日常生活中的应用，培养他们将科学技术应用于日常生活、社会实践，服务于人类的意识。,教学重点与难点重点：探究凸透镜对光的会聚作用，探究凹透镜对光的发散作用难点：引导学生从现象归纳概括出规律，实现从感性认识到理性认识的飞跃,对本节教学设计的讨论问题1：本节课你是怎样设计引入环
16、节的？问题2：关于透镜的基础知识的教学你采用了（打算采用）什么方式？问题3：你是如何安排本节的探究活动的？问题4：你对透镜的焦点焦距做了哪些说明？,本节的习题设计,教材分析 本节课从生活例子入手，介绍生活中常用的透镜（照相机、投影仪、放大镜等），使用提问设疑、教师指导学生制作模型、教师演示、学生独立探究等多种教学方式，侧重于让学生动手制作照相机模型和探究生活中几种应用透镜的仪器的成像情况，去体现成功的愉悦。使学生对透镜在日常生活中的应用及其成像形成丰富、具体、生动的感性认识，为下一节探究凸透镜成像规律作充分的准备,同时培养学生的发现问题、分析问题、动手制作等多方面能力。本节课需要1节课时。,第
17、二节 生活中的透镜,教学目标知识和技能1、了解透镜在日常生活中的应用过程和方法1、通过动手制作照相机模型，了解照相机的成像原理。2、凸透镜成像时，简单比较物到透镜的距离与像到透镜的距离。3、能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。,情感态度与价值观1、通过模拟照相机的制作和使用，获得成功的愉悦。2、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。3、初步建立将科学技术应用于实际的意识教学重点、难点 重点：凸透镜成像的几种情况的主要特征，物距与像距的大小比较。难点：凸透镜成像的几种情况的主要特征。,对本节教学设计的讨论,1、本节课的引入你是怎样设计的？2、指导学生自制模型照相机的教
18、学中你遇到了哪些问题？怎样解决？3、观察投影仪成像时，应怎样处理？,本节的习题设计,第三节 探究凸透镜成像的规律,教材分析：凸透镜成像规律是光学中的一个重要内容，也是培养学生科学方法和科学思维的好题材，在新课程背景下如何实施这一内容的教学是值得探索的。我们注意到，与大纲教材侧重于知识的传承相比，课标教材则是让学生通过科学探究手段来获取有关知识，充分体现了标准提出的：“通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法”、“从生活到物理”等理念，但在内容编排及具体处理方法上我认为尚有可商榷之处。,课标教材第一版中对“凸透镜成像规律”这一知识点的教学设计是先安排了“生活中的透镜”（第二节
19、），介绍了照相机、投影仪、放大镜三种光学仪器的成像实例（编者的意图是试图通过这些光学仪器的成像实例使学生建立凸透镜成像概念，以体现“从生活到物理”这样一个理念，但教学实践告诉我们，这样处理是失败的。经过第二节学习后学生对凸透镜成像的认识仍然是模糊的，似乎知道但实际上根本就不知道是怎么一回事），然后是“探究凸透镜成像规律”（第三节）。,在学生对什么是凸透镜所成的像、凸透镜所成的像有什么特点、什么是物距、什么是像距等物理概念都不甚明了的情况下就要求学生探究凸透镜成像规律，这就有点难为我们的七年级学生了，这样处理的结果导致了教师教得别扭，学生学得累。其实,标准也指出：“物理课程应注重科学知识的传授和
20、技能的训练”，也就是说将科学探究列入教学目标并不是单纯的实现从“授人以鱼”到“授人以渔”的转化，而是要使我们的受教育者“鱼”、“渔”兼得，而且一味强调科学探究而忽视科学知识的传授，并不符合学生认知能力发展规律。,鉴于这个认识，课标教材第二版中对这两节作了一些处理：1在第二节中增加了从物理角度叙述像的概念的内容，2降低了凸透镜成像规律的探究要求。但笔者认为改动后的教材非但没有从根本上解决问题，反而有点走老路的味道。例如：教材第三节中在进行了一些叙述后指出：“要有个参照距离才便于研究，不同凸透镜焦距不同，我们就用焦距为参照的距离，”紧接着要求学生做u2 f、f u2f、uf三种情况下成像实验。这就
21、属于不讲道理的灌输式教育了(为什么不是u3f 呢？为什么不是2fu3 f 呢?,虽然日常生活中用到透镜的地方很多，但初中学生对透镜成像的认识还是很肤浅的，要学生自主探究得到凸透镜成像规律难度更大，所以此教学活动设计为知识传授和教师指导下的学生探究相结合的方式，重点放在培养学生分析论证能力上，整个探究过程不限制学生思维活动（不给条条框框），在学生大致了解凸透镜成像性质与物距有关的前提下设计实验，采集多组原始数据，在教师指导下分析论证找到规律（比较容易获得成功）。通过这次教学活动，学生既学到了知识（半自主获取），又得到了科学思维和方法的熏陶。成功的愉悦使学生的,终身学习愿望、对自然科学的亲和力等情
22、感态度都受到潜移默化的培养，物理课程的价值得到了充分的体现。,教学目标知识与技能1、理解凸透镜成像规律。2、知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。过程与方法1、能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。2、通过探究凸透镜成像规律的过程，体验科学探究的主要过程与方法。3、学习从物理现象中归纳科学规律的方法。学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。,情感态度与价值观1、乐于参与观察、实验、制作等科学实践。2、通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律。教学重点与难点重点：1、对凸透镜成像规律的理解和认识。2
23、、组织指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。,难点：1、指导学生通过探究过程，分析归纳出凸透镜的成像规律。2、组织、指导学生完成探究凸透镜规律的实验。,对本节的教学设计的讨论,本 节 习 题 设 计,第四节 眼睛和眼镜教材分析 眼睛和眼镜是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，它不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。它是在学生认识了凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，了解凸透镜如放大镜、照相机、投影仪等的应用，探究凸透镜成像的规律后的一个与人们生活密切相关的内容。眼睛、近视眼及其矫正、远视眼及其矫正等内容都与我们的生活息息相关，这节教材充分体现
24、了新的课程标准“从生活走向物理，从物理走向社会”,这一发展的理念。眼睛是人体最重要的器官之一，是观察世界的窗口。眼睛和眼镜这一节从眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用逐步展开，在介绍眼睛的调节作用后，进一步引出了视力缺陷及其矫正的问题，最后安排了科学世界供同学们阅读。动手动脑学物理穿插在科学世界之前。通过实际问题的解决过程，寻找教与学的切入点，把方法的获得、能力的提高融入到获取知识的过程中，将学生下意识运用到的科学方法和良好的思维脉络展露出来，教师的引导以及合理的归纳与,总结，将未知的知识和隐含的学科方法有机结合起来，让学生领悟知识获取的过程和方法，为主动探究、解决新问题培养良好的意志品质奠定
25、基础。该节内容以前的教材没有，新教材把它作为一节内容来教学，体现了新教材、新课程保准的以人为本、从生活走向物理、从物理走向生活的教育理念，既是对上一节凸透镜成像规律的巩固和运用，又教给了学生一辈子都有用的切身的用眼卫生的知识，很有使用价值。,教学目标知识与技能1、了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的；2、了解眼镜是怎样矫正视力的。过程和方法1、通过模拟眼睛成像活动，经历、体验和领悟眼睛成像的原理。2、通过比较实验，领会近视和远视的成因。,情感态度与价值观1.通过活动，培养学生珍惜生命，关爱健康的意识，使其能自觉注意保护视力。2.通过活动，培养学生将科学技术应用于日常生活的意识。教学要点1重
26、点：眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正；2难点：眼睛调节作用、近视眼和远视眼的矫正。,对本节引入环节的讨论,本 节 习 题 设 计,第五节 显微镜和望远镜,教材分析 显微镜和望远镜在生活中应用比较广泛，用处也比较大，也是前面所学知识的扩展。但初中学生对两种镜的理解不是太容易，因其成像原理比较抽象，也难看到内部结构，教学中应采用渐进的模拟的方法、简单的手段，使学生获得学习的基础。本节教学可让学生先了解能看清物体与物体对人的眼睛所成的“视角”的大小有重要关系。这为后面讲授两原理很重要。,本节教学可准备规格不同的几个凸透镜，让学生将凸透镜进行组合，体会它的成像原理，然后引导学生讲讲感受。如
27、发现有学生能组合出显微镜的原理的情况，让学生展示给大家看，分析为什么可以将物体放的那么大，分析原理时，可引导学生先复习一下凸透镜的成像规律，强调凸透镜可成放大的实像，也可成放大的虚像。一个放大镜放大物体的倍数毕竟有限，怎样才能使细小的物体被看到呢？可以让学生思考：能否先用一个凸透镜使物体成一放大的实像，然后在用另一个凸透镜把这个实像再一次放大，这不就能看到更微小的物体了吗？,归纳出显微镜就是利用这种原理制成的。分析后，可让那些没有组合出显微镜的学生进行组合，让全体学生感受一下。再照教材介绍的显微镜的结构，特别要强调两个凸透镜的组合作用，引导学生发散思维，培养学生综合运用所学知识的能力。学过将凸
28、透镜组合有放大作用显微镜的成像原理后，学生知道了利用两个凸透镜的组合可以产生放大的作用，再去引导学生分析望远镜的作用就不太难了。因本节与生活联系较紧，可介绍一些相关的知识，一方面可增加学生学习物理的兴趣，另一方面可引导学生多阅读课外书籍，拓宽学,生知识面。本节课后，可要求学生收集国内外有关天文望远镜和显微镜目前的发展情况，举办专题学术交流会，让学生将收集到的各种资料进行交流。教学目标知识与技能1、了解显微镜和望远镜的结构和原理。过程和方法1、通过自制望远镜培养学生动手动脑的习惯。情感、态度、价值观乐于参与观察、实验、制作等科学实践。,教学重点1、了解望远镜和显微镜的结构及原理。教学难点1、利用两组凸透镜成像规律理解显微镜和望远镜的原理。,对本节教学设计的讨论,本 节 习 题 设 计,
