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摘要:本文以新课标的相关知识要求为参照,构造“透镜”一节的教学过程。
关键词:透镜;教学案例
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2010)9(S)-0004-3
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、光心。
2、了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
3、初识猜想、假设、收集证据等探究要素,分类、比较等思维方法。
4、体现学习的乐趣,增加学生的环保意识,引发学生对我们生活的大自然环境的热爱。
设计思路
本节课是第三章“透镜及其应用”的开篇内容,目的是向学生介绍透镜的基本知识,引导学生探究对光的作用,是后续透镜成像及其应用的基础,同时也是光的折射内容的深入。本节课的重点是通过观察和实验知道凸透镜和凹透镜及它们对光的作用。因此这节课的设计思路是通过以实验探究为主的教学方式加深学生对理论知识的理解和应用。
教学过程
1 引入新课
教师提问:上一章我们学习了光现象,光在同种、均匀的介质中是怎样传播的?
生:沿直线传播。
师:当光从一种介质射向另一种介质的表面时会发生什么现象?
生:反射现象。
师:当光从一种介质斜射入另外一种介质的时候,又会发生什么现象呢?
生:折射现象。
师:好,下面我请一位同学上来给我完成这样一个折射光路图(PPT显示光路图):
一条平行于三棱镜底边的光线经过三棱镜后将怎样射出?
(同学做对了加以表扬,不对的指出错误)其他同学在演算纸上完成这个光路图。
总结:平行于三棱镜底边的一束光线经过三棱镜之后,向底边偏折。图 1
三棱镜是一种镜(把“镜”字写在黑板上),同学们回想一下在生活中你们还见过哪些镜?
同学们回答见过……
教师提醒并补充道:我们平时照镜子用的平面镜;马路拐弯处的凸面镜;手电筒内部的凹面镜;同学们戴的近视眼镜;爷爷奶奶带的老花镜;还有同学们手里拿的有一个是放大镜;医院里医生观察我们的血液细胞用的显微镜;我们登高望远时用的望远镜。同学们想一想我们刚才所说到的这些镜有什么不同?
启发学生回答:像镜子、凸面镜、凹面镜这些镜,光照上之后发生了反射而不能使光透过去,而我们戴的眼镜、显微镜前面使用的镜头等当光照射后发生了折射,能够使光透过去。
师:上一章我们已经学习了不能使光透过的平面镜、凸面镜、凹面镜。那么这一章我们来研究能够使光透过去的镜,也就是透镜。
2 推进新课
2.1 通过观察两类透镜的外部特征,将现象进行分类,定义透镜
师:我们知道能够使光透过去的镜是透镜,或者更准确的说能够使光透过去的光学元件是透镜,那么透镜分为哪些种呢?下面同学们用镜头纸来感受一下这两个透镜在外形特征上有什么不同(上课之前把凸透镜、凹透镜、镜头纸已发下去)?
学生活动1:学生体验后得出结论:一个中间是凸的,一个中间是凹的。
师:这两个哪个是放大镜呢?
生:中间凸的是放大镜。
师:同学们再取下我们戴的近视眼镜看一看它有什么外形特征?
生:中间薄、边缘厚。
师:不知道同学们注意观察了没有,这和我们爷爷奶奶戴的老花镜有什么区别(把提前准备好的老花镜发给学生观察)?
学生观察后回答:老花镜是中间厚、边缘薄的透镜。
教师总结:像放大镜、老花镜是中间厚、边缘薄的这类透镜,我们把它叫做凸透镜,像近视眼镜中间薄、边缘厚,这种透镜我们把它叫凹透镜(点击演示文稿,显示出概念)。
师:下面同学们来识别一下哪些是凸透镜,哪些是凹透镜(演示文稿呈现出凸凹程度不同的凸透镜和凹透镜)?
与学生一起做,做题过程中强调凸透镜、凹透镜的定义。
2.2 通过观察定义透镜的相关名称:主光轴和光心
师:下面我们一起来认识关于透镜的两个概念——主光轴和光心(演示文稿呈现出凸透镜和凹透镜的两个面分别是两个球的球面构成的,球心的连线就是主光轴,显示出光心的位置)。这是最典型的凸透镜和凹透镜。凸透镜的这两个凸面可以认为是球面相交组成的,凹透镜的两个凹面也是由两个球面构成的。那么这两个球的球心的连线我们把它叫作主光轴,也就是图中的C1C2。透镜主光轴上有一个特殊点,凡通过这一点的光线,它的传播方向不改变,这点我们把它叫做光心,也就是图中的O点。我们一般可以把透镜的中心位置认为是光心。
2.3 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:知道了透镜有凸透镜和凹透镜之分,我们来探究一下凸透镜和凹透镜对光线有什么作用。同学们猜想一下,它们对光线有什么作用?(启发同学们)我们前一章学习了凸面镜和凹面镜对光的作用,当平行光照到凸面镜上之后,光线被发散了,说明凸面镜对光线具有发散作用。当平行光照到凹面镜上之后,光线被会聚到了一点,说明凹面镜对光线具有会聚作用。凸透镜和凹透镜和它们的作用相同吗?
生:有的同学说凸透镜对光有发散作用,有的同学说有会聚作用。
师:下面我们通过实验来验证同学们的猜想。我们先来看当一束平行于主光轴的光照到凸透镜上之后会发生什么现象。
演示实验1:
生:平行光经过凸透镜后会聚到了一点上。
师:说明凸透镜对光线具有什么作用?
生:会聚作用。(点击演示文稿呈现实验现象并用文字标出它的汇聚作用。)
师:将凸透镜换成凹透镜,大家看到什么现象?说明了什么?
生:光线被发散了。说明了凹透镜对光线具有发散作用(点击演示文稿呈现实验现象并用文字标出它的发散作用)。
2.4 定义焦点和焦距,学生亲身实验体会凸透镜的焦点并测量焦距
师:下面我们把光路图画在黑板上(画出凸透镜会聚光线、凹透镜发散光线的光路图),通过实验我们看到一束平行于透镜主光轴的平行光经过凸透镜后汇聚到一点上了。那么平行光经过凸透镜会聚的这一点叫做焦点,用大写字母F表示。焦点到光心的距离叫做焦距,用小写字母f表示(在黑板上标出焦点F和焦距f)。同学们想一想,平行光可以从凸透镜的这边入射,会聚到另外一边的焦点上,同样也可以从另外一边入射,汇聚到这边一点上,所以透镜有几个焦点?
生:两个。
师:凸透镜有焦点,凹透镜也有焦点吗(同学们可能回答没有)?通过实验研究发现,凹透镜被发散的光线的反向延长线也能交于一点,那么我们把这个点也称作焦点(在黑板上画出凹透镜的焦点)。同学们想一下凹透镜的焦点和凸透镜焦点有什么不同?
生:不同之处在于凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的,而凹透镜的焦点不是实际光线汇聚而成的。
师:对学生回答给予肯定。然后总结:我们把凸透镜有实际光线会聚而成的焦点叫做实焦点,凹透镜的焦点叫做虚焦点。
师:我们知道了凸透镜对光线有会聚作用,能把平行光会聚到一点上,焦点到光心的距离就是焦距,那么我们怎样才能测量出凸透镜的焦距呢?根据什么原理呢?
生:平行光经过凸透镜会聚在一点上。
师:拿什么光当平行光呢?
生:太阳光……
老师总结:所以我们可以拿凸透镜正对着太阳光,把一张纸放在它的另一侧,来回移动,直到在纸上的光斑变的最小、最亮。然后测量出这个最小最亮的光斑到凸透镜中心的距离,就是凸透镜的焦距。这种粗略测量焦距的方法叫做平行光焦距法。
演示实验2:用这种方法分别测量凸、凹透镜的焦距(凹透镜演示没有焦点的现象)。
学生活动2:接下来,同学们可用这种方法来测量一下手中凸透镜的焦距(目前没有太阳光的同学下课到外面完成实验,下午上交透镜和焦距的数据)
2.5 通过交流探讨的活动方式理解透镜的作用实例, 深化和“活化”课堂内容
师:同学们想一想假如我们把凸透镜放在太阳光下长时间照射,在它的另一侧焦点位置处放一张纸,会发生什么现象?
生:糊了,纸烧着了。
师:好,那么同学接着来思考下面这两个问题(呈现森林中饮料瓶和液体共同构成凸透镜的演示文稿)。(同学四人一组讨论,然后找两位同学回答问题。)
老师总结:不能随手丢弃矿泉水瓶,因为塑料瓶中的水或者小水珠在阳光下相当于凸透镜,如果在焦点处有干树叶容易引发森林火灾。(启发学生:不要随手丢垃圾,要爱护我们的大自然环境。)
(呈现出小狗窝雨过天晴后窝顶有积水囤积的画面。)
师:为什么小狗尾巴着火了。
生:(学生一片欢笑)囤积的水在阳光照射下相当于一个凸透镜。
2.6 理论探究凸透镜和凹透镜对光线的作用,巩固上一章的知识点,加深理解
师:刚才我们通过实验知道了凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。同学们能不能从我们前面学习过的知识入手,从理论上说明为什么凸透镜对光线有汇聚作用,凹透镜对光线有发散作用呢?我们可以把凸透镜看成有这几个部分组成:(演示文稿呈现出凸透镜有两个三棱镜和一个玻璃方砖组成,三条平行光分别射向三菱镜和玻璃方砖。引导学生看黑板上他们自己完成的光路图。)平行于三棱镜底边的一条光线经过三棱镜后向底边偏折,垂直于介面的光线传播方向不改变(点击演示文稿呈现光路图)。(凹透镜原理相同。总结:平行光经过凸透镜被折射后会聚在了一起,凹透镜使光线发散了)
2.7 整理知识,强调特殊光线的光路图
师:通过前面的学习我们知道了透镜的特点有哪些?
生:凸透镜:中间厚边缘薄 对透过光线的作用是会聚。
凹透镜:中间薄边缘厚 对透过的光线作用是发散。
师:下面同学们跟着老师一起试着完成以下几个光路图(演示文稿呈现出凸透镜凹透镜的特殊光路图)。(教师同时在黑板上画出题目,然后与同学一起完成光路图)。总结强调三条特殊光线(点击演示文稿):经过光心的光线传播方向不改变;平行于主光轴的光线经过凸透镜会聚在了另一侧的焦点上;经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴(注意强调凹透镜是平行于主光轴的光线经过凹透镜后光线的反向延长线经过焦点)。
3 课堂巩固练习
(演示文稿呈现光路图让学生完成)。
(此教案为“人教版”八年级物理第三章第一节 《透镜》 )
(栏目编辑赵保钢)
关键词:透镜;教学案例
中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2010)9(S)-0004-3
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、光心。
2、了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
3、初识猜想、假设、收集证据等探究要素,分类、比较等思维方法。
4、体现学习的乐趣,增加学生的环保意识,引发学生对我们生活的大自然环境的热爱。
设计思路
本节课是第三章“透镜及其应用”的开篇内容,目的是向学生介绍透镜的基本知识,引导学生探究对光的作用,是后续透镜成像及其应用的基础,同时也是光的折射内容的深入。本节课的重点是通过观察和实验知道凸透镜和凹透镜及它们对光的作用。因此这节课的设计思路是通过以实验探究为主的教学方式加深学生对理论知识的理解和应用。
教学过程
1 引入新课
教师提问:上一章我们学习了光现象,光在同种、均匀的介质中是怎样传播的?
生:沿直线传播。
师:当光从一种介质射向另一种介质的表面时会发生什么现象?
生:反射现象。
师:当光从一种介质斜射入另外一种介质的时候,又会发生什么现象呢?
生:折射现象。
师:好,下面我请一位同学上来给我完成这样一个折射光路图(PPT显示光路图):
一条平行于三棱镜底边的光线经过三棱镜后将怎样射出?
(同学做对了加以表扬,不对的指出错误)其他同学在演算纸上完成这个光路图。
总结:平行于三棱镜底边的一束光线经过三棱镜之后,向底边偏折。图 1
三棱镜是一种镜(把“镜”字写在黑板上),同学们回想一下在生活中你们还见过哪些镜?
同学们回答见过……
教师提醒并补充道:我们平时照镜子用的平面镜;马路拐弯处的凸面镜;手电筒内部的凹面镜;同学们戴的近视眼镜;爷爷奶奶带的老花镜;还有同学们手里拿的有一个是放大镜;医院里医生观察我们的血液细胞用的显微镜;我们登高望远时用的望远镜。同学们想一想我们刚才所说到的这些镜有什么不同?
启发学生回答:像镜子、凸面镜、凹面镜这些镜,光照上之后发生了反射而不能使光透过去,而我们戴的眼镜、显微镜前面使用的镜头等当光照射后发生了折射,能够使光透过去。
师:上一章我们已经学习了不能使光透过的平面镜、凸面镜、凹面镜。那么这一章我们来研究能够使光透过去的镜,也就是透镜。
2 推进新课
2.1 通过观察两类透镜的外部特征,将现象进行分类,定义透镜
师:我们知道能够使光透过去的镜是透镜,或者更准确的说能够使光透过去的光学元件是透镜,那么透镜分为哪些种呢?下面同学们用镜头纸来感受一下这两个透镜在外形特征上有什么不同(上课之前把凸透镜、凹透镜、镜头纸已发下去)?
学生活动1:学生体验后得出结论:一个中间是凸的,一个中间是凹的。
师:这两个哪个是放大镜呢?
生:中间凸的是放大镜。
师:同学们再取下我们戴的近视眼镜看一看它有什么外形特征?
生:中间薄、边缘厚。
师:不知道同学们注意观察了没有,这和我们爷爷奶奶戴的老花镜有什么区别(把提前准备好的老花镜发给学生观察)?
学生观察后回答:老花镜是中间厚、边缘薄的透镜。
教师总结:像放大镜、老花镜是中间厚、边缘薄的这类透镜,我们把它叫做凸透镜,像近视眼镜中间薄、边缘厚,这种透镜我们把它叫凹透镜(点击演示文稿,显示出概念)。
师:下面同学们来识别一下哪些是凸透镜,哪些是凹透镜(演示文稿呈现出凸凹程度不同的凸透镜和凹透镜)?
与学生一起做,做题过程中强调凸透镜、凹透镜的定义。
2.2 通过观察定义透镜的相关名称:主光轴和光心
师:下面我们一起来认识关于透镜的两个概念——主光轴和光心(演示文稿呈现出凸透镜和凹透镜的两个面分别是两个球的球面构成的,球心的连线就是主光轴,显示出光心的位置)。这是最典型的凸透镜和凹透镜。凸透镜的这两个凸面可以认为是球面相交组成的,凹透镜的两个凹面也是由两个球面构成的。那么这两个球的球心的连线我们把它叫作主光轴,也就是图中的C1C2。透镜主光轴上有一个特殊点,凡通过这一点的光线,它的传播方向不改变,这点我们把它叫做光心,也就是图中的O点。我们一般可以把透镜的中心位置认为是光心。
2.3 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:知道了透镜有凸透镜和凹透镜之分,我们来探究一下凸透镜和凹透镜对光线有什么作用。同学们猜想一下,它们对光线有什么作用?(启发同学们)我们前一章学习了凸面镜和凹面镜对光的作用,当平行光照到凸面镜上之后,光线被发散了,说明凸面镜对光线具有发散作用。当平行光照到凹面镜上之后,光线被会聚到了一点,说明凹面镜对光线具有会聚作用。凸透镜和凹透镜和它们的作用相同吗?
生:有的同学说凸透镜对光有发散作用,有的同学说有会聚作用。
师:下面我们通过实验来验证同学们的猜想。我们先来看当一束平行于主光轴的光照到凸透镜上之后会发生什么现象。
演示实验1:
生:平行光经过凸透镜后会聚到了一点上。
师:说明凸透镜对光线具有什么作用?
生:会聚作用。(点击演示文稿呈现实验现象并用文字标出它的汇聚作用。)
师:将凸透镜换成凹透镜,大家看到什么现象?说明了什么?
生:光线被发散了。说明了凹透镜对光线具有发散作用(点击演示文稿呈现实验现象并用文字标出它的发散作用)。
2.4 定义焦点和焦距,学生亲身实验体会凸透镜的焦点并测量焦距
师:下面我们把光路图画在黑板上(画出凸透镜会聚光线、凹透镜发散光线的光路图),通过实验我们看到一束平行于透镜主光轴的平行光经过凸透镜后汇聚到一点上了。那么平行光经过凸透镜会聚的这一点叫做焦点,用大写字母F表示。焦点到光心的距离叫做焦距,用小写字母f表示(在黑板上标出焦点F和焦距f)。同学们想一想,平行光可以从凸透镜的这边入射,会聚到另外一边的焦点上,同样也可以从另外一边入射,汇聚到这边一点上,所以透镜有几个焦点?
生:两个。
师:凸透镜有焦点,凹透镜也有焦点吗(同学们可能回答没有)?通过实验研究发现,凹透镜被发散的光线的反向延长线也能交于一点,那么我们把这个点也称作焦点(在黑板上画出凹透镜的焦点)。同学们想一下凹透镜的焦点和凸透镜焦点有什么不同?
生:不同之处在于凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的,而凹透镜的焦点不是实际光线汇聚而成的。
师:对学生回答给予肯定。然后总结:我们把凸透镜有实际光线会聚而成的焦点叫做实焦点,凹透镜的焦点叫做虚焦点。
师:我们知道了凸透镜对光线有会聚作用,能把平行光会聚到一点上,焦点到光心的距离就是焦距,那么我们怎样才能测量出凸透镜的焦距呢?根据什么原理呢?
生:平行光经过凸透镜会聚在一点上。
师:拿什么光当平行光呢?
生:太阳光……
老师总结:所以我们可以拿凸透镜正对着太阳光,把一张纸放在它的另一侧,来回移动,直到在纸上的光斑变的最小、最亮。然后测量出这个最小最亮的光斑到凸透镜中心的距离,就是凸透镜的焦距。这种粗略测量焦距的方法叫做平行光焦距法。
演示实验2:用这种方法分别测量凸、凹透镜的焦距(凹透镜演示没有焦点的现象)。
学生活动2:接下来,同学们可用这种方法来测量一下手中凸透镜的焦距(目前没有太阳光的同学下课到外面完成实验,下午上交透镜和焦距的数据)
2.5 通过交流探讨的活动方式理解透镜的作用实例, 深化和“活化”课堂内容
师:同学们想一想假如我们把凸透镜放在太阳光下长时间照射,在它的另一侧焦点位置处放一张纸,会发生什么现象?
生:糊了,纸烧着了。
师:好,那么同学接着来思考下面这两个问题(呈现森林中饮料瓶和液体共同构成凸透镜的演示文稿)。(同学四人一组讨论,然后找两位同学回答问题。)
老师总结:不能随手丢弃矿泉水瓶,因为塑料瓶中的水或者小水珠在阳光下相当于凸透镜,如果在焦点处有干树叶容易引发森林火灾。(启发学生:不要随手丢垃圾,要爱护我们的大自然环境。)
(呈现出小狗窝雨过天晴后窝顶有积水囤积的画面。)
师:为什么小狗尾巴着火了。
生:(学生一片欢笑)囤积的水在阳光照射下相当于一个凸透镜。
2.6 理论探究凸透镜和凹透镜对光线的作用,巩固上一章的知识点,加深理解
师:刚才我们通过实验知道了凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。同学们能不能从我们前面学习过的知识入手,从理论上说明为什么凸透镜对光线有汇聚作用,凹透镜对光线有发散作用呢?我们可以把凸透镜看成有这几个部分组成:(演示文稿呈现出凸透镜有两个三棱镜和一个玻璃方砖组成,三条平行光分别射向三菱镜和玻璃方砖。引导学生看黑板上他们自己完成的光路图。)平行于三棱镜底边的一条光线经过三棱镜后向底边偏折,垂直于介面的光线传播方向不改变(点击演示文稿呈现光路图)。(凹透镜原理相同。总结:平行光经过凸透镜被折射后会聚在了一起,凹透镜使光线发散了)
2.7 整理知识,强调特殊光线的光路图
师:通过前面的学习我们知道了透镜的特点有哪些?
生:凸透镜:中间厚边缘薄 对透过光线的作用是会聚。
凹透镜:中间薄边缘厚 对透过的光线作用是发散。
师:下面同学们跟着老师一起试着完成以下几个光路图(演示文稿呈现出凸透镜凹透镜的特殊光路图)。(教师同时在黑板上画出题目,然后与同学一起完成光路图)。总结强调三条特殊光线(点击演示文稿):经过光心的光线传播方向不改变;平行于主光轴的光线经过凸透镜会聚在了另一侧的焦点上;经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜后平行于主光轴(注意强调凹透镜是平行于主光轴的光线经过凹透镜后光线的反向延长线经过焦点)。
3 课堂巩固练习
(演示文稿呈现光路图让学生完成)。
(此教案为“人教版”八年级物理第三章第一节 《透镜》 )
(栏目编辑赵保钢)