凸透鏡成像規(guī)律第一課時(shí)教學(xué)案例

1、凸透鏡成像規(guī)律第一課時(shí)教學(xué)案例一、案例背景教師簡(jiǎn)介：徐國(guó)軍 教齡九年 化學(xué)老師上課時(shí)間：2003年11月14日杭州市自然科學(xué)（科學(xué)）優(yōu)質(zhì)課評(píng)比地點(diǎn)：建德市新安江鎮(zhèn)二中教材：自然科學(xué)第三冊(cè)·光學(xué)·研究凸透鏡成像參考資料：七年級(jí)下·科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)冊(cè)其他：本節(jié)課獲得了杭州市一等獎(jiǎng)。本案例在2004年4月杭州市初中自然科學(xué)案例評(píng)比中獲得一等獎(jiǎng)。圖片：二、案例描述與分析自然科學(xué)第三冊(cè)·光學(xué)·研究凸透鏡成像和配套實(shí)驗(yàn)冊(cè)中的教材安排仍是傳統(tǒng)教學(xué)模式，在“研究凸透鏡成像規(guī)律”時(shí)，教師要求學(xué)生按照指定的各種物距，通過(guò)實(shí)驗(yàn)去觀察各種情況下的像，通過(guò)這樣的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)學(xué)

2、習(xí)凸透鏡成像規(guī)律，學(xué)生學(xué)得非常被動(dòng)。而七年級(jí)下·科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)冊(cè)中的實(shí)驗(yàn)凸透鏡成像規(guī)律則能較好的激發(fā)學(xué)生探究成像規(guī)律的興趣，使學(xué)生能夠體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程與方法。筆者在安排教學(xué)過(guò)程時(shí)主要參考了它的精髓并加入了自己的一些修改和補(bǔ)充，使教學(xué)和學(xué)生探究過(guò)程更加流暢，更加符合初二學(xué)生心理特點(diǎn)。教材以探究凸透鏡成像情況與物距關(guān)系有關(guān)為主線(xiàn)，安排了學(xué)生猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流等教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生經(jīng)歷產(chǎn)生興趣、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、激發(fā)矛盾、解決問(wèn)題的過(guò)程。很好地體現(xiàn)了新教材讓學(xué)生在體驗(yàn)知識(shí)的形成、發(fā)展過(guò)程中，主動(dòng)獲取知識(shí)的精神。教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)和技能理解凸透鏡的成像規(guī)律 2、過(guò)程和方法 能通過(guò)現(xiàn)象的觀察

3、中，初步獲得提出問(wèn)題和做出猜測(cè)與假設(shè)的能力。 通過(guò)探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過(guò)程和方法。 學(xué)習(xí)從自然現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。 3、情感、態(tài)度、價(jià)值觀 具有對(duì)科學(xué)的求知欲，樂(lè)于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的科學(xué)道理，勇于探究日常用品中的科學(xué)原理。樂(lè)于參與觀察、試驗(yàn)、制作等科學(xué)實(shí)踐。器材準(zhǔn)備 每人一個(gè)放大鏡、二人一組的光具座以及蠟燭、老式照相機(jī)、多媒體課件教學(xué)過(guò)程1、復(fù)習(xí)引入：師：我們已經(jīng)學(xué)過(guò)兩種透鏡，你怎樣判斷一個(gè)透鏡是否是凸透鏡呢？生：可以用手摸，中間厚，邊緣薄生：在太陽(yáng)底下，拿著透鏡，能在地上得到一個(gè)亮點(diǎn)師：請(qǐng)看圖，你能說(shuō)出有關(guān)凸透鏡的名詞嗎？生：光心（透鏡的中心稱(chēng)為光心O）生：焦點(diǎn)（平行光經(jīng)

4、凸透鏡會(huì)聚的點(diǎn)稱(chēng)為凸透鏡的焦點(diǎn)， F左右各一個(gè)），生：主光軸（過(guò)焦點(diǎn)和光心的直線(xiàn)叫主光軸）生：焦距（焦點(diǎn)到光心的距離稱(chēng)為焦距f）師：我們把焦點(diǎn)的位置成為一倍焦距處師：如果焦距是15cm，在主光軸上離光心30厘米處我們可以叫做什么呢？生：兩倍焦距處師：兩倍焦距處，我們就用2F表示，左右各一個(gè)師：我們用2f表示兩倍焦距簡(jiǎn)明扼要的回顧一方面復(fù)習(xí)了上一節(jié)課有關(guān)透鏡的知識(shí)，同時(shí)補(bǔ)充了一倍焦距處（F）和兩倍焦距處（2F）兩個(gè)在凸透鏡成像規(guī)律中重要的分界點(diǎn)，為下面學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出鋪墊。2、引入新課：師：平面鏡能成像，凸透鏡能成像嗎？如果能，所成的像有什么特點(diǎn)呢？（教師手舉放大鏡示意）學(xué)生活動(dòng)一：手拿凸透鏡

5、看書(shū)上的字生：字變大了，生：字正立的，師：平面鏡能成像，凸透鏡能成像嗎？如果能，所成的像有什么特點(diǎn)呢？生：凸透鏡能成像生：凸透鏡成的像是放大的、正立的師（多媒體）：凸透鏡能成像 放大 正立師：凸透鏡只能成放大、正立的像嗎？學(xué)生活動(dòng)二：拍照像教師出示事先準(zhǔn)備的老式座機(jī)，請(qǐng)若干組同學(xué)上臺(tái)，一位同學(xué)坐在相機(jī)前方，一位同學(xué)觀察座機(jī)后方用紅布遮著的毛玻璃，教師提示學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕調(diào)節(jié)到毛玻璃上看到非常清晰的人像，然后其他學(xué)生輪流看。生（興奮）：我看到了XXX，變小了生：我看到了XXX頭朝下師：照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。生：凸透鏡還能成縮小的像生：凸透鏡能成倒立的像師（多媒體）： 縮小 倒立師：你能用手上

6、的透鏡中看到縮小、倒立的像嗎？（教師用手上的放大鏡作暗示）生：我透過(guò)凸透鏡看遠(yuǎn)處的同學(xué)時(shí)，她是倒立而且縮小的。生：我透過(guò)凸透鏡看遠(yuǎn)處的老師，您是倒站的，小小的生：我看頂上的日光燈，是縮小的（其他同學(xué)們也用透鏡看頂上的日光燈）師：你們認(rèn)為這個(gè)縮小的日光燈像是在透鏡的哪一側(cè)呢？生：在日光燈那一側(cè)師：那你們能不能像剛才一樣讓這個(gè)像出現(xiàn)在毛玻璃上呢?生：不能師：想一想，剛才照相時(shí)人和毛玻璃在鏡頭的同一側(cè)還是兩側(cè)呢？生：兩側(cè)生：老師，日光燈的像在桌子上了（學(xué)生無(wú)意中把透鏡對(duì)著桌子）生：我們透過(guò)透鏡看到的日光燈像其實(shí)是在透鏡的這一側(cè)，老師對(duì)嗎？師：很對(duì)。通過(guò)兩個(gè)學(xué)生活動(dòng)和學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)，揭示凸透鏡不僅能成像

7、，還能成不同的像，學(xué)生興趣盎然，課堂氣氛異常活躍，為學(xué)生探究凸透鏡成像規(guī)律的猜想順利出現(xiàn)打下了良好基礎(chǔ)，可謂水到渠成。3、提出猜想師：凸透鏡所成的像有時(shí)放大有時(shí)縮小，有時(shí)正立有時(shí)倒立。你有什么問(wèn)題嗎？生：凸透鏡所成的像為什么有時(shí)放大有時(shí)縮小，有時(shí)正立有時(shí)倒立。生：凸透鏡成像不同情況是什么造成的？師：根據(jù)剛才同學(xué)們動(dòng)手的情況，你認(rèn)為可能跟什么因素有關(guān)呢？生：可能跟所觀察的物體到凸透鏡的距離有關(guān)生：是不是物體到透鏡的距離遠(yuǎn)的時(shí)候，所成的像就是倒立的、縮小，物體到透鏡的距離近時(shí)，所成的像就是正立的、放大的師：猜想很好，但還需科學(xué)的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明是否正確。師：同學(xué)們思考一下，你認(rèn)為需要哪些器材生：凸透鏡、

8、觀察的物體、光屏師：要研究距離，你認(rèn)為還需要什么器材？生：刻度尺師：觀察的物體用什么好呢？生：最好是亮的，會(huì)發(fā)光的生：點(diǎn)著的蠟燭生：亮的燈泡。4、實(shí)驗(yàn)探究老師出示光具座并介紹（重點(diǎn)：光具座上的刻度、光屏以及暗示學(xué)生光具座上的物體、透鏡、光屏都是可以移動(dòng)的）、蠟燭，凸透鏡f=10cm。師：今天我們的實(shí)驗(yàn)需要全班同學(xué)分工合作教師分配任務(wù)：全班分成四個(gè)大組，每個(gè)大組分3個(gè)小組，每個(gè)小組組長(zhǎng)一名（負(fù)責(zé)監(jiān)督和匯報(bào)），記錄員一名（負(fù)責(zé)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。每個(gè)大組一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)，分別為在光屏上得到清晰的放大的像，縮小的像，倒立的像，正立的像，不管用什么方法。每個(gè)組命名為放大組、縮小租、倒立組、正立組。師：我們把

9、物體到透鏡的距離稱(chēng)為物距，用字母u表示，那么像到透鏡的距離可以稱(chēng)為什么呢？生：象距師：象距我們可以用字母v表示師：同學(xué)們完成任務(wù)后請(qǐng)記錄此時(shí)的物距和象距，你會(huì)記錄嗎？生：物距就是蠟燭到透鏡光心的距離，象距就是光屏到透鏡光心的距離，可以從光具座刻度上讀出來(lái)。生：像必須清晰的。教師出示小黑板數(shù)據(jù)記錄表格（學(xué)生取出學(xué)案）組 別任務(wù)物距u（cm）象距v（cm）AB縮小組成縮小的像123放大組成放大的像123倒立組成倒立的像123正立組成正立的像123師：完成你的任務(wù)后，把你組的數(shù)據(jù)記錄在小黑板上。學(xué)生開(kāi)始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)蠟燭、移透鏡、移蠟燭、移光屏，觀察教師巡視、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：有的組像在光屏的邊緣，或像是模糊

10、的，讓完成較好的學(xué)生回答：把凸透鏡中心，光屏中心，蠟燭調(diào)在同一高度。教師指導(dǎo)讀數(shù)，讓數(shù)據(jù)比較正確的小組將數(shù)據(jù)上黑板填寫(xiě)。前三大組同學(xué)基本上5分鐘內(nèi)都完成了實(shí)驗(yàn)并得到了數(shù)據(jù)，然而正立組同學(xué)始終無(wú)法在光屏上得到正立的像。教師要求其他三組同學(xué)也來(lái)試一試，同樣也無(wú)法完成。師：看來(lái)，我們無(wú)法在光屏上得到正立的像，那么把光屏拿掉，通過(guò)透鏡看，同學(xué)們能不能得到正立的像呢？學(xué)生拿掉光屏，開(kāi)始調(diào)整透鏡和蠟燭的距離，透過(guò)透鏡學(xué)生終于看到一個(gè)放大的正立像在蠟燭的同側(cè)。記錄此時(shí)的物距，但象距無(wú)法測(cè)量。師：我們把這種能光屏接收的像稱(chēng)為實(shí)像，把不能用光屏接收的像稱(chēng)為虛像，正立的像無(wú)法用光屏接收，這是什么像？生：虛像師：其

11、實(shí)老師在這里安排了一個(gè)不可能完成的任務(wù)給正立組。（學(xué)生恍然大悟）師：剛才我們前三組同學(xué)都在光屏上找了的所要求的像，這些都是什么像？生：實(shí)像師：有什么規(guī)律嗎？生：正立的像是虛像，無(wú)法用光屏接收生：實(shí)像可能是放大的，也可能縮小，但都是倒立的教師并沒(méi)有按照一般的科學(xué)探究過(guò)程，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前就有一個(gè)清晰的完整的實(shí)驗(yàn)方案，而是簡(jiǎn)單的提示了所需的實(shí)驗(yàn)器材和使用方法，將原來(lái)完整的實(shí)驗(yàn)分解成四個(gè)單獨(dú)的任務(wù)，并不強(qiáng)調(diào)具體方法，目的：1、降低實(shí)驗(yàn)難度，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間；2、學(xué)生在完成小任務(wù)時(shí)，本身就具備了實(shí)驗(yàn)的所有要素；3、正立組這一不可能任務(wù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置，使虛像和實(shí)像的概念在學(xué)生矛盾沖突中非常自然的得出。5、數(shù)據(jù)

12、分析師：同學(xué)們通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，每組同學(xué)都得到了一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)看小黑板，一組數(shù)據(jù)可能看不出規(guī)律，現(xiàn)在所有的數(shù)據(jù)都在黑板上，請(qǐng)同學(xué)們小組合作討論一下凸透鏡所成的像與物距應(yīng)該有些什么規(guī)律呢？ 生：凸透鏡所成像的放大縮小、倒立正立與物體到透鏡的距離有關(guān)，生：倒立時(shí)物距大，正立時(shí)物距小，生：縮小時(shí)物距大，放大時(shí)物距小師：還有補(bǔ)充嗎？生：我們發(fā)現(xiàn)成縮小像時(shí)，物距都要比20cm大，生：成放大像時(shí)，物距比20cm小，比10cm要大。師：還記得嗎，我們實(shí)驗(yàn)的凸透鏡焦距是多少？生：10cm師：兩倍焦距呢？生：20cm師：同學(xué)們能不能在結(jié)論中把它們說(shuō)進(jìn)去呢？生：當(dāng)物距比兩倍焦距大時(shí)，像是縮小的、倒立的，是實(shí)像生：當(dāng)物

13、距在一倍焦距和兩倍焦距之間時(shí)，像是放大的、倒立的，也是實(shí)像生：當(dāng)物距小于一倍焦距時(shí)，像是正立的、放大的，是虛像師（多媒體）：同學(xué)們歸納得很好，我們?nèi)绻梅?hào)表示物距的話(huà)，我們可以把同學(xué)們歸納的結(jié)論表示如下（1）當(dāng)u2f時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像（2）當(dāng)fu2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像（3）當(dāng)u<f時(shí)，成放大、正立的虛像（無(wú)法用光屏接收）師：我們能不能再看一下成實(shí)像時(shí)的像距，有規(guī)律嗎？可以用符號(hào)表示嗎？生：當(dāng)物距大的時(shí)候，象距就小，物距小的時(shí)候，象距就大生：當(dāng)u2f時(shí)，fv2f當(dāng)fu2f 時(shí)，v2f時(shí)，師：那象和物體像不像在捉迷藏啊。實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程節(jié)約下來(lái)的時(shí)間主要用于此時(shí)的數(shù)據(jù)分析。充足的討論時(shí)間

14、保證了分析的完整性，讓每個(gè)學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，思考、討論、發(fā)言，讓他們得到鍛煉和鼓勵(lì)的機(jī)會(huì)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)驗(yàn)分析能力顯得尤為重要。教師在前期的鋪墊和準(zhǔn)備多在這里匯總應(yīng)用起來(lái)。6、知識(shí)延伸師：根據(jù)我們分析出來(lái)規(guī)律來(lái)看，如果物體剛好放在2倍焦距處，也就是u=2f時(shí)所成的將會(huì)是一個(gè)怎樣的像呢？同學(xué)們猜猜看生：等大、倒立的實(shí)像師：是這樣嗎？為什么不用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想呢？學(xué)生再次開(kāi)始動(dòng)手實(shí)驗(yàn)生：在光屏上成等大、倒立的像，我們的猜測(cè)正確生：物距是2f時(shí)，象距剛好也是2f師：我們一起來(lái)看一下動(dòng)畫(huà)模擬的凸透鏡成像規(guī)律，同學(xué)們?cè)谡硪幌陆裉煳覀儗W(xué)到的凸透鏡成像規(guī)律。（大屏幕演示，教師用鼠標(biāo)拖動(dòng)蠟燭從遠(yuǎn)

15、處向透鏡移動(dòng)，此時(shí)蠟燭的像也隨之運(yùn)動(dòng)）7、課堂小結(jié)師：通過(guò)今天的課，請(qǐng)你談?wù)動(dòng)心男┦斋@？生：師：今天的課后作業(yè)：1） 思考題：照相時(shí)想讓拍得人像大一些，鏡頭應(yīng)該離人近一些還是遠(yuǎn)一些？2） 凸透鏡成像時(shí)，什么情況下像和物體在凸透鏡的異側(cè)？什么情況下像和物體在凸透鏡的同側(cè)？3） 實(shí)像不用光屏能直接用眼睛看到嗎？此時(shí)的像在透鏡的哪一側(cè)？三、教學(xué)反思怎么解決既培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，又保證學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)領(lǐng)會(huì)知識(shí)？這就需要老師進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)與組織1、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)興趣、分解教學(xué)難點(diǎn)（1）第一組實(shí)驗(yàn)：用放大鏡看書(shū)，用老式照相機(jī)照像，放大鏡看遠(yuǎn)處同學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和提出問(wèn)題的能力。

16、（2）第二組實(shí)驗(yàn)：探究成像規(guī)律，沒(méi)有讓學(xué)生設(shè)計(jì)方案，也沒(méi)有讓學(xué)生照u>2f、2f>u>f、u<f的順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而是將實(shí)驗(yàn)分割成若干個(gè)特定的任務(wù)，每組同學(xué)只要能夠完成一個(gè)任務(wù)，而u>2f、2f>u>f、u<f三種情況像的變化完全根據(jù)數(shù)據(jù)整合后的分析得到，降低了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的難度，縮短了學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間。從而使學(xué)生后續(xù)的討論、分析數(shù)據(jù)時(shí)間得到了保證。（3）第三組實(shí)驗(yàn)：根據(jù)規(guī)律進(jìn)行應(yīng)用：讓學(xué)生猜測(cè)u=2f時(shí)像的情況并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想。2、盡可能地做好鋪墊，如復(fù)習(xí)引入時(shí)的一倍焦距處、兩倍焦距處，目的是便于引導(dǎo)學(xué)生在后面數(shù)據(jù)分析中能將物距與這兩個(gè)特殊點(diǎn)位置的比較考慮進(jìn)去；運(yùn)