1、凸透鏡成像規律第一課時教學案例一、案例背景教師簡介：徐國軍 教齡九年 化學老師上課時間：2003年11月14日杭州市自然科學（科學）優質課評比地點：建德市新安江鎮二中教材：自然科學第三冊·光學·研究凸透鏡成像參考資料：七年級下·科學實驗活動冊其他：本節課獲得了杭州市一等獎。本案例在2004年4月杭州市初中自然科學案例評比中獲得一等獎。圖片：二、案例描述與分析自然科學第三冊·光學·研究凸透鏡成像和配套實驗冊中的教材安排仍是傳統教學模式，在“研究凸透鏡成像規律”時，教師要求學生按照指定的各種物距，通過實驗去觀察各種情況下的像，通過這樣的驗證性實驗學

2、習凸透鏡成像規律，學生學得非常被動。而七年級下·科學實驗活動冊中的實驗凸透鏡成像規律則能較好的激發學生探究成像規律的興趣，使學生能夠體驗科學探究的過程與方法。筆者在安排教學過程時主要參考了它的精髓并加入了自己的一些修改和補充，使教學和學生探究過程更加流暢，更加符合初二學生心理特點。教材以探究凸透鏡成像情況與物距關系有關為主線，安排了學生猜想、設計實驗、實驗探究、合作交流等教學過程，讓學生經歷產生興趣、發現問題、激發矛盾、解決問題的過程。很好地體現了新教材讓學生在體驗知識的形成、發展過程中，主動獲取知識的精神。教學目標1、知識和技能理解凸透鏡的成像規律 2、過程和方法 能通過現象的觀察

3、中，初步獲得提出問題和做出猜測與假設的能力。 通過探究活動，體驗科學探究的全過程和方法。 學習從自然現象中歸納科學規律的方法。 3、情感、態度、價值觀 具有對科學的求知欲，樂于探索自然現象和日常生活中的科學道理，勇于探究日常用品中的科學原理。樂于參與觀察、試驗、制作等科學實踐。器材準備 每人一個放大鏡、二人一組的光具座以及蠟燭、老式照相機、多媒體課件教學過程1、復習引入：師：我們已經學過兩種透鏡，你怎樣判斷一個透鏡是否是凸透鏡呢？生：可以用手摸，中間厚，邊緣薄生：在太陽底下，拿著透鏡，能在地上得到一個亮點師：請看圖，你能說出有關凸透鏡的名詞嗎？生：光心（透鏡的中心稱為光心O）生：焦點（平行光經

4、凸透鏡會聚的點稱為凸透鏡的焦點， F左右各一個），生：主光軸（過焦點和光心的直線叫主光軸）生：焦距（焦點到光心的距離稱為焦距f）師：我們把焦點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，左右各一個師：我們用2f表示兩倍焦距簡明扼要的回顧一方面復習了上一節課有關透鏡的知識，同時補充了一倍焦距處（F）和兩倍焦距處（2F）兩個在凸透鏡成像規律中重要的分界點，為下面學生分析實驗數據出鋪墊。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呢？（教師手舉放大鏡示意）學生活動一：手拿凸透鏡

5、看書上的字生：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？學生活動二：拍照像教師出示事先準備的老式座機，請若干組同學上臺，一位同學坐在相機前方，一位同學觀察座機后方用紅布遮著的毛玻璃，教師提示學生轉動旋鈕調節到毛玻璃上看到非常清晰的人像，然后其他學生輪流看。生（興奮）：我看到了XXX，變小了生：我看到了XXX頭朝下師：照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡。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：我透過凸透鏡看遠處的同學時，她是倒立而且縮小的。生：我透過凸透鏡看遠處的老師，您是倒站的，小小的生：我看頂上的日光燈，是縮小的（其他同學們也用透鏡看頂上的日光燈）師：你們認為這個縮小的日光燈像是在透鏡的哪一側呢？生：在日光燈那一側師：那你們能不能像剛才一樣讓這個像出現在毛玻璃上呢?生：不能師：想一想，剛才照相時人和毛玻璃在鏡頭的同一側還是兩側呢？生：兩側生：老師，日光燈的像在桌子上了（學生無意中把透鏡對著桌子）生：我們透過透鏡看到的日光燈像其實是在透鏡的這一側，老師對嗎？師：很對。通過兩個學生活動和學生自主發現，揭示凸透鏡不僅能成像

7、，還能成不同的像，學生興趣盎然，課堂氣氛異常活躍，為學生探究凸透鏡成像規律的猜想順利出現打下了良好基礎，可謂水到渠成。3、提出猜想師：凸透鏡所成的像有時放大有時縮小，有時正立有時倒立。你有什么問題嗎？生：凸透鏡所成的像為什么有時放大有時縮小，有時正立有時倒立。生：凸透鏡成像不同情況是什么造成的？師：根據剛才同學們動手的情況，你認為可能跟什么因素有關呢？生：可能跟所觀察的物體到凸透鏡的距離有關生：是不是物體到透鏡的距離遠的時候，所成的像就是倒立的、縮小，物體到透鏡的距離近時，所成的像就是正立的、放大的師：猜想很好，但還需科學的實驗來證明是否正確。師：同學們思考一下，你認為需要哪些器材生：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，會發光的生：點著的蠟燭生：亮的燈泡。4、實驗探究老師出示光具座并介紹（重點：光具座上的刻度、光屏以及暗示學生光具座上的物體、透鏡、光屏都是可以移動的）、蠟燭，凸透鏡f=10cm。師：今天我們的實驗需要全班同學分工合作教師分配任務：全班分成四個大組，每個大組分3個小組，每個小組組長一名（負責監督和匯報），記錄員一名（負責記錄實驗數據）。每個大組一個獨立的任務，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為物距，用字母u表示，那么像到透鏡的距離可以稱為什么呢？生：象距師：象距我們可以用字母v表示師：同學們完成任務后請記錄此時的物距和象距，你會記錄嗎？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。生：像必須清晰的。教師出示小黑板數據記錄表格（學生取出學案）組 別任務物距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：完成你的任務后，把你組的數據記錄在小黑板上。學生開始動手實驗，點蠟燭、移透鏡、移蠟燭、移光屏，觀察教師巡視、發現問題：有的組像在光屏的邊緣，或像是模糊

10、的，讓完成較好的學生回答：把凸透鏡中心，光屏中心，蠟燭調在同一高度。教師指導讀數，讓數據比較正確的小組將數據上黑板填寫。前三大組同學基本上5分鐘內都完成了實驗并得到了數據，然而正立組同學始終無法在光屏上得到正立的像。教師要求其他三組同學也來試一試，同樣也無法完成。師：看來，我們無法在光屏上得到正立的像，那么把光屏拿掉，通過透鏡看，同學們能不能得到正立的像呢？學生拿掉光屏，開始調整透鏡和蠟燭的距離，透過透鏡學生終于看到一個放大的正立像在蠟燭的同側。記錄此時的物距，但象距無法測量。師：我們把這種能光屏接收的像稱為實像，把不能用光屏接收的像稱為虛像，正立的像無法用光屏接收，這是什么像？生：虛像師：其

11、實老師在這里安排了一個不可能完成的任務給正立組。（學生恍然大悟）師：剛才我們前三組同學都在光屏上找了的所要求的像，這些都是什么像？生：實像師：有什么規律嗎？生：正立的像是虛像，無法用光屏接收生：實像可能是放大的，也可能縮小，但都是倒立的教師并沒有按照一般的科學探究過程，讓學生在動手實驗前就有一個清晰的完整的實驗方案，而是簡單的提示了所需的實驗器材和使用方法，將原來完整的實驗分解成四個單獨的任務，并不強調具體方法，目的：1、降低實驗難度，節約實驗時間；2、學生在完成小任務時，本身就具備了實驗的所有要素；3、正立組這一不可能任務的實驗設置，使虛像和實像的概念在學生矛盾沖突中非常自然的得出。5、數據

12、分析師：同學們通過剛才的實驗，每組同學都得到了一組數據，請看小黑板，一組數據可能看不出規律，現在所有的數據都在黑板上，請同學們小組合作討論一下凸透鏡所成的像與物距應該有些什么規律呢？ 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，生：倒立時物距大，正立時物距小，生：縮小時物距大，放大時物距小師：還有補充嗎？生：我們發現成縮小像時，物距都要比20cm大，生：成放大像時，物距比20cm小，比10cm要大。師：還記得嗎，我們實驗的凸透鏡焦距是多少？生：10cm師：兩倍焦距呢？生：20cm師：同學們能不能在結論中把它們說進去呢？生：當物距比兩倍焦距大時，像是縮小的、倒立的，是實像生：當物

13、距在一倍焦距和兩倍焦距之間時，像是放大的、倒立的，也是實像生：當物距小于一倍焦距時，像是正立的、放大的，是虛像師（多媒體）：同學們歸納得很好，我們如果用符號表示物距的話，我們可以把同學們歸納的結論表示如下（1）當u2f時成倒立、縮小的實像（2）當fu2f時，成倒立、放大的實像（3）當u<f時，成放大、正立的虛像（無法用光屏接收）師：我們能不能再看一下成實像時的像距，有規律嗎？可以用符號表示嗎？生：當物距大的時候，象距就小，物距小的時候，象距就大生：當u2f時，fv2f當fu2f 時，v2f時，師：那象和物體像不像在捉迷藏啊。實驗探究過程節約下來的時間主要用于此時的數據分析。充足的討論時間

14、保證了分析的完整性，讓每個學生參與進來，思考、討論、發言，讓他們得到鍛煉和鼓勵的機會，對于培養學生的科學探究能力和實驗分析能力顯得尤為重要。教師在前期的鋪墊和準備多在這里匯總應用起來。6、知識延伸師：根據我們分析出來規律來看，如果物體剛好放在2倍焦距處，也就是u=2f時所成的將會是一個怎樣的像呢？同學們猜猜看生：等大、倒立的實像師：是這樣嗎？為什么不用實驗證明你的猜想呢？學生再次開始動手實驗生：在光屏上成等大、倒立的像，我們的猜測正確生：物距是2f時，象距剛好也是2f師：我們一起來看一下動畫模擬的凸透鏡成像規律，同學們在整理一下今天我們學到的凸透鏡成像規律。（大屏幕演示，教師用鼠標拖動蠟燭從遠

15、處向透鏡移動，此時蠟燭的像也隨之運動）7、課堂小結師：通過今天的課，請你談談有哪些收獲？生：師：今天的課后作業：1） 思考題：照相時想讓拍得人像大一些，鏡頭應該離人近一些還是遠一些？2） 凸透鏡成像時，什么情況下像和物體在凸透鏡的異側？什么情況下像和物體在凸透鏡的同側？3） 實像不用光屏能直接用眼睛看到嗎？此時的像在透鏡的哪一側？三、教學反思怎么解決既培養學生的探究能力，又保證學生在有限的時間內領會知識？這就需要老師進行精心的設計與組織1、合理設計實驗，培養興趣、分解教學難點（1）第一組實驗：用放大鏡看書，用老式照相機照像，放大鏡看遠處同學，激發學生探究興趣，培養學生觀察能力和提出問題的能力。

16、（2）第二組實驗：探究成像規律，沒有讓學生設計方案，也沒有讓學生照u>2f、2f>u>f、u<f的順序進行實驗，而是將實驗分割成若干個特定的任務，每組同學只要能夠完成一個任務，而u>2f、2f>u>f、u<f三種情況像的變化完全根據數據整合后的分析得到，降低了學生實驗的難度，縮短了學生實驗時間。從而使學生后續的討論、分析數據時間得到了保證。（3）第三組實驗：根據規律進行應用：讓學生猜測u=2f時像的情況并用實驗驗證自己的猜想。2、盡可能地做好鋪墊，如復習引入時的一倍焦距處、兩倍焦距處，目的是便于引導學生在后面數據分析中能將物距與這兩個特殊點位置的比較考慮進去；運