八年級物理下冊8.6學生實驗：探究凸透鏡成像教案北京課改版

Page9第六節(jié)學生試驗：探究凸透鏡成像一、指導思想與理論依據(jù)本教學設計以學生終身發(fā)展為本，以提高全體學生科學素養(yǎng)為目標，為每個學生學習與發(fā)展供應機會，關注學生的個體差異，使每個學生都得到發(fā)展為教學理念。將科學探究作為物理教學的主要教學方法，讓學生經(jīng)驗探究過程，學習科學方法，培育其創(chuàng)新精神和實踐實力。二、教學背景分析1.教學內容分析探究凸透鏡成像規(guī)律是初中光學部分的重中之重，呈現(xiàn)規(guī)律較多，變更相對困難。從實力要求來看，對學生的抽象思維實力、探究試驗設計實力、動手實力以及測量實力、分析和歸納實力都是一個考驗，是一個完整的探究題目。從以往的教學閱歷來看，要想讓學生自主探究，得到科學結論是一件很難的事情。從學問結構上看，本節(jié)課是對光的折射現(xiàn)象的進一步延長和細化。通過凸透鏡對光的作用，將折射“現(xiàn)象”順當?shù)剡^渡到實際“應用”，有承上啟下的作用。內容相對較多，假如成像規(guī)律呈現(xiàn)得不夠清晰的話，會顯得很繁雜。2.學生狀況分析依據(jù)教科書章節(jié)依次，本課應在八年級下學期進行學習。本節(jié)是八年級課程的一個大探究，此時初中學生雖然有了肯定的視察實力、試驗實力和思維實力，但分析推斷實力還不成熟，在短時間內還不能完全自主地設計試驗，在探究學習中完全放手、束縛太多都不現(xiàn)實。因此實際教學中還是須要實行以導為主的策略，剛好向學生展示正確的操作規(guī)范，剛好賜予學生必要的指導。激勵學生參加設計試驗方案，駕馭解決問題的方法和途徑。3.教學方式采納以試驗和探究活動為主的教學方式。4.教學手段以小組試驗探究為主，多媒體協(xié)助教學。5.前期教學狀況、問題、對策等探討及技術打算從以往教學閱歷來看，教學的主要困難有五個：(1)本節(jié)須要完成的內容相對較多，同時要求充分體現(xiàn)探究精神。倘如學生基礎薄弱，那么設計教學方案時由于課堂時間有限而導致的問題就會很突出。(2)蠟燭成像不夠志向，火焰搖擺不定，成像模糊，不利于學生視察推斷，同時桌面上很簡潔滴上蠟液，不簡潔清潔。(3)現(xiàn)有成套的光具座在測量物距和像距時須要進行簡潔的計算，雖然不是特別困難，但對于后進生來說簡潔產(chǎn)生負面影響，對于新學問的學習制造了肯定的障礙。(4)物和像的大小全靠眼睛視察比較，無法量化，不利于科學地得到結論。(5)由于時間有限，探究不夠充分，成像規(guī)律呈現(xiàn)得不明顯，結論的得出難免有些牽強。假如學生基礎薄弱，教學設計實效性不夠的話，以上五點困難可能同時存在?；谝陨弦蛩兀紫瓤紤]對器材進行改造，爭取把器材對學生探究產(chǎn)生的不利影響降至最小，然后再設計合理的教學方案。詳細做法是：(1)用發(fā)光二極管組成L型發(fā)光體，代替蠟燭，其優(yōu)點是物體特征明顯，成像清晰穩(wěn)定，節(jié)能環(huán)保（見圖一）。(2)在發(fā)光二極管的載板和光屏上打上等大的小格，使物體和實像的大小可以量化，使探究更真實可信、更科學（見圖一、二）。(3)將光具座上的固定標尺拆下，兩邊安裝鋼卷尺，優(yōu)點是零刻線可以隨凸透鏡的位置移動，物距和像距可干脆測量，無須換算，同時，能移動的標尺也活化了學生的思維，能在近1m的范圍內調整物距和像距（見圖三）。圖一圖一圖二圖三(4)探究試驗時間有限，探究的范圍難免不足，為體現(xiàn)整體結論的嚴謹，采納光路解析法協(xié)助教學。(5)制訂合理的教學策略，將教學重點落在引導學生進行有效探究的過程上，不主見由學生完全自主地探究規(guī)律。教學以導為主，以學生為主體，視察試驗為基礎，用實際圖形呈現(xiàn)成像規(guī)律，讓學生簡潔從中總結規(guī)律，并能感受到規(guī)律的科學與嚴謹。力圖讓學生在探究的全過程中受到啟發(fā)和感悟，體會到肯定的探究方法和探究精神，從而得到思維實力上的提升。三、教學目標1.學問與技能(1)知道凸透鏡成倒立縮小實像、倒立放大實像、正立放大虛像的條件。(2)能運用光具座進行探討，進一步相識實像、虛像的異同。2.過程與方法(1)經(jīng)驗探究凸透鏡成像規(guī)律的過程，逐步提高分析問題的實力，提高收集、處理數(shù)據(jù)的實力，初步提高分析證據(jù)、概括規(guī)律的實力。(2)在探究過程中能對試驗方案進行評價，對不正確或有疑問的結果能產(chǎn)生質疑，使探究安排和步驟能有序科學地進行。3.情感、看法與價值觀在探究過程中，體會到學習透鏡成像帶來的樂趣，領會到科學規(guī)律美、現(xiàn)象與內在原理的統(tǒng)一美。四、教學重點和難點1.教學重點凸透鏡成像規(guī)律的試驗探究。2.教學難點(1)制訂合理的探究安排。(2)分析試驗數(shù)據(jù)，并總結出凸透鏡成像的條件。五、學習資源和教學流程圖1.教學資源打算改進后的二極管發(fā)光體、大光屏，光具座（標尺已改造）、f＝10cm凸透鏡一只、f＝5cm凸透鏡一只。2.教學流程圖創(chuàng)設情境，提出問題引入：昨天的任務是玩凸透鏡創(chuàng)設情境，提出問題引入：昨天的任務是玩凸透鏡模型化再現(xiàn)學生描述玩耍過程中的發(fā)覺關系收心啟思模型化再現(xiàn)學生描述玩耍過程中的發(fā)覺關系收心啟思情境模型化拋出探究問題情境模型化拋出探究問題明確虛像、實像，規(guī)范儀器運用明確虛像、實像，規(guī)范儀器運用探究：實像的大小與物距距離的關系探究環(huán)節(jié)探究：實像的大小與物距距離的關系探究環(huán)節(jié)其次次探究第一次探究其次次探究第一次探究通過圖形分析，試驗補充和光路圖分析，呈現(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律，同時體現(xiàn)科學的嚴謹看法用圖形分析和評價，找到不足通過圖形分析，試驗補充和光路圖分析，呈現(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律，同時體現(xiàn)科學的嚴謹看法用圖形分析和評價，找到不足驗證總結探求規(guī)律的普遍性驗證總結探求規(guī)律的普遍性ababcdef504030201001020304045cmABCDEFGf=10cm該圖是學生試驗結果的記錄圖形形象直觀，規(guī)律易成像。六、教學過程教學過程老師活動學生活動設計意圖引入新知1.提問學生在家玩凸透鏡都發(fā)覺了什么？2.讓學生用試驗桌上的器材重現(xiàn)在家玩耍的狀況。1.講解并描述自己在家玩凸透鏡時的發(fā)覺。2.利用老師供應的器材重現(xiàn)自己的發(fā)覺。1.提前給學生每人一只凸透鏡回家玩耍，給學生嬉戲和發(fā)覺的機會。2.將詳細情境轉化為試驗模型，體現(xiàn)物理探討方法。明確虛像與實像，規(guī)范儀器操作。情境再現(xiàn)過程能夠發(fā)覺學生相識不足和操作問題，便利老師進行明確和矯正。1.老師檢查學生重現(xiàn)在光屏上的“像”，提出如何確定像的方法。明的確像概念。2.矯正學生運用光具座時的不當之處。明確：發(fā)光體的中心、凸透鏡的光心和光屏的中心，應在同一高度的一條直線上。強調在光具座上如何找到清晰實像的方法。明確物距和像距的概念。3.讓學生再找找看。相識與矯正1.明確什么是實像，怎么去承接。2.知道如何正確運用光具座上的組合，較快較精確地找到實像。3.找到真正的實像。1.培育學生嚴謹?shù)奶骄靠捶?，樹立遵守探究?guī)則的意識。2.明確虛像與實像，訂正學生認為不清晰的像就是虛像的錯誤相識。3.示范儀器操作要點及規(guī)范。4.學生實際狀況確定了試驗前的充分打算的必要性。探究：10cm焦距凸透鏡成實像的大小與物距的關系第一次探究探究：10cm焦距凸透鏡成實像的大小與物距的關系第一次探究從學生光屏上呈現(xiàn)大大小小的實像，自然引發(fā)問題：大家視察一下自己得到的像有什么特點？1.讓學生將調整后的像保留，讓大家相互溝通。2.老師提出，為什么大家用的都是10cm焦距的相同規(guī)格的凸透鏡，卻在光屏上得到大小不同的像呢？3.引出探究題目：在光屏上能夠接到的像（實像）的大小與物距有什么關系。讓學生猜想。4.向學生征集探究方案，提出物距的測量和像的大小測量問題。5.進一步明確變更物距時的選“點”問題。6.供應物距和像距的測量方法（介紹標尺的運用）和對實像大小的測量方法。7.向學生明確附加測量項目，明示與題目沒有必要的關聯(lián)，是老師的附加項目。8.學生試驗。9.老師在代表探討凸透鏡成像的圖形上畫出物體的位置和大小。學生匯報試驗結果，老師記錄在圖形上，并同時向學生詢問數(shù)據(jù)是否有大的出入。說明小的差異是由于儀器自身緣由和人對像的判定差異引起，可以允許。學生相互看看彼此成的實像有什么不同？視察：焦距相同時，實像的大小與什么因素有關。就老師的問題提出自己的猜想。設計探究方案。老師引導學生說出自己的探究方法。看看物距取多少合適。聽聽老師介紹測量物距和像距的方法和測量像的大小的方法。明確老師附加的測量項目。起先試驗。向老師匯報試驗結果。自然引發(fā)問題。這樣設計探究問題的意圖是：針對性強，能夠有效降低學生設計探究試驗的思維強度。與學生干脆對話探討，能有效地向全體學生傳達探究的意義、程序和方法。學生還會形成其他的方案，可依據(jù)器材打算狀況取舍，但應當剛好予以表揚和激勵，增進師生情感溝通。明確附加項目，是要增加學生對測量要求和題目的對應意識。巡察時剛好指導，剛好作圖，可以節(jié)約錄入時間。層進式的分析數(shù)據(jù)，可以讓學生思路更清晰，數(shù)理實力弱的學生簡潔跟上。數(shù)據(jù)差異不要有意回避，是教化的機會。探究10cm焦距凸透鏡成實像的大小與物距的關系其次次探究1.假如數(shù)據(jù)合理，就組織學生分析數(shù)據(jù)分布的問題，提出現(xiàn)象變更較明顯的位置應當增加選“點”的密度，與學生協(xié)商插入合理的補充“點”。綻開其次次探究。2.再次試驗，補充數(shù)據(jù)。學生分析數(shù)據(jù)點的分布是否還須要補充。探討，插入補充的數(shù)據(jù)點。再試驗。二次探究，和學生分析數(shù)據(jù)補充的必要性，是提高學生相識的好機會。成實像時：物距的最小值是否可以小于或等于焦距1.針對數(shù)據(jù)和圖形提出問題：我們發(fā)覺u趨于f時，找不到實像了，是器材和空間的限制，還是的確沒有實像？2.老師幫助檢驗。成實像時物距的最小值是否可以小于或等于焦距。成實像時物距的最小值收到器材和試驗的空間限制（須要很長的像距），由老師幫助推理。探究：10cm焦距凸透鏡成實像的大小與物距關系結論1.提示肯定要針對探究問題得到相應的結論。2.試驗結論：成實像時，物距越小，像距越大，像越大。視察圖形呈現(xiàn)的規(guī)律，得到結論。1.數(shù)據(jù)的視察和分析，主要培育學生的歸納實力。2.向學生傳遞結論的高針對性和嚴謹性。探究過程中能發(fā)覺的探究題目外的新規(guī)律能否發(fā)覺新規(guī)律？1.成實像時，u＞f。2.實像皆倒立。3.2f大致是實像大小的分界點，u＞2f成縮小的像，u＜2f成放大的像。4.u＞2f時，2f＞v>f。2f＞u＞f時，v＞2f(可略)。題外的新發(fā)覺1.成實像時，物距越小，像距越大。2.成實像時，u＞f。3.實像皆倒立。4.2f大致是實像大小的分界點。u＞2f成縮小的像，u＜2f成放大的像。題目外的發(fā)覺是新發(fā)覺，學生要清晰。這也是對完整成像規(guī)律的補充。利用光路圖做的幾何補充簡易試驗的幾何補充。再次明確成實像的規(guī)律?？蠢蠋煹难a充，體會學問的嚴謹和科學的規(guī)律美、統(tǒng)一美。幾何補充是對結論嚴謹負責的表現(xiàn)。同時可以加強學生對特別光線作用的理解和對規(guī)律的記憶。但不強求學生完全理解，是一種科學看法的傳遞。物距小于焦距時什么都得不到嗎？1.引導學生到物的另一側去視察。2.明確u＜f時成正立放大的虛像。3.光路說明。1.物體同側視察物體，看到放大、正立的虛像2.看光路圖協(xié)助說明?？偨Y成虛像時，u＜f成正立、放大的虛像。規(guī)律完整呈現(xiàn)用動畫演示物距由較遠處（遠大于2f）向凸透鏡光心靠近過程中的成像特點。觀看動畫。對三個區(qū)域和兩個特別點做全景式小結。規(guī)律是否具有普遍性？1.用f＝5cm凸透鏡驗證：選物距為16cm，應當成什么樣的像，驗證一下。2.有普遍性（大量事實證明結論是普遍適用）。1.驗證：u＞2f成倒立、縮小的實像2.明確前面的規(guī)律有普遍性。f＝5cm與f＝10cm同時進行試驗，由于學生學習物理時間短，實力有限，只能用不同焦距的凸透鏡來驗證規(guī)律，來突出規(guī)律的普遍性。f＝10cm和f＝5cm的凸透鏡，u＝16cm，卻有不同性質的像，又能引發(fā)什么樣的思索？對比f＝10cm，u＝16cm，成倒立、放大的實像；f＝5cm，u＝16cm，成倒立、縮小的實像。說明：成像的性質不但與物距有關，還與焦距有關，故此只有將物距和像距結合才能確定像的性質。1.思索像的性質還和什么因素有關。2.感受到結論的嚴密與必定。物距相同可以得到不同性質的像，說明凸透鏡成像規(guī)律還與焦距有關。是對以上規(guī)律內在因素的有力詮釋?，F(xiàn)在的學習不再是單純的學問學習了，探究思維的培育和理念方法上的熏陶顯得越來越重要。給學生的結束語1.我們用儀器重現(xiàn)現(xiàn)實生活中的情景，實際是物理學常用的方法，即建立探討模型。2.細致的探討要盡可能數(shù)字化，成長的過程中，理性的東西會越來越多。3.分析問題或數(shù)據(jù)，首先要用表格有條理地記錄，盡可能地將其圖像化。七、學習效果評價設計1.學生學習效果評價（檢測練習）(1)小陽將蠟燭、焦距為20cm的凸透鏡和光屏放入光具座中進行試驗。當物距u＝18cm時，在光屏上看到清晰的像是倒立、_______的實像。(2)小陽要用該凸透鏡視察課本中的文字，若想看到正立、放大的像，則凸透鏡到文字的距離不能超過cm。2.老師自身教學效果的評價(1)從學生學問駕馭過程來看，相比以往輕松多了，試驗的科學性和對學生的勸服力都有明顯增加。(2)從學生駕馭學問的結果來看，學問的活性明顯增高。對規(guī)律的相識清晰，處理詳細問題敏捷，不用死記硬背五個區(qū)間的成像狀況，教學效果良好。八、教學設計的特點1.讓