5.1 透镜（教学设计）-2024-2025学年人教版物理八年级上册

本文围绕透镜的性质及其应用展开，介绍透镜分类、对光的作用及相关术语，承接光学基础，为后续光的折射等学习奠基。通过实验探究、生活实例分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该教学设计以生活实例导入，激发学生兴趣，采用多种教学方法，凸显学生主体地位。从学生层面提升实践与分析能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

透镜 教学设计 教学内容： （1）本节课的主要教学内容是透镜的性质及其应用。 （2）本节课主要介绍了透镜的分类（凸透镜和凹透镜）、透镜对光的作用（会聚和发散）、以及相关的术语（主光轴、光心、焦点、焦距）。这些知识点是光学的基础，为后续学习光的折射、成像等提供了理论基础。 （3）通过学习本节课，学生能够掌握透镜的基本性质，理解透镜如何改变光的路径。更重要的是，学生能够通过实验探索，培养观察、分析和解决问题的能力，学会如何将物理原理应用于日常生活中。例如，学生能够明白为什么老花眼镜可以帮助看近处的文字，而近视眼镜则用于看远处的景物。此外，学生还能够通过实践活动，如测量凸透镜的焦距，提高动手能力和科学探究能力。这些技能不仅对物理学习至关重要，而且对培养学生的科学素养和解决问题的能力具有深远影响。 教学目标： （1）物理观念：学生能够识别凸透镜和凹透镜的基本特征，理解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距的概念，并能解释透镜对光的会聚和发散作用。 （2）科学思维：通过观察和实验，学生能够分析凸透镜和凹透镜的构造特点，培养通过现象抓住本质的能力，能够区分不同透镜的物理特性。 （3）科学探究：学生通过动手实验，探究透镜对光的作用，培养实验设计、观察记录和数据分析的能力，提升科学探究的实践技能。 （4）科学态度与责任：学生在实验过程中养成爱护光学仪器的习惯，通过探究活动体验物理学习的乐趣，增强对物理学科的兴趣和责任感。 教学重难点： （1）理解凸透镜和凹透镜的基本构造及其对光的作用，掌握透镜的会聚与发散原理。 （2）通过实验探究透镜的焦点和焦距，能够在真实情境中应用透镜知识解决实际问题。 教学方法： 讲授法、实验法、观察法、分类法、自主学习法、总结法 教学过程： 一、导入新课 情境展示：播放一段关于消防队员扑救重庆森林大火的视频。画外音介绍 —— 这场大火仅 6 个小时就蔓延了 500 多亩，而引发这场火灾的竟然是一瓶未喝完的矿泉水！ （让学生先自由讨论一会儿，然后教师引导：同学们，你们想知道一瓶未喝完的矿泉水是如何引发这么大的火灾吗？学完今天的课程后，你们就能找到答案了。今天我们要学习第五章的第一节 —— 透镜。） 提出问题：在日常生活中，有哪些地方或设备使用了透镜？ （生：照相机、放大镜、眼镜等。） （师：非常好，大家观察得很细致。接下来我们将深入探讨这两种透镜的特点和应用。） 二、讲授新课 探究点一　凸透镜和凹透镜 展示生活中的几种透镜：拿出近视眼镜、老花镜、照相机镜头、放大镜等实物。这些透镜的形状都一样吗？ （生：不一样。） （师：很好，那我们一起来探究一下它们的不同之处。大家可以仔细观察这些透镜，并动手摸一摸，感受它们的厚薄程度。） 探究实验：实验台上放有 4 个不同类型的透镜，请同学们认真观察，或者动手操作，找出它们的区别，并尝试概括出每种透镜的特征。 （师：请大家通过触摸透镜，感受其厚薄程度，并根据厚薄程度给透镜进行分类。可以小组讨论，看看透镜能分几类。） （生：中间厚、边缘薄的叫凸透镜；中间薄、边缘厚的叫凹透镜。） 总结分类：一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分的透明玻璃元件（要求会辨认）。 结论： 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。 拓展问题：那么，没喝完的矿泉水瓶符合哪类透镜的特征呢？ （生：矿泉水瓶像是凸透镜。） （师：正确！透明容器中装有透明液体也可以作为透镜使用。） 引入科学术语：主光轴、光心。 主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为薄透镜的光心就在薄透镜的中心。 （师：现在我们了解了透镜的基本分类和特性，接下来将进一步探究透镜对光的作用。） 探究点二　透镜对光的作用 情景再现：请一些同学分享他们是否做过这样的实验：将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个很小、很亮的光斑。 （师：这个现象说明什么呢？） （生：放大镜能把光会聚起来。） （师：非常好！放大镜是凸透镜，这说明凸透镜对光有会聚作用。那么凹透镜也能使光会聚吗？） 演示实验：两种透镜对光的作用。 实验步骤： 使平行光线平行于主光轴入射，易于观察光通过透镜后的偏折方向。可以通过三支平行固定的激光笔来模拟平行光。 调节三支激光笔的光束，使光束平行于主光轴入射。观察光通过透镜后的偏折方向，在纸上绘出凸透镜和凹透镜的折射光路图。 实验现象： （生：光通过凸透镜后会聚在一起，通过凹透镜后发散开。） 结论： 凸透镜对光有会聚作用，所以也叫会聚透镜。 凹透镜对光有发散作用，所以也叫发散透镜。 进一步解释：为什么凸透镜对光有会聚作用而凹透镜对光有发散作用呢？ （师：这是由于凸透镜的形状决定了光线经过透镜后会聚在一点，而凹透镜的形状使得光线发散。为了更直观地理解这一点，我们可以用一个简单的模型来演示。） 模型演示：使用一个简易的模型，展示凸透镜和凹透镜的形状及其对光线的作用。 （师：看，这个模型展示了凸透镜和凹透镜的横截面。凸透镜的形状像是一个碗，光线进入后会向中间集中；而凹透镜的形状像一个倒置的碗，光线进入后会被向外分散。） 探究点三　焦点和焦距 讲解概念： 射到地面的太阳光是相互平行的，称为平行光。凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的焦点，用字母 F 表示。 焦点到凸透镜光心的距离称为焦距，用字母 f 表示。 凹透镜使平行于主光轴的光发散，它没有实焦点，但通过凹透镜的光反向延长也可以交在主光轴上一点，这点是凹透镜的虚焦点。 总结：透镜两侧各有一个焦点，两侧焦距相等。 （师：同学们，我们再来通过一个小实验，利用太阳光测量凸透镜的焦距。） 实验操作： 实验步骤： 将一把木质刻度尺的一端置于水平地面上，观察刻度尺在地面上形成的影子。 不断调节刻度尺，使其在地面上的影子最短，这时刻度尺的方向就是与太阳光平行的方向。 保持刻度尺不动，将光屏 A 和凸透镜 L 按照所示的方式垂直于刻度尺摆放，光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，则该凸透镜的焦距为 10.0 cm。 （师：同学们，你们能不能自己动手测量一下凸透镜的焦距呢？） 三、课堂小结 回顾本节课的重点： 透镜的分类：凸透镜和凹透镜。 透镜对光的作用：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 关于透镜的重要名词：主光轴、光心、焦点、焦距。 总结：通过这节课的学习，我们了解了透镜的基本性质和应用，并且通过实验加深了对透镜的认识。希望大家在今后的学习中，能够运用所学的知识去解决实际问题。 提问：大家还有什么疑问吗？ （生：老师，为什么凸透镜对光有会聚作用而凹透镜对光有发散作用？） （师：这个问题很好，凸透镜的形状决定了光线经过透镜后会聚在一点，而凹透镜的形状使得光线发散。大家可以通过比较凸透镜和凹透镜的模型来更好地理解这一点。） 作业布置：请大家回家预习下一节内容，并完成课后练习题。 课后作业： （1）请同学们利用课余时间，观察生活中的凸透镜和凹透镜实例，记录它们的特点和作用，并结合本节课所学内容，解释这些实例中的透镜是如何工作的。 （2）设计一个实验，使用凸透镜和凹透镜分别对平行光进行实验，绘制出光路图，并总结凸透镜和凹透镜对光的会聚和发散作用。 学科网（北京）股份有限公司 $$