第4节 凸透镜成像（教学设计）物理沪科版（五四学制）2024八年级上册

本文围绕“凸透镜成像”展开，先以生活情境引入，承接光的折射知识，为后续光学仪器学习奠基。通过实验探究、概念讲解等环节，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。 该设计亮点在于结合生活实例与故事，采用小组合作实验法。从学生层面看，提升探究与思维能力；从教师层面看，提供清晰授课路径；从课堂效果看，有效突破教学难点。

第4章第4节 凸透镜成像－教学设计 一、教材分析 本节“凸透镜成像”是对凸透镜的会聚作用及其成像规律进行系统学习的课时。本节教材先以“水滴里的黄瓜花”生活情境引入，提出“能否看见放大的黄瓜花”这一问题；随后依次呈现透镜的概念、光心与主光轴、凸透镜与凹透镜对光的不同作用；最后以“探究凸透镜成像的规律”学生实验为主线，归纳出物距 与像距、焦距 的四种典型成像结论，教材配有丰富实例、探究活动和“练一练”，强调“学以致用”。 本课时不仅是对折射规律的进一步应用，也是后续学习显微镜、照相机、天文望远镜等光学仪器的基础和桥梁；同时，它联系生产、生活，体现了初中物理课程“核心素养导向”的教学理念，为学生建构“光路可逆”“光的能量传递方式”等核心物理观念奠定基础。 二、教学目标 1. 物理观念 · ①理解并能阐述“凸透镜具有会聚作用，凹透镜具有发散作用”的物理观念。 · ②经历实验探究，体会“光路可逆”原理及“实像与虚像”区分。 · ③认识焦距 能表征凸透镜会聚强弱，并能将水滴、眼球晶状体等自然或生物透镜归入统一模型。 1. 科学思维 · ①能在实验中根据变量控制思想，提出“像的改变与物距的关系”假设并设计方案验证。 · ②能对实验数据进行归纳、类比和抽象，利用图示法总结间的规律，发展逻辑推理与数学表达能力。 1. 科学探究 · ①能独立使用光具座、光屏、凸透镜等仪器完成探究，准确测量物距、像距。 · ②能记录并整理实验数据，形成结构化表格；通过实验得出“成倒立缩小实像”等结论，并能解释生活中的现象。 1. 科学态度与责任 · ①体验古人“冰取火”智慧与现代光学技术对社会发展的贡献，形成尊重科学、热爱自然的情感态度。 · ②在实验操作中遵守实验安全规范，养成严谨、合作、分享的科学品质。 · ③关注资源节约、绿色照明等主题，认识光学技术在节能减排中的重要作用，树立责任意识。 三、学情分析 1. 学生已具备“光的折射”及“折射光路图解”基础，能理解临界角、折射率等概念，对“折射导致光路改变”已有直观体验。 1. 学生对“放大镜”“投影”“照相机”十分熟悉，生活经验丰富，但对“实像需光屏接收、虚像只能眼看到”缺乏系统认识；对“像的倒立与左右颠倒”概念易混淆，需要教师引导。 1. 学生动手操作兴趣强，但测量、记录与数据处理能力参差不齐；需要在实验前进行明确分工与方法示范。 1. 学生面对中考，易将光学知识机械记忆，忽视探究过程与物理思维培养，教学中应突出“问题—假设—验证—归纳”的科学方法，适当渗透公式与图像思维，为升学打好基础。 四、教学重难点 1. 重点 · ①凸透镜焦点、焦距以及会聚作用的建立； · ②通过实验探究总结物距 与像距 及像的性质之间的规律四种情况。 1. 难点 · ①准确寻找最清晰实像并测量像距 的实验技能； · ②理解“虚像不能用光屏承接”“实像与虚像的区分”，以及“光路可逆”思想对成像规律的指导意义。 五、教学过程 （一）导入新课——水滴里的科学（约5 min） 1. 出示实物或视频：雨后叶尖水滴悬挂，透过水滴可见倒立的花朵。 1. 教师提问： · “为何花是倒立的？能否通过水滴看到放大的花？” · 引导学生猜想：水滴近似凸透镜。 1. 揭示课题：第四章第四节《凸透镜成像》。 （二）新课讲授 1. 透镜的概念与分类（约5 min） 1. 展示两块亚克力样品：中间厚、边缘薄（凸透镜）；中间薄、边缘厚（凹透镜）。 1. 板书并引导学生口述定义：“透明体”“球面部分”“薄透镜” → 透镜；“中间厚边缘薄” → 凸透镜（会聚透镜）；“中间薄边缘厚” → 凹透镜（发散透镜）。 1. 生活应用快问快答：放大镜、老花镜、摄像头、近视眼镜、车灯反光杯等。 2. 主光轴、光心（约5 min） 1. 教师示范：在白纸上描出球心连线 ，标注光心 ，强调“薄透镜光心视作透镜中心”。 (2)提出概念：主光轴：连结两个球心的直线；光心：通过该点光方向不变。 3. 凸透镜对光的会聚作用与焦点（约10 min） 1. “冰取火”故事视频或图片——古人用冰透镜点燃艾草。 1. 实验演示：教师用平行激光（红色、绿色各一束）照射凸透镜，让学生观察光线向主轴偏折并在焦点处汇聚。 1. 板书并强调：焦点 ——平行主轴入射光经折射交汇点；焦距 ——测量凸透镜会聚能力。 4. 凹透镜的发散作用及虚焦点（约5 min） 1. PPT动画展示光线发散，延长线在透镜同侧交于虚焦点 。 1. 指出：凹透镜两侧各有虚焦点，焦距也用 ——发散程度表征。 5. 学生实验：探究凸透镜成像规律（约25 min） 实验采用小组合作模式。 5.1 提出问题，“像的大小、正倒与物距有什么关系？” 5.2 猜想与假设，学生参考放大镜观察经历，提出：“物体离凸透镜越远，像越小且位于透镜另一侧；离得近时可能看不到光屏上的像而从透镜中看到放大的像。” 5.3 制定实验方案器材：焦距已知凸透镜（）、小灯泡光源、白色光屏、光具座、刻度尺。 步骤： 1 固定透镜，先将物体置于 ，移动光屏找清晰实像并记录。 ②逐步将物体移至 、、 等位置。 ③若实像难寻，取走光屏，用眼观察虚像位置、大小与正倒。 ④所有记录填入表4-4-1。 5.4 安全与注意事项 a. 电源电压、灯泡别烫手； b. 涂黑教室或关闭窗帘，提高成像清晰度； c. 透镜两面皆可擦拭，避免划伤。 5.5 数据记录与整理示例（学生测量后修订）， 5.6 结论归纳教师组织得出教材四条结论： ① 当 ：成倒立缩小实像，； ② 当 ：成倒立等大实像，； ③ 当 ：成倒立放大实像，； ④ 当 ：在同侧成正立放大虚像。 用生活实例对应：投影仪、照相机、幻灯片、放大镜。 6. 光路可逆与应用情景（约5 min） 1. 演示：将强光手电筒的 LED 光源置于凸透镜焦点处，观察远处形成平行光。 1. 引导学生用“光路可逆”解释：如果平行光经透镜会聚在焦点，那么焦点处发出的光经透镜应平行射出。 1. 拓展：汽车大灯、舞台追光灯原理。 （三）课堂练习（约10 min） 1. 判断选择 11. 课本图4-4-11属于会聚透镜的是 ______ 。 11. 对于物距30 cm，焦距10 cm的凸透镜，像的性质是 ______。 1. 依据图4-4-12补全光路。 1. 测量图4-4-13中物距、像距并说明像的性质。 六、课堂小结（约5 min） 1. 核心概念 · 透镜、主光轴、光心、焦点、焦距；凸透镜会聚、凹透镜发散。 1. 实验规律 · 四种物距对应四种成像性质。 1. 方法提升 · “控制变量—数据记录—图象分析”科学探究流程；光路可逆思维。 1. 情感升华 · 透镜技术与视力矫正、天文探索、绿色照明等社会需求息息相关，激发学生责任感与使命感。 七、板书设计 第四章 光现象   第4节 凸透镜成像 1. 透镜 · • 中厚边薄 → 凸透镜（会聚）  • 中薄边厚 → 凹透镜（发散） 1. 基本概念 · 主光轴   光心 焦点焦距 1. 凸透镜对光 · 平行光 → 透镜 → 会聚于 越小，会聚越强 1. 成像规律 物距 物像关系 像距 像的性质 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 同侧(无) 虚像 1. 应用 · 放大镜、投影仪、照相机、汽车灯 八、作业布置 1. 课本“练一练”1～5题完成并订正。 1. 设计一个使用凸透镜的创意小制作（如简易投影仪、太阳灶、显微镜），写出原理说明和成像分析，拍摄操作短视频，下节课展示交流。 1. 预习第四章第5节《透镜的应用》，思考：为什么近视眼需佩戴凹透镜？ 九、教学反思 2 学科网（北京）股份有限公司 $$