第三章透镜及其应用

第三章 透镜及其应用一 透 镜教学目标：1、 知道什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距和主光轴。2、 了解凸透镜和凹透镜对光的作用。教学重点：通过观察和实验，知道么是凸透镜和凹透镜，及对光的作用。教学难点：指导学生对实验进行仔细观察、分析，理解焦点、焦距和主光轴。教学过程：导入课题：由学生熟悉的放大镜、眼镜、老花镜引入。一、出示教学目标：（略）二、自学前的指导：（明确自学内容，方法，要求。）三、学生带着以上问题自学课本内容：1、学生自学，教师巡视，了解学生自学中的疑惑问题；2、抽查自学效果。四、点拨、矫正(一)通过水杯看字等活动体验透镜成像的情况，丰富学生的信息。实验1：透过装水的透明玻璃杯看近处的字：从侧面看字是放大的；把书放在水杯下，从杯口向下看，字是缩小的。实验2：利用老花眼镜和近视眼镜看近处的字：老花眼镜看字是放大的；近视眼镜看字是缩小的。（二） 将观察到的现象进行分类，知道透镜按成像情况分成两类。师：同学们，你们能把刚才看到的现象分成几类？各有什么特点？（根据刚才的实验记录中的实验现象，小组交流、讨论，进行分类。老师课前将实验的现象拍成照片，制成课件，适当的时候放出来，请学生对着课件再次进行分类，增加师生的双边活动。）生：两类：一类能成放大的像；一类能成缩小的像。（三）探究两类透镜的外部特征，定义透镜的名称。师：其实这就是老师今天要讲的两种透镜一种能使近处的物体能成放大的像；一种能使近处的物体能成缩小的像。你们以镜片为代表，探究一下，成放大像的镜片在形状上有什么特点成缩小像的镜片在形状上有什么特点？（学生在观察、讨论、探究过程中老师分发被从中间切割成半圆的镜片）生：成放大像的镜片是中间厚边缘薄，成缩小像的镜片是中间薄边缘厚。师：我们把中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜,把中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。（这里的透镜是从眼镜店中购买的普通老花和近视眼镜的玻璃镜片，并从镜片的中间切割成两片半圆形。）（四）实验探究凸透镜对光的会聚作用，凹透镜对光的发散作用。师：透镜是能透光的，同学们设想一下，一束光线通过透镜后将会发生什么现象？（说明：上课前没有预想到学生在小学自然课上的内容还能记得，并应用在这里，老师并顺着学生的思维，进一步介绍光传递的过程中伴随着能量的传递，并进行了适当的补充，从而增加了环保教育。）生：凸透镜对光有会聚作用。师：说出你的理由。生：在小学的自然课上，我们用放大镜在阳光下时能形成一个最小最亮的光斑，在光斑处放上火柴后能把它点燃，所以我认为是会聚。师：这位同学肯动脑筋，结论也对，并且它的这一实验现象也进一步表明，光在传播的同时，伴随着能量的传递。同学们这会儿在课堂上，不到外面去用阳光验证他的结论，但我们可以用手电筒验证一下。（学生讨论，在纸上画出自己的猜测，并用老师提供的手电筒验证自己的猜测。）生：一束光线通过凸透镜后光斑变小，通过凹透镜后光斑变大。（老师通过激光演示仪进一步验证学生得出结论的正确性，并结合实验介绍出相关知识点）师：由于凸透镜对光有会聚作作，所以又叫会聚透镜；凹透镜对光有发散作用，所以又叫发散透镜。凸透镜对光会聚的一点叫焦点，用F表示；焦点到透镜中心的距离叫焦距，用f表示。刚才那位同学所说的最小最亮的光斑其实就是透镜的焦点。我们可以用这种方法来寻找凸透镜的焦点和测出焦距。（五）整理知识师：通过前面的学习我们知道了透镜的特点有哪些？（六）以辨别、设计透镜等活动方式，深化和“活化”课堂内容。师：现在我手上有两副带外框的皮眼镜，现在请一位同学拿去辨别一下，哪一副是老花眼镜，哪一副是近视眼镜？说出你的方法？生：有三种方法：第一种是用手摸，根据中间和边缘的厚薄来区分；第二种是看近处的字，根据成放大或缩小的像来区分；第三种是放在阳光下，看它对光线的作用来区分。师：这位同学回答很好，能把我们本节课的内容正确应用了。但是我现在手上有许多粉笔灰，哪位同学愿意把你的眼镜让我摸一下？生：师：对于重要的光学元件一般不用手摸的方法来区分透镜的种类，所以我们主要提倡另外的两种辨别方法。师：通过本节课的学习大家能不能告诉我，为什么我们看到鱼缸中金鱼比实际的要大？生：鱼缸和水组合，相当于一个凸透镜，对里面的金鱼有放大作用，我们看到的是放大了的金鱼的像。（由刚才的那位学生讲的凸透镜能使火柴点燃进一步拓展，适时进行环保教育。）师：大家有没有外出旅游？特别是登山？生：去过。师：有没有见到过一种特别的警告牌与我们本节课内容有关的？是什么内容？生：有。请不要随便丢弃盛有饮料的透明饮料瓶。当堂训练五、课堂小结师：通过本节课的学习你有哪些收获？生：讨论交流。六、作业温馨提示课后完成教材62页1、2、3、4、5题七、教后记载：二、探究“凸透镜成像规律”教学目标（1）知道凸透镜成像规律。 （2）知道物距和像距的概念。（3）知道实像与虚像的区别。（4）会运用凸透镜成像规律解释一些简单的现象。教学重点与难点重点：凸透镜成像规律的探究过程。难点：引导学生设计实验方案，并从实验中得出凸透镜成像规律。教学过程：一、出示教学目标：（略）二、自学前的指导：（明确自学内容，方法，要求。）采取小组合作探究与讨论交流相结合的教学方法。 三、学生带着以上问题自学课本内容：1、学生自学，教师巡视，了解学生自学中的疑惑问题；2、抽查自学效果。四、点拨、矫正教学环节及时间安排教师活动学生活动（预测）观察对比提出问题（4min）师：凸透镜不仅能成像，还能成各种不同情况的像。有正立的，倒立的；还有放大的和缩小的像。那么关于凸透镜成像大家想知道什么呢？说明：师应给一定的时间让学生小组讨论思考，并将学生提出的各种问题写在黑板上。师介绍物距和像距的概念。学生讨论并可能提出各种问题：1什么情况成缩小的像？什么情况成放大的像？（或者：像的大小与哪些因素有关？）2什么情况成倒立的像？什么情况成正立的像？（或者：像的倒正与哪些因素有关？）3成不同像时物体到凸透镜的距离和像到凸透镜的距离有什么关系？4物和像在凸透镜的同侧还是异侧？等等。猜想假设（2min）师组织学生对提出的第一个问题进行猜想。提示：用同一只凸透镜近距离看课本上的字和远距离看屏幕上的字一样吗？学生小组讨论并猜想：可能与物距有关，当物距大时，成缩小的像，当物距小时，成放大的像。制定计划设计实验（9min）师介绍光具座的作用以及用法。师：在使用光具座时，像的位置和光屏的位置具有不同的含义。如果移动光屏使它得到清晰的像，这时光屏的位置就是像的位置。师：请同学们用点燃的蜡烛作为成像的物体，自行选择其它器材，制定实验计划探究凸透镜成的像的大小情况与物距的关系。请同学们在小组内积极讨论，制定研究方案。师巡视指导，参与学生讨论，并强调：在设计实验时要明确目的，理清思路。目的是要探究成像的情况与物距是否有关，所以实验思路就是，让一发光物体通过凸透镜成像，然后改变物距，观察像的情况；或是让一发光物体通过凸透镜成不同的像，比较物距。师组织学生对各小组的方案进行评估，兼顾研究其它问题，确定最佳方案学生认真听讲学生小组讨论。小组代表交流所选器材和实验方案。进行实验收集证据（5min）师要求学生完成实验前的准备工作：将f=10cm的凸透镜固定在光具座的中间位置，在光具座的刻度尺上的一倍焦距处和二倍焦距处贴上小红点标记。将蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，点燃蜡烛，调节烛焰的中心、透镜的光心、光屏的中心大致在一条直线上。师：下面我要求第一至第七组的同学移动蜡烛和光屏直至光屏上出现清晰的缩小的像，第八至第十五组的同学移动蜡烛和光屏直至光屏上出现清晰的放大的像。教师巡视指导，强调实验中应注意的事项。学生按教师要求动手进行操作；学生按要求进行实验。分析论证评估交流（12min）师让小组代表上前将物、像的位置在屏幕上用不同颜色的点标出来。师引出实像的概念。师由图象引导学生分析成倒立缩小实像时的条件并板书：U2f 倒立缩小实像，物像异侧fv2f师由图象引导学生分析成倒立放大实像时的条件并板书：fu2f师要求学生将蜡烛移到uf处，观察成的像的情况。师：不能呈现在光屏上的像是虚像，怎样才能看到此时的虚像呢？师板书：uf正立放大的虚像，物像同侧。师要求学生将蜡烛移到u=2f和u=f处，观察成的像的情况。师板书：u=2f倒立等大的实像，物像异侧 v=2f；u=f时不成像师：我们的猜想得到验证吗？与焦距是否有关？同学们的问题都得到答案吗？在实验中你还发现了什么新的问题？师：大家今天都很出色，像科学家一样成功完成探究任务。（掌声鼓励）多位学生代表上前将物、像的位置在屏幕上用不同颜色的点标出来。小组分析讨论，得出结论。学生实验并汇报：在光屏上观察不到像的情况。学生尝试观察后发现：从光屏这一侧透过透镜就能观察到正立的放大的虚像。生实验并汇报观察到的情况，学生思考并回答。规律再现总结提高（5min）师：接下来我用多媒体动画再现凸透镜成像规律。师演示“三段两点”成像的规律。师：请同学们再认真观察，能不能发现新的规律呢？师移动动画中点燃的蜡烛从左向右逐渐靠近凸透镜。师：同学们总结得很好，说明同学们认真做了实验，还动脑思考了，这是非常好的，学习的重点是学会思考，如果养成习惯，相信同学们学习会越来越好的。学生观察将知识内化。学生再次观察后总结出新的规律：一倍焦距处是成虚像和实像的分界点，二倍焦距处是成放大和缩小像的分界点；成实像时，物近像远像变大成虚像时，物近像近像变小。知识应用解决问题（5min）师：现在请同学们解释一下，为什么用凸透镜近距离看课本上的图片和文字是正立、放大的？师：这时凸透镜对物体起放大作用，所以我们叫它放大镜。凸透镜大小相同时，透镜越厚，焦距越小，折光本领越强，放大倍数越大。所以通常选用焦距比较短的厚凸透镜作为放大镜。师：有一天边喝水边看书，不小心一滴水滴到课本上，看到如屏幕所示的现象，请大家用提供的玻璃片、水和滴管动手操作并观察解释。师：在日常生活中我们经常用照相机将美丽的瞬间保留下来，如果别人给你照了一张这样的相片，你满意吗？师：那怎样才能使相片中的人像大一点如第二张相片一样。师：为什么呢？学生回答：因为这时书上的字位于一倍焦距以内成正立放大的虚像。学生小组实验，用滴管将一滴水滴到玻璃片上，然后观察玻璃片下的字。学生回答：水滴相当于凸透镜，当字位于它的一倍焦距以内时就能起到放大的作用。学生：不满意，像太小了。学生：人向前走一点。学生：因为成实像时，物近像远像变大。 当堂训练五、课堂小结师：引导学生从三个维度回顾这节课的收获。六、作业温馨提示七、教后记载：三、“眼睛和眼镜”教学目标（1）了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。（2）了解近视眼和远视眼的成因，知道近视眼和远视眼是如何矫正的。教学重点：了解近视眼和远视眼的成因。教学难点：了解近视眼和远视眼的成因，知道近视眼和远视眼是如何矫正的。教学过程：新课引入教师：生活中有一种说法，叫：“耳听为虚，眼见为实”，这说明眼睛是我们最值得信赖的。你们有没有想过，有的人一生都生活在黑暗中，感受是怎样的？其实大家只要有生活在漆黑的夜里的经验，就不难体会一个失明的人对光明的渴望。一、出示教学目标：（略）二、自学前的指导：（明确自学内容，方法，要求。）三、学生带着以上问题自学课本内容：1、学生自学，教师巡视，了解学生自学中的疑惑问题；2、抽查自学效果。四、点拨、矫正学生：眼睛对于我们非常的重要。我们应该爱护自己的眼睛。教师：看来，眼睛对于我们真的很重要，那么我们今天这节课就来探究与眼睛和眼镜有关的知识、问题。点评：创设情境。让学生体验，激发探究眼疾成因，预防近视和失明的强烈欲望。2 新课教学教师：眼睛作为人的一个重要器官，有一个最基本的功能：看东西。那好，我们首先就来探究眼睛是如何看到物体的。（1）眼睛是如何看到物体的教师：关于眼睛的结构和基本的成像原理，我们在七年级的生物课里面已经有了一定的了解，下面我们一起来复习一下。学生：人的眼睛由晶状体、角膜、视网膜等结构组成，其中晶状体相当于一个凸透镜。人的眼睛相当于一架照相机。眼睛会患近视和远视病。眼镜有近视眼镜和远视眼镜，其中近视眼镜是一个凹透镜，而远视眼镜是一个凸透镜。那么眼睛的成像原理和我们曾经学过的一种什么光学器材很相似？（照相机），请同学们思考一下，照相机能够使远近不同的物体都能在胶片上成一个清晰的像，靠什么来调节？学生：镜头和胶片的距离。教师：眼睛也能看到远近不同的物体，也是这样调节的吗？学生：不是，因为眼睛的晶状体和角膜之间的距离是无法调节的。教师：那么眼睛调节什么才可能使远近不同的物体在视网膜上成一个清晰的像？（学生思考、讨论）教师：原来，眼睛的晶状体是一个特殊的凸透镜，特殊在什么地方呢？它的厚度可以调节，可以通过睫状肌实现自动调节。教师：下面我们来模拟眼睛的调节作用，大家通过实验观察，看是否能得到一些启示。点评：基本知识内容及物理事实的教学，可以采用传统的讲授、演示、讨论的方法，本课仍采用了这些方法，但恰到好处的多媒体技术的应用，富有启发性的提问，特别是可变焦水透镜教学模具的制作和演示应用，使“眼睛是如何看到物体的？”这一问题的教学在较短时间内得到落实。在非探究性内容的教学中仍渗透了探究的思想方法，特别是实验手段的创新，给了学生潜移默化的影响，比专门的操练式创新教育对学生的作用可能会更大些。教师：如此看来，眼睛还是一架非常高级的变焦照相机。眼睛有出问题的时候吗？会出什么问题？学生：红眼病、角膜炎、沙眼、近视眼、远视眼等。教师：下面我们就重点来探究近视眼和远视眼的成因及其矫正问题。（2）近视眼、远视眼的成因及矫正教师：我想先来调查一下我们班有多少同学患近视眼？（大致统计）教师：队伍还不小，看来我们还是非常有必要来探究有关近视眼的问题，下面我想请一位患近视眼的同学来配合我做一个小实验。实验：让一患近视眼的学生摘掉眼镜朗读一首诗，不断向远处移动白纸。教师：大家通过刚才的小实验观察到什么现象？学生：近视眼患者看近处的物体清晰，而看远处的物体模糊。近视眼镜（凹透镜）可以矫正近视眼。教师：“看远处的物体很模糊”这是患上了近视眼最典型的症状，你们觉得可能是什么原因造成的？学生：我觉得可能是视网膜出了问题，因为患了近视眼就看不清物体了。还有可能是字太远了，像变小了，所以看不清楚了。有可能是晶状体的自动调节功能失调所造成的。教师：这是刚才同学们对近视眼成因的猜想，下面我们一起来对同学的猜想作出分析评价。学生：第一个猜想不对，我觉得不是视网膜出了问题，因为如果是视网膜出了问题，那么我们看近处的物体时也会看不清楚。学生：也不是因为字太小了，因为我和我的同桌同学离黑板一样远，我患了近视眼看不清楚，而他却看得清楚。教师：看来同学说的还很有道理，你们同意吗？学生：同意。教师：那么请大家接着思考：如果近视眼看远处的物体时晶状体不能自动变薄，那么物体通过晶状体所成的像在什么地方呢？学生：在视网膜的前方，因为晶状体越厚，其折光能力越强。教师：你们觉得应该用什么样的镜片来矫正？学生：应该用凹透镜，因为凹透镜对光线有发散的作用。教师：非常好，刚才我们猜想出了近视眼形成的原因及矫正的方法，但这毕竟只是我们的一个猜想，我们还必须想办法来验证一下。下面我们想通过实验的方法来检验一下我们刚才的猜想，我给大家准备了一套实验器材，大家先来认识一下。（实验器材跟演示实验器材一样，简单介绍器材及作用）教师：请大家小组讨论一下，怎样完成实验可以检验我们刚才的猜想。（学生讨论并总结实验方案）教师：除了近视眼之外，还有一种眼病：远视眼，大家有谁知道患上了远视眼的感受？学生：我爷爷是远视眼，他看书的时候总是把书离眼睛很远，所以我想患上了远视眼，应该是看近处的物体模糊，而看远处的物体比较清晰。教师：他观察得很仔细啊，那么请大家按照逆向思维，猜想一下远视眼的成因及矫正方法。学生：远视眼也是由于晶状体的自动调节系统出了问题，当看近处的物体时，不能自动变厚而导致像在视网膜的后面造成的，应该用凸透镜来矫正，因为凸透镜对光线有会聚作用。教师：那么我们按照刚才验证近视眼相反的方法就可以得到实验方法，现在请大家利用我们刚才介绍的实验器材，对近视眼及远视眼的成因及矫正的猜想进行验证。（学生实验）教师：实验完成的组请举手，我想请两个组的同学来展示一下他们刚才实验的过程及得出的结论，哪个组的同学愿意上来展示一下？（学生展示实验过程）教师：刚才大家通过实验验证了猜想，得到了近视眼和远视眼形成的原因及矫正的方法。那么你们在实验的过程中有没有其他的发现？点评：探究性学习也需要一定的基本知识铺垫，也需要教师的合理引导。本课中教师很好地发挥了参与合作和引领作用。学生利用教师制作的实验器材，主动积极探究“近视眼、远视眼的成因及矫正”，情感体验充分，思维活跃，在释疑和解决问题的过程中习得了控制变量、观察测量、对比分析等方法，有效地提高了学生的科学探究能力。学生：我刚才在对近视眼进行矫正的时候发现，用桌子上的镜片进行矫正时，效果很好，而用我自己的眼镜来矫正时，效果不是很好。教师：你的发现很好，那你有没有想过可能是什么原因造成的？学生：我还没想好，但我想可能是由于我的眼镜和桌子上的镜片的度数不一样吧?教师：很好，那我们现在把这个问题留给大家课外进行探究，就是为什么你的镜片矫正时，像不是很清晰，而用桌子上的镜片矫正时，像会很清晰。当堂训练五、课堂小结通过今天这节课的学习，你们有什么收获？（学生回答）六、作业温馨提示关于保护眼睛的方法，你们还可以通过上网、查阅书刊等途径获得更多保护眼睛的方法，在课外的时间在班级内开展讨论活动。七、教后记载：四、显微镜和望远镜教学目标：了解显微镜和望远镜的结构和原理。教学重点：了解望远镜和显微镜的结构及原理。教学难点：视角的理解。教学过程：提问，复习凸透镜成像规律，引入新课一、出示教学目标：（略）二、自学前的指导：（明确自学内容，方法，要求。）三、学生带着以上问题自学课本内容：1、学生自学，教师巡视，了解学生自学中的疑惑问题；2、抽查自学效果。四、点拨、矫正显微镜望远镜当堂训练五、课堂小结六、作业温馨提示课后完成教材62页1、2、3、4、5题七、教后记载：新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充新知识补充