初中教科版（2024）第四章 光的世界5 科學(xué)探究：凸透鏡成像教案設(shè)計(jì)

這是一份初中教科版（2024）第四章 光的世界5 科學(xué)探究：凸透鏡成像教案設(shè)計(jì)，共17頁。教案主要包含了課標(biāo)分析，內(nèi)容和地位分析，投影儀，實(shí)像和虛像等內(nèi)容，歡迎下載使用。
教材分析
一、課標(biāo)分析
認(rèn)識透鏡的分類,學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別,了解透鏡對光的作用和基本的作圖。
二、內(nèi)容和地位分析
本課時(shí)是凸透鏡成像的第一課時(shí),讓學(xué)生認(rèn)識凸透鏡和凹透鏡,了解透鏡不同的作用,學(xué)習(xí)透鏡基本的作圖方式,為以后透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)做好鋪墊。
學(xué)情分析
學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)中,有關(guān)于凸透鏡的認(rèn)識,如使用放大鏡,不過不了解放大鏡為什么成這樣的像,今天這節(jié)課的內(nèi)容就是讓學(xué)生重新認(rèn)識透鏡。
教學(xué)目標(biāo)
1.了解什么是凸透鏡,什么是凹透鏡,了解透鏡的焦點(diǎn)、焦距,了解凸透鏡和凹透鏡對光的作用。
2.通過觀察凸透鏡和凹透鏡的實(shí)物及掛圖,得出兩種透鏡的不同結(jié)構(gòu)特征,培養(yǎng)學(xué)生通過觀察抓住事物本質(zhì)特征的能力,通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生研究、探索新問題的能力。
3.通過研究透鏡的作用及特殊光線的作圖,對學(xué)生進(jìn)行色彩美和線條美的教育。
核心素養(yǎng)
通過觀察凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用的演示實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、學(xué)會觀察事物的本質(zhì)特征,培養(yǎng)學(xué)生的概括、歸納能力。
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):透鏡的分類,凸透鏡和凹透鏡的結(jié)構(gòu)特征及對光的作用。
難點(diǎn):通過實(shí)驗(yàn)找出透鏡的焦點(diǎn)、焦距,掌握透鏡中特殊光線的作圖。
教學(xué)過程

續(xù)表
續(xù)表

續(xù)表
教學(xué)反思


第2課時(shí) 凸透鏡成像的規(guī)律
教材分析
一、課標(biāo)分析
用實(shí)驗(yàn)的方式探究凸透鏡成像的規(guī)律。
二、內(nèi)容和地位分析
本課時(shí)通過實(shí)驗(yàn)研究凸透鏡成像的規(guī)律,承上啟下,認(rèn)識透鏡之后,研究透鏡成像,又通過成像規(guī)律,去總結(jié)各種應(yīng)用。
學(xué)情分析
本課時(shí)是光學(xué)這一章最重要的一部分,在學(xué)生有一定生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)識和探究凸透鏡成像的規(guī)律,對學(xué)生非常重要。
教學(xué)目標(biāo)
1.理解凸透鏡成像的規(guī)律,知道凸透鏡成放大像、縮小像、實(shí)像和虛像的條件。
2.通過對凸透鏡成像現(xiàn)象的觀察分析,總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律,并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大像或縮小像、正立像或倒立像、實(shí)像或虛像的條件。培養(yǎng)學(xué)生從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
3.通過研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn),以及對其成像規(guī)律的分析,有意識地滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)。通過探究活動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理,勇于探究日常生活中的物理學(xué)規(guī)律。
核心素養(yǎng)
通過實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析問題和歸納總結(jié)的能力。讓學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):對凸透鏡成像規(guī)律的理解和認(rèn)識。
難點(diǎn):探究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)過程

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表
教學(xué)反思


第3課時(shí) 凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用
教材分析
一、課標(biāo)分析
了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用,學(xué)習(xí)照相機(jī)、投影儀、放大鏡的原理。
二、內(nèi)容和地位分析
本課時(shí)在學(xué)生學(xué)習(xí)了凸透鏡成像的規(guī)律之后,利用這個(gè)規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生通過觀察日常生活中用到的透鏡,感知透鏡在生活中的廣泛用途,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)以致用的科學(xué)意識。
學(xué)情分析
學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)中,有關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用的認(rèn)識,如使用照相機(jī),不過不了解照相機(jī)的成像原理,今天這節(jié)課的內(nèi)容就讓學(xué)生認(rèn)識凸透鏡的成像規(guī)律如何應(yīng)用在照相機(jī)、投影儀和放大鏡上。通過知識的應(yīng)用,讓學(xué)生熱愛生活,崇尚科學(xué)。
教學(xué)目標(biāo)
1.了解透鏡在照相機(jī)、投影儀和放大鏡中的應(yīng)用。
2.通過探究活動(dòng),體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程和方法。學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
3.有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和生活中的物理道理。初步建立將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的意識。
核心素養(yǎng)
1.通過觀察和分析生活中的透鏡,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力。
2.通過實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),提高學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力。
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn):認(rèn)識凸透鏡各個(gè)規(guī)律的應(yīng)用。
難點(diǎn):照相機(jī)和投影儀。
教學(xué)過程

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表
教學(xué)反思



教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課
教師出示一組透鏡,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察它們的結(jié)構(gòu)(不可用手摸),然后說說它們有什么不同,可以如何進(jìn)行分類。
學(xué)生觀察、比較、討論后,積極發(fā)言。
學(xué)生1:透鏡都是透明的,它們的表面是球面的一部分。
學(xué)生2:透鏡可以分成兩類,一類是兩面往外凸;另一類是兩面往里凹。
通過實(shí)際觀察,引起學(xué)生對知識的思考。
環(huán)節(jié)二:認(rèn)識透鏡
1.凸透鏡和凹透鏡
教師:(1)透鏡是一種折射鏡,是用玻璃、石英等透明物質(zhì)磨制而成的,它的表面是球面的一部分。光通過透鏡經(jīng)兩次折射后改變光路,透鏡遵守光的折射規(guī)律。
學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,認(rèn)識凸透鏡和凹透鏡。
通過講解,讓學(xué)生對凸透鏡和凹透鏡有初步的認(rèn)識。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:認(rèn)識透鏡
(2)透鏡具有一定的厚度,其厚度直接影響對光的作用,透鏡可以分成兩類:凸透鏡和凹透鏡。中間厚、邊緣薄的透鏡,叫作凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡,叫作凹透鏡。
教師展示一個(gè)老花眼鏡和一個(gè)近視眼鏡,請幾名同學(xué)上講臺通過觀察和觸摸的方式,對它們進(jìn)行分類。
教師鼓勵(lì)學(xué)生的回答,并引導(dǎo)學(xué)生對例題中的透鏡進(jìn)行分類,加深學(xué)生的理解。
例1 如圖所示的六塊透鏡中,屬于凸透鏡的有B、E、F,屬于凹透鏡的有A、C、D。(均填字母)
2.透鏡的主光軸和光心
教師用多媒體播放透鏡的結(jié)構(gòu)圖(如圖所示),引導(dǎo)學(xué)生觀察透鏡的主光軸和光心。
教師:研究透鏡時(shí)常用到兩個(gè)科學(xué)術(shù)語,即主光軸和光心。如圖所示,通過兩個(gè)球面球心的直線叫作主光軸,簡稱主軸。主軸上有個(gè)特殊的點(diǎn),通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變,這個(gè)點(diǎn)叫作透鏡的光心?？梢哉J(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心處。
歸納:
(1)主光軸:通過兩個(gè)球面球心的直線。
(2)光心:透鏡的中心。
3.透鏡對光的作用
教師:同學(xué)們現(xiàn)在從透鏡盒中拿出一個(gè)凸透鏡,正對著太陽光,把一張紙放在它的另一側(cè),來回移動(dòng),觀察有什么變化?
學(xué)生1:我發(fā)現(xiàn)近視眼鏡中間薄、邊緣厚,它應(yīng)該是凹透鏡。
學(xué)生2:我發(fā)現(xiàn)老花眼鏡中間厚、邊緣薄,它應(yīng)該是凸透鏡。
學(xué)生當(dāng)堂訓(xùn)練。
學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,認(rèn)識透鏡的主光軸和光心。
學(xué)生動(dòng)手操作:
實(shí)驗(yàn)1:把凸透鏡放在光具座上,讓光源正對凸透鏡照過去,移動(dòng)光屏,有亮點(diǎn);再換凹透鏡重做上面的實(shí)驗(yàn),無論怎么移動(dòng)光屏上都沒有亮點(diǎn)。

讓學(xué)生自主觀察思考。
用例題來鞏固教學(xué)。
培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:認(rèn)識透鏡
學(xué)生:有亮點(diǎn)產(chǎn)生。
教師:這個(gè)亮點(diǎn)是怎么形成的?
學(xué)生1:“亮點(diǎn)”很亮說明進(jìn)入我們眼睛中的太陽光較多。
學(xué)生2:“亮點(diǎn)”的形成是因?yàn)樘柟馔ㄟ^凸透鏡都會聚到亮點(diǎn)上了。
教師:同學(xué)們分析得很對。現(xiàn)在,讓我們調(diào)整凸透鏡到紙的距離,使紙上的光斑變得最小、最亮,測量這個(gè)最小、最亮的光斑到凸透鏡的距離,記錄下來。換另一個(gè)凸透鏡,重做上面的實(shí)驗(yàn);再換一個(gè)凹透鏡,重做上面的實(shí)驗(yàn),紙上能夠得到很小、很亮的光斑嗎?這說明了什么?
學(xué)生1:說明了凸透鏡能使太陽光會聚成亮點(diǎn)。
學(xué)生2:無論如何移動(dòng),用凹透鏡都得不到很小、很亮的光斑,因此凹透鏡不能使太陽光會聚。
教師:同學(xué)們回答得非常好,這些現(xiàn)象說明凸透鏡和凹透鏡對光有不同的作用,但是因?yàn)槲覀冇^察不到光的傳播路徑,所以為了對這個(gè)問題作進(jìn)一步的研究,我們來設(shè)計(jì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。(教師引導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1、2、3)
教師引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)分析,得出結(jié)論。
歸納:凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用。
4.焦點(diǎn)和焦距
教師:下面我們再一起學(xué)習(xí)關(guān)于透鏡的兩個(gè)重要科學(xué)術(shù)語——焦點(diǎn)和焦距,它們決定了透鏡對光的折射能力。
教師用多媒體講解透鏡的焦點(diǎn)和焦距。
例2 某同學(xué)讓凸透鏡正對著太陽光,用光屏在凸透鏡的另一側(cè)觀察太陽光通過凸透鏡后的現(xiàn)象,移動(dòng)光屏使光斑最小、最亮,此時(shí)光斑離凸透鏡10 cm。據(jù)此,我們可以確定此
實(shí)驗(yàn)2:將無色透明飲料瓶放在水平桌面上,在瓶中放置點(diǎn)燃的香頭,在上面放上一個(gè)凸透鏡或凹透鏡,這就形成一個(gè)“煙室”,用手電筒對準(zhǔn)透鏡照射,適當(dāng)調(diào)節(jié)手電筒和透鏡的距離,觀察透鏡對光的作用,看到通過凸透鏡的光相互靠攏,通過凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離。
實(shí)驗(yàn)3:用激光演示器將平行光射向凸透鏡和凹透鏡,觀察到經(jīng)過凸透鏡的光相互靠攏,經(jīng)過凹透鏡的光相互遠(yuǎn)離。
學(xué)生答題,教師答疑。
培養(yǎng)學(xué)生觀察生活、分析生活的能力,體會生活的細(xì)節(jié),增加個(gè)人體驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。
學(xué)生通過親自進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),理解透鏡對光的作用。
及時(shí)強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,鞏固知識。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:認(rèn)識透鏡
凸透鏡的焦距為(B)
A.5 cm B.10 cm
C.15 cm D.20 cm
5.透鏡的三條特殊光線
教師:在透鏡中有三條特殊的光線:①平行于主光軸的光線;②通過焦點(diǎn)(或反向延長線通過焦點(diǎn))的光線;③通過光心的光線。這三條光線通過透鏡后的折射情況是怎樣的呢?下面我們一起來探究。
教師用多媒體播放透鏡中的三條特殊光線,并講解。

學(xué)生一邊聽講,一邊在紙上畫出這三條特殊光線。
加深學(xué)生對通過透鏡的三條特殊光線的認(rèn)識。
板書設(shè)計(jì)
第5節(jié) 科學(xué)探究:凸透鏡成像
第1課時(shí) 認(rèn)識透鏡
種類凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡對光的作用凸透鏡對光有會聚作用凹透鏡對光有發(fā)散作用與透鏡有關(guān)的概念:主光軸(主軸)、光心、焦點(diǎn)、焦距三條特殊光線過光心的光線由焦點(diǎn)發(fā)出的光線(射向?qū)?cè)焦點(diǎn)的光線)平行于主光軸的光線
課堂練習(xí)
課堂8分鐘
課堂小結(jié)
本節(jié)課你學(xué)到了什么?有哪些收獲呢?
作業(yè)布置
1.《七彩作業(yè)》第4章第5節(jié)第1課時(shí)。
2.自我評價(jià)第1、2題。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)一:導(dǎo)入新課
教師將一個(gè)放大鏡從書本前由近逐漸遠(yuǎn)離,讓學(xué)生仔細(xì)透過它觀察書本上的圖片,會發(fā)現(xiàn)它既可以成正立、放大的像,也可成倒立、縮小的像,是什么原因影響了凸透鏡所成的像呢?
學(xué)生思考教師提出的問題。
通過有關(guān)活動(dòng),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:探究凸透鏡成像的規(guī)律
1.相關(guān)概念
物距:物體到透鏡的距離,用u表示。
像距:像到透鏡的距離,用v表示。
焦距:用f表示。
2倍焦距:用2f表示。
2.探究凸透鏡成像的規(guī)律
教師:當(dāng)放大鏡逐漸遠(yuǎn)離書本時(shí),看到的像會逐漸發(fā)生變化,猜想一下,影響凸透鏡成像的因素是什么?
教師:這個(gè)同學(xué)說得很好,我們鼓掌表示鼓勵(lì)?，F(xiàn)在我們設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證上面的猜想是否正確。
現(xiàn)在我們桌子上有光具座(上面的座可以插蠟燭、光屏、凸透鏡,能來回移動(dòng),從刻度尺上能觀察出它們之間的距離關(guān)系)、蠟燭(作為物體)、光屏(白色的硬紙板作為光屏)、凸透鏡(焦距在10~20 cm之間),我們先測出凸透鏡的焦距。怎樣測凸透鏡的焦距呢?
教師引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手測出凸透鏡的焦距,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)方案:
(1)把凸透鏡放在光具座標(biāo)尺中央,從凸透鏡的位置開始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出1倍焦距和2倍焦距的位置。
(2)點(diǎn)燃蠟燭,調(diào)整它們的高度,使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。(注意:此操作的目的是使?fàn)T焰通過凸透鏡所得的像呈現(xiàn)在光屏中央,便于觀察與比較像與物體的關(guān)系)
(3)把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠(yuǎn)的位置上,調(diào)整光屏到凸透鏡的距離,使?fàn)T焰在光屏上成一個(gè)清晰的像,觀察像的大小、正倒,測出
學(xué)生回答:與物體到凸透鏡的距離有關(guān),與凸透鏡的大小有關(guān)等。
學(xué)生觀察、思考,在教師的引導(dǎo)下一步一步解決問題。
學(xué)生回答:
學(xué)生1:讓凸透鏡在陽光下來回移動(dòng),找到最小、最亮的點(diǎn),用刻度尺量出亮點(diǎn)與凸透鏡的距離,這就是凸透鏡的焦距。
學(xué)生2:也可以將一束平行光沿主光軸射到凸透鏡上,在光屏上得到最小、最亮的光斑,測出凸透鏡的焦距。
學(xué)生分組討論,制訂實(shí)驗(yàn)方案,部分同學(xué)到講臺上介紹自己的實(shí)驗(yàn)方案。
教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時(shí)所學(xué)有關(guān)凸透鏡的一些概念。
讓學(xué)生動(dòng)手操作、觀察實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)實(shí)踐的能力。
讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:探究凸透鏡成像的規(guī)律
蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏間的距離,把數(shù)據(jù)記錄到表格中。
(4)繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近,調(diào)整光屏到凸透鏡的距離,使?fàn)T焰在光屏上成一個(gè)清晰的像,觀察像的變化是放大還是縮小,是正立還是倒立,測出蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離,把數(shù)據(jù)記錄到表格中。
(5)當(dāng)蠟燭移到一定位置時(shí),光屏上不能成像,用眼睛直接對著凸透鏡觀察蠟燭的像,把蠟燭與凸透鏡的距離、像與凸透鏡的距離,像的大小,像的正倒,填入表格。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:凸透鏡成像的規(guī)律可以總結(jié)如下表所示。
歸納:
(1)“一焦分虛實(shí),二焦分大小”這句話的意思是在凸透鏡成像的規(guī)律中,主光軸上有兩個(gè)分界點(diǎn),第一個(gè)是焦點(diǎn),第二個(gè)是2倍焦距點(diǎn)。以焦點(diǎn)為界,物在焦點(diǎn)外成實(shí)像,物在焦點(diǎn)以內(nèi)成虛像;以2倍焦距點(diǎn)為界,物在2倍焦距以外成縮小的像,物在2倍焦距以內(nèi)(焦點(diǎn)到2倍焦距點(diǎn)間)成放大的實(shí)像。
(2)“物近像遠(yuǎn)、大,物遠(yuǎn)像近、小”這句話的意思是在凸透鏡成實(shí)像時(shí),隨著物距減小,所成的像變大,像距也跟著變大;隨著物距增
學(xué)生們認(rèn)真做實(shí)驗(yàn),教師巡視并進(jìn)行指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)結(jié)束,教師組織討論、提問、進(jìn)行總結(jié)。
學(xué)生自己用邏輯的語言闡述自己的結(jié)論,并和書上的結(jié)論對照。
學(xué)生聽講。
讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)過程,不僅探究了凸透鏡成像的規(guī)律,也學(xué)習(xí)了“探究自然規(guī)律”的一般方法。
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
環(huán)節(jié)二:探究凸透鏡成像的規(guī)律
大,所成的像變小,像距也跟著變小。
(3)“物、像位置相反”這句話的意思是在凸透鏡成實(shí)像時(shí),當(dāng)物在2倍焦距外,成像在焦點(diǎn)到2倍焦距之間;當(dāng)物在焦點(diǎn)至2倍焦距之間,成像在2倍焦距以外。
教師:根據(jù)上面探究所得的結(jié)論進(jìn)行分析,凸透鏡成放大的實(shí)像時(shí),物距跟像距相比,哪個(gè)比較大?成縮小的實(shí)像時(shí),物距跟像距相比,哪個(gè)比較大?由此你還可以得出什么結(jié)論?
歸納:
(1)當(dāng)u>v時(shí),成倒立、縮小的實(shí)像。
(2)當(dāng)u2f
2f>v>f
倒立、縮小
的實(shí)像
異側(cè)
u=2f
v=2f
倒立、等大
的實(shí)像
異側(cè)
f