教、學(xué)、評(píng)的統(tǒng)一性不僅是教學(xué)過(guò)程的靈魂，也是推動(dòng)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的引擎。在這個(gè)過(guò)程中，教師的引導(dǎo)需要與學(xué)生的自主探索、評(píng)價(jià)反饋形成閉環(huán)，要求教學(xué)活動(dòng)既要高效引領(lǐng)學(xué)生探究科學(xué)原理，又要激發(fā)他們思考，最終通過(guò)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)全面把握學(xué)生學(xué)習(xí)成效。根據(jù)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》“注重實(shí)現(xiàn)‘教—學(xué)—評(píng)’一致性”的要求，教師需緊緊圍繞核心素養(yǎng)的培育，構(gòu)建貫穿教學(xué)全過(guò)程的評(píng)價(jià)體系，真正實(shí)現(xiàn)“發(fā)揮評(píng)價(jià)的育人功能，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展”的教育目的。

一、教材分析

本節(jié)是八年級(jí)物理上冊(cè)第五章第三節(jié)的內(nèi)容，緊隨對(duì)透鏡基本概念及其分類的介紹，旨在深化學(xué)生對(duì)凸透鏡光線會(huì)聚作用的理解，并拓展至其在生活中的應(yīng)用領(lǐng)域。本節(jié)不僅承接了前文關(guān)于透鏡的基礎(chǔ)知識(shí)，如凸透鏡與凹透鏡對(duì)光線的不同作用，還鋪墊了對(duì)生活中透鏡應(yīng)用的具體探討，為學(xué)生揭示了放大鏡、照相機(jī)、投影儀等日常用品背后的科學(xué)原理。此外，本節(jié)內(nèi)容巧妙連接了光學(xué)知識(shí)與人類視覺(jué)系統(tǒng)的工作原理，通過(guò)講解凸透鏡成像規(guī)律，連接后一節(jié)人眼成像原理以及近視眼和遠(yuǎn)視眼成因及其矯正方法的教學(xué)內(nèi)容。如此由淺入深、由具體到抽象的教學(xué)安排，旨在促進(jìn)學(xué)生通過(guò)觀察與實(shí)驗(yàn)，掌握透鏡在實(shí)際應(yīng)用中的物理原理，激發(fā)他們探究光學(xué)現(xiàn)象的熱情。

二、學(xué)情分析

“凸透鏡成像的規(guī)律”作為光學(xué)領(lǐng)域的核心課題之一，其復(fù)雜性在于成像性質(zhì)多變，包括像的大小、正倒、虛實(shí)狀態(tài)的變化，這些性質(zhì)隨物體與鏡片的距離而變化，并存在明確的分界點(diǎn)和轉(zhuǎn)變規(guī)律。學(xué)生在接觸此課題前，缺乏相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)基礎(chǔ)，如幾何光學(xué)中的光路圖繪制技能及虛像概念的理解，這些因素加大了學(xué)習(xí)難度。學(xué)生雖然已經(jīng)有一定的物理基礎(chǔ)，對(duì)凸透鏡與凹透鏡的基本功能有所了解，初步認(rèn)識(shí)了特殊光線的處理，但面對(duì)更為復(fù)雜的成像規(guī)律時(shí)還是感覺(jué)有一定難度。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.深入理解物距與像距的定義及其在凸透鏡成像過(guò)程中的重要性，明確凸透鏡如何在不同物距下形成不同性質(zhì)（正倒、虛實(shí)、大小變化）的像，從而掌握光的折射和成像規(guī)律。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，提出問(wèn)題、制訂假設(shè)、觀察現(xiàn)象、收集和分析數(shù)據(jù)的科學(xué)思維能力。這一過(guò)程中，將特別強(qiáng)調(diào)利用類比法、比較法和模型法等科學(xué)研究方法，以深化對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的理解，并將此類思維應(yīng)用于更廣泛的場(chǎng)景中。

3.能夠在小組合作的實(shí)驗(yàn)探究中使用F形光源、凸透鏡、光座和光屏等實(shí)驗(yàn)器材，系統(tǒng)探究物體距離變化時(shí)成像的性質(zhì)變化。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）溫舊知，引新學(xué)

師：回顧上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了照相機(jī)、投影儀和放大鏡通過(guò)凸透鏡成像的特點(diǎn)。讓我們先通過(guò)幾個(gè)問(wèn)題來(lái)回顧并檢驗(yàn)大家對(duì)這些知識(shí)的理解。

［展示評(píng)測(cè)題目：1.選擇題：凸透鏡在照相機(jī)中形成的像是（A.實(shí)像 B.虛像）；2.填空題：在投影儀中，凸透鏡形成的是______（倒立/正立）放大的______（實(shí)像/虛像）；3.判斷題：用放大鏡觀察近處的小物體時(shí)，形成的是正立的虛像。（對(duì)/錯(cuò)）］

生：照相機(jī)和投影儀形成的是倒立的實(shí)像，而放大鏡形成的是正立的虛像。

師：非常好！這些設(shè)備雖然都使用了凸透鏡，但成像的特點(diǎn)卻有所不同。那么，凸透鏡成像的規(guī)律是怎樣的？為何同一種透鏡會(huì)有不同的成像效果？接下來(lái)，我們通過(guò)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究。請(qǐng)拿起你們桌上的放大鏡，先觀察書(shū)本上的字，再試著看遠(yuǎn)處的樓房。

［為每組學(xué)生提供一塊凸透鏡、一個(gè)蠟燭（或其他物體）、一張光屏、一把尺子。演示凸透鏡和物體的正確放置方法，調(diào)整物體與透鏡的距離來(lái)觀察成像的變化。］

學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)調(diào)整蠟燭的位置，另一個(gè)學(xué)生觀察光屏上的像，并記錄像的性質(zhì)變化。書(shū)本上的字看起來(lái)更大了，但遠(yuǎn)處的樓房卻沒(méi)有明顯變化。

師：物體與透鏡的距離決定了像的性質(zhì)。這正是我們今天要探究的主題：凸透鏡成像的規(guī)律。

（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)多媒體資料導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并利用實(shí)際操作的小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身體驗(yàn)和探究凸透鏡的成像規(guī)律，從而讓他們?cè)趶?fù)習(xí)舊知的基礎(chǔ)上自然過(guò)渡到新知的探索，保證教學(xué)內(nèi)容的連貫性。教師利用針對(duì)性的評(píng)測(cè)習(xí)題，既能檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的程度，也能讓他們?cè)趯?shí)際操作和理論學(xué)習(xí)之間建立聯(lián)系，提高教學(xué)活動(dòng)的有效性和深度，進(jìn)而落實(shí)“教—學(xué)—評(píng)”一致性的教學(xué)模式。）

（二）講授課，初探究

師：我們做一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)大家觀察這套實(shí)驗(yàn)器材（如圖1）。我們首先模擬照相機(jī)的成像過(guò)程。請(qǐng)注意觀察，當(dāng)我移動(dòng)光屏?xí)r，像的清晰度如何變化。

生：像在光屏移動(dòng)到某一特定位置時(shí)變得最清晰。

師：非常好。請(qǐng)同學(xué)們分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目標(biāo)是找到像最清晰的位置。

學(xué)生按照指示開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，嘗試找到最清晰的像。

師：記得調(diào)整你們的光屏位置，觀察從模糊到清晰再到模糊的過(guò)程，并嘗試確定最清晰像的確切位置。

學(xué)生調(diào)整光屏，細(xì)致觀察像的變化，記錄數(shù)據(jù)。

師：當(dāng)物距小于焦距時(shí)，我們無(wú)法在光屏上獲得清晰的實(shí)像，這成像的性質(zhì)與物體與凸透鏡之間的距離有關(guān)。當(dāng)物體過(guò)于接近凸透鏡時(shí)，凸透鏡無(wú)法將光線會(huì)聚在光屏上形成實(shí)像，而是形成了虛像。

這就引入了“物距（u）和像距（v）”的概念。這兩個(gè)參數(shù)決定了像的性質(zhì)、大小和方向。當(dāng)物體位于焦點(diǎn)之外時(shí)，成像又有何不同？

生：在這種情況下，凸透鏡在光屏上形成了清晰的實(shí)像，并且這個(gè)實(shí)像是倒置的。

師：實(shí)像總是形成在物體位于焦點(diǎn)之外時(shí)，這個(gè)實(shí)像可以是放大的、等大的或縮小的，這取決于物體的具體位置。

［繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：指導(dǎo)學(xué)生移動(dòng)光源而非光屏，觀察這一變化如何影響成像。］

學(xué)生按照指示改變光源位置，并用觀察表記錄成像的變化，如表1所示。

（三）析規(guī)律，助理解

師：凸透鏡的成像特點(diǎn)與物距之間存在著怎樣的關(guān)系呢？讓我們分幾個(gè)角度來(lái)探究：凸透鏡是如何在不同條件下成放大像、縮小像，以及成正立像和倒立像的？此外，凸透鏡成實(shí)像與虛像的條件又是什么？

生：當(dāng)物體在焦點(diǎn)以外時(shí)，像是倒立的和縮小的，這意味著物距大于焦距影響了像的性質(zhì)。

師：很好?；诓孪?，我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證？我們需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？實(shí)驗(yàn)的目的又是什么？

［介紹實(shí)驗(yàn)器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、尺子；明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄课锞鄬?duì)凸透鏡成像特點(diǎn)的影響。］

生A：我們需要一個(gè)穩(wěn)定的光源，比如蠟燭，作為我們的物體。然后，我們需要一塊凸透鏡和一個(gè)可移動(dòng)的光屏來(lái)接收成像。

生B：我覺(jué)得實(shí)驗(yàn)的目的是觀察物體在不同位置時(shí)凸透鏡所形成的像的特點(diǎn)。為了準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，我們還應(yīng)該使用一把尺子來(lái)測(cè)量物距和像距。

生C：我們可以將物體放在凸透鏡的不同位置，比如開(kāi)始時(shí)距離凸透鏡很遠(yuǎn)，然后逐漸靠近凸透鏡。每次移動(dòng)后，我們都調(diào)整光屏位置，直到在光屏上得到清晰的像，然后記錄下物距和像距。

生D：我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)表格，列出物距、像距和成像的特點(diǎn)，如是否倒立、大小變化以及是實(shí)像還是虛像。

師：在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們需要注意什么？

［補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：確保蠟燭的火焰、凸透鏡和光屏中心在同一高度上，以便觀察到清晰的像。同時(shí)，調(diào)整物距，并觀察與記錄像的變化。］

學(xué)生分享觀察結(jié)果，對(duì)凸透鏡成像規(guī)律進(jìn)行歸納。如表2所示。

（四）憶生活，掌應(yīng)用

師：在生活中，凸透鏡的應(yīng)用無(wú)處不在，根據(jù)我們學(xué)習(xí)的凸透鏡成像規(guī)律，誰(shuí)能告訴我放大鏡是如何放大我們看到的物體的？

生：放大鏡是利用凸透鏡當(dāng)物體位于焦點(diǎn)以內(nèi)時(shí)，凸透鏡可以形成放大的虛像，所以我們看到的物體被放大了。

師：相機(jī)和投影儀是如何應(yīng)用這一規(guī)律的？

生：相機(jī)通過(guò)調(diào)整鏡頭與物體之間的距離，使物體的像正好成在感光元件上，形成清晰的實(shí)像。投影儀內(nèi)部的凸透鏡接收小圖像，然后根據(jù)物距和像距的關(guān)系，調(diào)整以獲得屏幕上較大的倒立實(shí)像。

師：［展示天文望遠(yuǎn)鏡的工作原理圖，如圖2。］天文望遠(yuǎn)鏡利用大型凸透鏡或凹透鏡來(lái)收集遠(yuǎn)處星體的光線，通過(guò)成像規(guī)律將其聚焦在一個(gè)點(diǎn)上，形成清晰的實(shí)像。天文學(xué)家通過(guò)這種方式觀察到許多遠(yuǎn)處的星系和天體，拓展了我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。如哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，它在軌道上觀測(cè)宇宙，發(fā)送回了許多寶貴的圖像。

師：讓我們通過(guò)幾個(gè)例題來(lái)進(jìn)一步檢驗(yàn)我們對(duì)凸透鏡成像規(guī)律應(yīng)用的理解。

例題1：如果一個(gè)物體放在凸透鏡的兩倍焦距之外，那么成像的特點(diǎn)是什么？

A.正立、放大的虛像

B.正立、放大的實(shí)像

C.倒立、縮小的實(shí)像

D.倒立、放大的實(shí)像

例題2：使用放大鏡觀察小字時(shí)，放大鏡與字的大致距離應(yīng)該是多少，假設(shè)放大鏡的焦距為10 cm？

A.小于10 cm

B.等于10 cm

C.大于10 cm但小于20 cm

D.大于20 cm

（設(shè)計(jì)意圖：將抽象的物理規(guī)律與學(xué)生的日常生活經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。通過(guò)與真實(shí)生活緊密相關(guān)的問(wèn)題，學(xué)生能夠更深刻地理解凸透鏡成像的規(guī)律，并認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)物理的實(shí)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評(píng)”相一致。）

（作者單位：平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)上楊鄉(xiāng)學(xué)區(qū)）

編輯：李琴芳