5.1 透镜 教学设计 2025-2026学年人教版物理八年级上学期

课时主题

认识凸透镜与凹透镜及其对光的作用

课程

新授课

课时

1课时

本课时教学内容分析

透镜是初中物理光学部分的重要基础内容，是后续学习“生活中的透镜”和“凸透镜成像规律”的前提。本节课选自人教版八年级上册第五章《透镜及其应用》的第一节，主要内容包括：识别凸透镜与凹透镜的结构特征；理解透镜的主光轴、光心等基本概念；通过实验探究凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；掌握焦点和焦距的概念，并能初步解释生活中利用透镜聚焦取火的现象。教材从照相机、投影仪、显微镜等常见光学仪器引入，贴近学生生活，激发学习兴趣。通过“想想做做”栏目引导学生动手实践，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。本节内容逻辑清晰，实验性强，注重观察与归纳，为学生建立科学的光学思维打下基础。

学情分析

八年级学生已经具备一定的生活经验和观察能力，对放大镜、眼镜、照相机等常见物品并不陌生，但对这些物品背后的光学原理缺乏系统认知。他们正处于形象思维向抽象思维过渡的关键阶段，对于“光线”“折射”“会聚”“发散”等抽象概念的理解需要借助直观的实验现象来支撑。学生在前一章学习了光的直线传播、反射等内容，具备一定的光学知识基础，但尚未接触折射现象，因此对光线经过透镜后发生偏折的原因可能存在困惑。此外，学生的实验操作能力尚在发展中，需要教师在实验设计、器材使用、现象观察等方面给予细致指导。本节课通过设置情境、动手实验、小组合作等方式，能够有效调动学生积极性，帮助他们在“做中学”中建构知识，发展科学探究能力。

学习目标

物理观念：
1. 能准确区分凸透镜与凹透镜的外形特征，说出两者在中间与边缘厚度上的差异；理解主光轴和光心的定义，能在图中标出透镜的主光轴和光心。
2. 通过实验观察，归纳出凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用；能解释焦点和焦距的物理意义，知道焦距越短，凸透镜的会聚能力越强。

科学思维：
1. 能根据实验现象进行推理判断，如从“阳光经放大镜聚焦生火”推断凸透镜有会聚作用；能运用逆向思维理解“小灯泡置于焦点可发出平行光”的原理。
2. 能结合图示分析光路，判断不同透镜类型或预测光线经过透镜后的传播路径，提升空间想象与逻辑推理能力。

科学探究：
1. 能设计并完成“平行光照射凸透镜和凹透镜”的实验，正确使用光源、透镜、光屏等器材，规范记录实验现象。
2. 能提出“如何测量凸透镜焦距”的问题，并尝试利用太阳光和平行光法进行实际测量，体验科学探究的基本过程。

科学态度与责任：
1. 在实验过程中养成实事求是、严谨认真的科学态度，尊重实验数据，敢于质疑异常现象。
2. 认识到透镜在日常生活和技术中的广泛应用，增强将物理知识应用于解决实际问题的意识；了解瓶装水可能引发火灾的风险，树立安全使用物品的责任感。

学习重难点

教学重点：
1. 凸透镜与凹透镜的结构特点及命名依据；
2. 凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用；
3. 焦点、焦距的概念及其物理意义。
 

教学难点：
1. 理解“通过光心的光线传播方向不变”这一特性；
2. 区分“会聚”与“发散”的本质是光线相对于原传播方向的偏折趋势，而非是否相交；
3. 建立光线经过透镜后发生折射的初步模型，理解其背后的物理机制。

教学策略

采用“情境—探究—建构—应用”为主线的教学策略。以生活实例创设真实问题情境，激发学习动机；通过演示实验与学生分组实验相结合的方式开展探究活动，突出学生的主体地位；运用议题式教学引导学生围绕核心问题展开讨论，促进深度思考；借助多媒体动画展示微观光路变化，帮助突破抽象难点；最后回归生活，引导学生用所学知识解释现象、解决问题，实现知识迁移与社会责任培养。

教学资源准备

激光笔（多束平行光装置）、凸透镜（多个不同焦距）、凹透镜、光屏、白纸、直尺、太阳光模拟器（强光源）、PPT课件、视频素材（如露珠聚焦、瓶装水自燃新闻）、实物投影仪、米字格书写板（用于标注光心、焦点）。

教学环节

教学活动

设计意图

一、情境导入，激发兴趣

一、生活现象引课题

（1）、展示生活图片，引发认知冲突
教师通过PPT依次展示三张图片：第一张是摄影师正在用照相机拍摄风景；第二张是教室里投影仪投射出清晰放大的画面；第三张是医生正在使用显微镜观察血液样本。提问：“这些看似不同的设备——照相机、投影仪、显微镜，它们都能帮助我们更好地观察世界，那么它们共同的核心光学元件是什么呢？”引导学生思考并自由发言。预设学生回答“镜头”“玻璃片”等。教师进一步追问：“这些‘镜头’内部其实都藏着一种特殊的光学元件——透镜。你们戴的眼镜片是不是也是透镜？远视镜和近视镜有什么不同？”让学生拿出自己的眼镜或观察同学的眼镜，比较中间与边缘的厚薄差异，初步感知两类透镜的存在。

（2）、播放实验视频，制造悬念
教师播放一段短视频：夏日阳光下，一名学生手持放大镜，调整位置，使阳光聚焦在一张纸上，几秒钟后纸张冒烟并燃烧起来。提问：“为什么一个普通的放大镜能让纸烧起来？它对阳光做了什么？”鼓励学生大胆猜测。有的学生可能会说“它把阳光集中在一起了”，教师顺势总结：“没错，这种能把光线聚集起来的透镜叫做凸透镜。今天我们就一起来揭开透镜的秘密。”板书课题：第1节 透镜。

从学生熟悉的生活场景出发，建立物理与生活的联系，激发好奇心与求知欲；通过视觉冲击强烈的实验视频，制造认知冲突，迅速集中注意力，为后续探究埋下伏笔。

二、观察比较，认识透镜

二、分类观察辨特征

（1）、实物观察，归纳结构特点
教师向每组学生发放两块透镜：一块凸透镜（中间厚、边缘薄），一块凹透镜（中间薄、边缘厚）。要求学生用手触摸、用眼观察，并填写表格：
 

通过亲手触摸和观察实物，学生获得感性认识，主动参与知识建构；结合图表归纳，培养信息整理能力；利用激光演示光心特性，将抽象概念具象化，降低理解难度。

| 观察项目 | 透镜A | 透镜B |
|----------|--------|--------|
| 中间厚度 | 较厚 | 较薄 |
| 边缘厚度 | 较薄 | 较厚 |
| 名称 | 凸透镜 | 凹透镜 |
教师巡视指导，提醒学生注意安全，不要用透镜直接看太阳。随后请小组代表汇报观察结果，教师补充讲解：中间厚、边缘薄的叫凸透镜（convex lens），中间薄、边缘厚的叫凹透镜（concave lens）。强调命名来源于其形状特征。

（2）、引入基本概念，构建空间模型
教师出示图5.1-3的放大图，讲解主光轴和光心的概念：“连接两个球面球心的直线叫做主光轴，它是透镜的对称轴。透镜上有一个特殊点，光线穿过它时方向不改变，这个点叫做光心（O）。对于薄透镜，我们可以认为光心就在透镜的几何中心。”教师用激光笔沿主光轴照射透镜，演示光线穿过光心时不偏折的现象，加深学生印象。然后让学生在练习纸上画出一个凸透镜和一个凹透镜，标出主光轴和光心位置，强化空间认知。

三、实验探究，发现规律

三、动手实验探作用

（1）、演示实验：观察平行光经透镜后的路径
教师开启多束平行激光装置，使其光线平行于主光轴射向凸透镜。学生观察到光线穿过凸透镜后向主光轴方向偏折，并最终会聚于一点。教师指出：“这一点就是凸透镜的焦点（F），从光心到焦点的距离就是焦距（f）。”接着更换为凹透镜，再次发射平行光，学生观察到光线穿过凹透镜后向外偏折，呈现发散趋势。教师总结：“凸透镜使光线会聚，所以又叫会聚透镜；凹透镜使光线发散，所以又叫发散透镜。”

（2）、分组实验：验证透镜作用，测量焦距
学生以小组为单位，使用激光笔、凸透镜、白纸进行实验。任务一：让激光束平行于主光轴照射凸透镜，在另一侧移动白纸，找到最亮最小的光斑，即为焦点，用直尺测量光心到光斑的距离，记录为焦距。任务二：换用不同焦距的凸透镜重复实验，比较哪个透镜使光线偏折更明显。教师提示：焦距越短，会聚能力越强。任务三：尝试用凹透镜重复实验，观察是否能找到会聚点，从而反证其发散作用。各小组记录数据并交流结论。

（3）、深入探讨：理解“会聚”与“发散”的本质
教师提出问题：“有人说‘会聚就是光线交叉，发散就是光线分开’，这种说法准确吗？”组织学生讨论。教师引导分析：即使光线没有实际相交，只要它们有向某点靠近的趋势，就是会聚；反之，有远离趋势

通过教师演示与学生亲历相结合，确保实验安全性与有效性；让学生经历完整的科学探究过程，提升实验技能与合作能力；通过设疑讨论，深化对核心概念的理解，防止片面化认知。