張漫雙

一、教材分析

（一）在教材中的地位和作用

課程標(biāo)準(zhǔn)要求：探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律，了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用。課程標(biāo)準(zhǔn)解讀：通過實(shí)驗(yàn)探究，了解凸透鏡成像的規(guī)律；會使用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器，能通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集凸透鏡成像的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料，歸納出凸透鏡成像的規(guī)律；培養(yǎng)學(xué)生交流合作、評價探究結(jié)果的初步能力。由此可見這是一節(jié)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動手能力和交流合作能力的好課例。

本節(jié)內(nèi)容是第五章的核心部分，同時也具有承上啟下的作用。上一節(jié)《生活中的透鏡》讓學(xué)生了解到凸透鏡可以成不同的像，為本節(jié)課的探究做了知識上的儲備，而第四節(jié)、第五節(jié)都是本節(jié)內(nèi)容在社會生活中的具體應(yīng)用。本節(jié)課教材的安排，就是讓學(xué)生通過自主探究活動，得出凸透鏡成像的規(guī)律，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識。

（二）教學(xué)目標(biāo)的確定

依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求、本節(jié)教材特點(diǎn)以及學(xué)生現(xiàn)有認(rèn)知水平，確定本課的三維教學(xué)目標(biāo)如下：

1. 知識與技能：（1）知道凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用；（2）能運(yùn)用凸透鏡成像規(guī)律解釋有關(guān)現(xiàn)象。

2. 過程與方法：（1）能在探究過程中，獲得提出問題的能力；（2）通過探究活動，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和方法；（3）學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。

3. 情感、態(tài)度和價值觀：體會生活中的物理知識，樂于參與觀察、實(shí)驗(yàn)等科學(xué)實(shí)踐。

（三）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)的確定

重點(diǎn)：探究凸透鏡成像規(guī)律。因?yàn)檫@是學(xué)生在物理課上經(jīng)歷的第二次科學(xué)探究，學(xué)生對于科學(xué)探究的全過程缺乏經(jīng)驗(yàn)，而且在以后的學(xué)習(xí)中，會經(jīng)常應(yīng)用探究的方法去發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，因而把它作為教學(xué)重點(diǎn)。

難點(diǎn)：通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出物理規(guī)律。對于實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)生處于剛接觸階段，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及記錄數(shù)據(jù)后，分析處理這些數(shù)據(jù)得到結(jié)論，是學(xué)生比較陌生的，因而確定這兩處為難點(diǎn)。

（四）課時安排的確定

用兩課時完成本節(jié)教學(xué)。第一課時用于觀察有關(guān)現(xiàn)象及收集證據(jù)；第二課時用于分析論證、交流合作、評估探究過程及了解凸透鏡成像規(guī)律的初步應(yīng)用。

二、學(xué)情分析（說學(xué)生）

在整個光學(xué)部分，教師應(yīng)有全局一盤棋的思想，八年級學(xué)生正處在形象思維向抽象思維過渡的階段，學(xué)生分析數(shù)據(jù)歸納規(guī)律的能力不強(qiáng)，所以要把折射規(guī)律與凸透鏡成像聯(lián)系起來還比較困難。學(xué)生對于凸透鏡的了解，憑其生活經(jīng)驗(yàn)僅知道它叫放大鏡，能把物體放大，而對其成像規(guī)律是知之甚少的。因此要上好這節(jié)課，前期的準(zhǔn)備是非常重要的。

1.從知識上通過前面一、二節(jié)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明確了什么是凸透鏡的焦點(diǎn)、焦距、凸透鏡所成的像以及像有什么特點(diǎn)等物理概念和現(xiàn)象，這就為本節(jié)的教學(xué)作好了知識上的儲備。

2.從技能上通過學(xué)習(xí)第一章中長度的測量，學(xué)生具備了利用刻度尺讀取數(shù)據(jù)的能力。第二章中平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會區(qū)分實(shí)像和虛像。從技能上為這節(jié)課的學(xué)習(xí)作好了充分的準(zhǔn)備。但對于光具座的使用，還需要老師的指導(dǎo)。

3.從心理上初三的學(xué)生正處于青春期，對于父母、老師的說教有著逆反心理，但同時對未知事物有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，而實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最好方法。通過實(shí)驗(yàn)探究出來的結(jié)論，可以讓學(xué)生感覺到這是通過他自己的努力換來的，對此會充滿成就感。

三、教學(xué)策略（說教學(xué)、學(xué)法）

1. 教法分析

本節(jié)課需要學(xué)生進(jìn)行全過程探究，我們關(guān)鍵應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生怎樣去猜想，在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)合理的猜想情景，并且引導(dǎo)學(xué)生知道猜想要有猜想的理由，不能胡亂猜想。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是探究的一個重要環(huán)節(jié)，所以我們要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)研究的是什么和怎樣去研究，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)該觀察什么、測量什么、記錄什么。在培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和論證的能力方面，教師引導(dǎo)學(xué)生分析表格數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，讓學(xué)生進(jìn)行簡單的因果推理，讓學(xué)生以書面或口頭方式表述自己的觀點(diǎn)，最后教師歸納總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生處理信息、分析概括的能力，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.學(xué)法分析

本節(jié)在設(shè)計(jì)意圖上是讓學(xué)生經(jīng)歷完整的科學(xué)探究過程，從提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)與觀察到分析與討論等，都由學(xué)生完成，給學(xué)生較大的自主探究空間，這對學(xué)生探究能力的要求比較高。因此在教學(xué)過程中應(yīng)突出學(xué)生的主體作用，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、交流合作，將思維程序作為貫穿整個教學(xué)過程的主線，幫助學(xué)生形成研究問題的良好思維習(xí)慣。

四、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，提出疑問，引入新課

1. 學(xué)生體驗(yàn)一：讓學(xué)生用手上凸透鏡觀察教材中的文字、圖片，分析并回答：“你觀察到什么？”

2. 學(xué)生體驗(yàn)二：讓學(xué)生把凸透鏡放在教室窗戶和光屏的中間，然后把凸透鏡慢慢靠近光屏，觀察光屏上有什么？

思考：同一塊凸透鏡，為什么可以成不同的像呢？凸透鏡成像有什么規(guī)律？

探究：凸透鏡成像規(guī)律。

（二）進(jìn)行新課

1.提出問題，做出猜想

（1）復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)照相機(jī)、投影儀、放大鏡的成像特點(diǎn)。

讓學(xué)生猜想：凸透鏡所成像的正倒、大小、虛實(shí)與什么因素有關(guān)呢？

（2）利用圖片，及手頭凸透鏡模擬演示：

用凸透鏡近距離觀察窗戶，成正立、放大的虛像，然后將凸透鏡遠(yuǎn)離窗戶一點(diǎn)，像變大一些。將凸透鏡離得窗戶更遠(yuǎn)一些，這時就看不到正立、放大的虛像了，將光屏放在透鏡的另一側(cè)，調(diào)節(jié)距離，可得到一個倒立、縮小的實(shí)像。

根據(jù)演示，學(xué)生猜想：凸透鏡所成像的大小、正倒、虛實(shí)與物體到凸透鏡的距離有關(guān)。

（3）兩個概念：

a.物距：物體到凸透鏡的距離（u）；endprint

像距：像到凸透鏡的距離（v）。

b.認(rèn)識光具座：對光具座的一些介紹：光具座的使用和調(diào)節(jié)（高度），蠟燭，凸透鏡，光屏的作用，光具座上刻度尺的使用。

2.根據(jù)猜想，帶著問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

（1）怎樣在光屏上得到清晰的像？

（2）怎樣觀察虛像？

（3）如何測量物距和像距？

教師引導(dǎo)：

（1）在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上，讓有了思路的學(xué)生上講臺演示如何得到清晰的像（根據(jù)學(xué)生的操作，教師可適當(dāng)引導(dǎo)）。最后得出讓物、鏡不動，光屏前后移動時，光屏上所成像會變模糊，從而感悟到物、鏡一定時，清晰像的位置是唯一確定的。

教師可故意設(shè)置蠟燭的焰心，凸透鏡的光心，光屏的中心不在同一高度。根據(jù)蠟燭的像沒有成在光屏的中心這一現(xiàn)象提出問題：如何調(diào)節(jié)才能讓像成在光屏中心？然后讓學(xué)生動手調(diào)節(jié)。

（2）對于如何觀察虛像，可以提醒學(xué)生我們是如何用放大鏡觀察物體的。這時把眼放在光屏這一側(cè)，透過凸透鏡觀察蠟燭，成虛像。

（3）由于在光具座的刻度尺上做了一點(diǎn)小改動，把零刻度放在了中央，這樣測量物距和像距時就避免了學(xué)生把對應(yīng)刻度當(dāng)成物距和像距了。

【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生的積極思維、動手解決實(shí)際問題的能力。同時去除實(shí)驗(yàn)中可能影響學(xué)生探究的干擾因素，給學(xué)生更多的時間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

分別請幾個小組的學(xué)生介紹他們的實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)過分析討論，最終確定實(shí)驗(yàn)方案為：

固定凸透鏡，讓蠟燭逐漸向凸透鏡靠近，記錄每次的物距，然后移動光屏尋找到最清晰的像，觀察和記錄凸透鏡每次成像的大小、正倒、虛實(shí)和像距。確定實(shí)驗(yàn)方案后，讓學(xué)生根據(jù)需要記錄的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，按順序就是：物距u，像的特點(diǎn)（倒正、大小、實(shí)虛），還有像距v。將這些需要記錄的量排列起來，就得出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格（略）。

3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)

把學(xué)生分為兩大組，給兩大組焦距不同的透鏡，一組f=10cm，另一組f=5cm。然后讓學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。教師巡視，輔導(dǎo)，及時解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題。

4.分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)后，先讓凸透鏡焦距f=10cm的一大組匯報實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入Excel表格進(jìn)行多組數(shù)據(jù)的處理（按物距從大到小的順序排序），使學(xué)生發(fā)現(xiàn)放大、縮小像及虛實(shí)像的分界范圍，再結(jié)合光具座上刻度尺的顏色分區(qū)，學(xué)生就會想到把10厘米、20厘米作為分界點(diǎn)，此時教師再說出凸透鏡的焦距是10厘米，讓學(xué)生歸納出物距在不同范圍內(nèi)時凸透鏡的成像情況，學(xué)生就會把f、2f作為分界點(diǎn)，將物距分成3個范圍。這時實(shí)驗(yàn)中使用凸透鏡焦距為5厘米的學(xué)生們會不認(rèn)可這一結(jié)論，此時再處理另一大組的數(shù)據(jù)，結(jié)果找到的分界點(diǎn)是5cm和10 cm，仍然是f和2f。進(jìn)而由學(xué)生歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。

【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找到兩個分界點(diǎn)有一定的難度，通過光具座上刻度尺的顏色分區(qū)和教師的引導(dǎo)，對比不同大組的數(shù)據(jù)找到與焦距的關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生分析歸納的能力，同時也讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究帶給他們的成功與快樂。

歸納出凸透鏡成像的規(guī)律后，針對物體在一倍焦距處、物體在兩倍焦距處成什么像，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行推理：物距大于2f成放大的像，小于2f成縮小的像，等于2f處成等大的像。物距大于f成實(shí)像，小于f成虛像，那等于f成什么樣的像呢？然后通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這樣就使得學(xué)生探究出的凸透鏡成像規(guī)律更加完整。

5.評估與交流

（1）你們小組得出的結(jié)論是這樣的嗎？（2）實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)什么問題和錯誤，以及如何改進(jìn)？（3）對于凸透鏡的成像，你還有什么疑惑？

（三）小結(jié)

讓學(xué)生根據(jù)板書和大屏幕投影談本節(jié)課的收獲與感悟。

（四）鞏固拓展

1.將光具座上貼的刻度揭掉，思考此時該怎樣讀出物距和像距。

2.逆向思維：當(dāng)物體放在凸透鏡前某一位置時，在透鏡的另一側(cè)距透鏡12cm處的光屏上成一個倒立、縮小的像，若把物體移到凸透鏡前12cm處，所成的像是什么樣的？

3.走進(jìn)生活：照畢業(yè)照時，發(fā)現(xiàn)有幾個同學(xué)沒有進(jìn)入鏡頭范圍，該怎么調(diào)節(jié)？

（五）布置作業(yè)

1.鞏固性作業(yè)：結(jié)合本節(jié)課所學(xué)，試分析照相機(jī)、投影儀、放大鏡為什么會成不同的像？

2.拓展性作業(yè)：除了上節(jié)課所學(xué)的3種生活中的透鏡，我們還知道哪些凸透鏡在實(shí)際生活中的應(yīng)用？endprint