4.2《 探究：凸透镜成像的规律》课时教案-2025--2026学年沪科版八年级全一册物理

4.2《 探究：凸透镜成像的规律》课时教案

学科

初中物理

年级册别

八年级全一册

共1课时

教材

沪科版八年级全一册

授课类型

新授课

第1课时

教材分析

教材分析
本节内容是光学部分的核心章节之一，承接前一节“凸透镜与凹透镜”的基础认知，进一步引导学生通过实验探究凸透镜成像的规律。教材以“探究”为主线，设计了系统性的实验活动，帮助学生从观察现象到归纳规律，建立起“物距、像距、焦距”三者之间的动态关系模型。教材中配有清晰的实验装置图、光路示意图及数据分析表格，为学生动手实践提供了直观支持。该部分内容不仅是理解照相机、投影仪、放大镜等实际应用原理的基础，也为后续学习显微镜、望远镜等复杂光学仪器奠定理论根基。

学情分析
八年级学生已具备基本的物理实验操作能力，对光的直线传播、反射和折射有初步了解，但对“成像规律”这一抽象概念仍缺乏系统性认识。他们习惯于接受结论，而对实验过程中的变量控制、数据记录与规律提炼存在困难。部分学生在理解“物距”“像距”“焦距”等术语时容易混淆，且难以建立空间想象能力。此外，学生普遍对实验兴趣浓厚，但专注力易分散，需借助任务驱动与情境化教学激发持续探究动力。针对这些特点，教师应采用“问题引导+合作探究+可视化建模”的策略，通过真实情境任务降低认知门槛，提升科学思维与实证意识。

课时教学目标

物理观念
1. 能准确描述凸透镜成像时物距、像距与焦距之间的数量关系，并能用文字语言和图像语言表达规律。
2. 能解释生活中常见光学设备（如照相机、投影仪、放大镜）的工作原理，理解其与成像规律的对应关系。

科学思维
1. 能在实验中识别自变量（物距）、因变量（像距与成像性质），并控制无关变量（如透镜焦距不变）。
2. 能根据多组实验数据绘制“物距-像距”关系曲线图，分析数据趋势，归纳出成像规律的阶段性特征。

科学探究
1. 能独立完成“探究凸透镜成像规律”的实验操作，规范使用光具座、蜡烛、光屏等器材。
2. 能设计合理的实验步骤，如实记录实验现象与数据，提出合理猜想并验证。

科学态度与责任
1. 在小组协作中表现出尊重他人意见、主动承担任务的责任意识。
2. 在实验失败或数据异常时，不轻易放弃，能反思操作失误并尝试修正，体现严谨求实的科学精神。

教学重点、难点

重点
1. 掌握凸透镜成像的三种典型情况：u > 2f、f < u < 2f、u < f 时的成像特点（大小、正倒、虚实）。
2. 理解“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小”的口诀含义，并能运用口诀快速判断成像性质。

难点
1. 理解“实像与虚像的本质区别”，特别是如何通过光屏能否承接来判断像的虚实。
2. 建立“物距变化引起像距变化”的动态思维模型，突破静态记忆误区。

教学方法与准备

教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法

教具准备
光具座、凸透镜（焦距10cm）、蜡烛、光屏、火柴、白纸屏、多媒体课件、实验记录表

教学环节

教师活动

学生活动

情境导入，激趣启思
【5分钟】

一、创设“奇幻光影馆”情境，引出探究主题

（一）、播放短视频：神奇的光影魔术秀
1. 教师播放一段精心剪辑的视频：一位魔术师手持一个透明水晶球，将一张照片置于球前，镜头拉近后，画面竟被放大并清晰投射在墙上；随后，又将照片移至球后方，墙上出现倒立缩小的影像。
2. 提问引导：同学们，你们知道这是什么原理吗？为什么同一个透镜，既能放大又能缩小？为什么有时能用屏幕接住像，有时却不能？
3. 播放过程中穿插字幕：“你见过会‘变脸’的镜子吗？”、“它到底藏着什么秘密？”
4. 引导学生思考：这背后可能涉及哪种光学元件？我们今天要揭开的就是这种“魔法透镜”的真正秘密——凸透镜成像规律。
（二）、揭示课题，明确任务
1. 板书课题：第二节 探究：凸透镜成像的规律
2. 出示任务卡：“作为‘光影探秘小队’的一员，请你们通过实验，找出影响凸透镜成像的三大关键因素，并总结出成像规律口诀。”
3. 分组说明：每4人一组，每组配备一套实验器材，负责记录、操作、汇报三个角色，确保人人参与。
4. 强调安全提示：使用蜡烛时注意防火，避免烫伤；实验结束后统一熄灭蜡烛，清理桌面。
 

二、实验前准备：构建知识框架

（一）、回顾基础知识，激活已有经验
1. 提问：上节课我们学习了凸透镜，谁能说说它的结构特点？（中央厚、边缘薄）
2. 展示实物：教师举起一个焦距为10cm的凸透镜，指出光心O点、主光轴、焦点F的位置。
3. 画出光路图：在黑板上用粉笔画出平行光经凸透镜折射后会聚于焦点的示意图，强调“会聚作用”。
4. 介绍关键术语：物距（u）、像距（v）、焦距（f），并用箭头标注在图上，帮助学生建立空间感知。
5. 明确实验目的：我们要研究的是“当物体位置改变时，像的位置和性质如何变化”。

1. 观看视频，感受“魔法”效果，产生好奇。
2. 思考教师提问，尝试解释现象。
3. 认真听讲，记下任务要求，明确小组分工。
4. 回顾旧知，回答教师提问，理解核心概念。

评价任务

情境投入：☆☆☆
术语理解：☆☆☆
 

任务明确：☆☆☆

设计意图

以“奇幻光影馆”为故事主线，将抽象的物理规律转化为可感可知的视觉奇观，激发学生的探究欲望；通过真实情境引入，让学生意识到“规律就在身边”，增强学习动机；同时借助任务卡形式明确学习目标，使探究活动具有方向性和挑战性。

实验探究，合作建构
【25分钟】

一、分组实验：探究物距与成像的关系

（一）、实验前指导：明确操作流程与注意事项
1. 教师演示标准操作流程：
- 将光源（蜡烛）固定在光具座左端，调节高度使其与透镜中心在同一水平线上；
- 将凸透镜置于光具座中间位置，焦距标记为10cm；
- 将光屏放置在透镜右侧，逐步前后移动，直到屏幕上出现清晰的像；
- 用刻度尺测量物距u（从蜡烛到光心的距离）、像距v（从光心到光屏的距离），并记录数据。
2. 强调三点：
- 必须保持“烛焰中心、透镜光心、光屏中心”三线合一，否则成像模糊；
- 每次只改变物距，其他条件不变；
- 光屏上无法承接的像为虚像，不能用光屏接收。
3. 发放实验记录表，包含以下栏目：
 

4. 提醒学生每次调整物距后，必须重新寻找最清晰的像，不可凭感觉判断。
（二）、分组实验，自主探究
1. 学生按小组领取器材，开始第一轮实验：设置u = 30cm（u > 2f）
- 教师巡视，发现个别小组未对齐中心，及时提醒纠正。
- 引导观察：此时像在何处？是放大还是缩小？正立还是倒立？能否用光屏承接？
- 指导填写表格第一行：像距约为15cm，成倒立、缩小的实像，可用光屏承接。
2. 第二轮实验：u = 20cm（u = 2f）
- 教师提问：“如果物距等于两倍焦距，像距应该是多少？”
- 学生推测后实验验证：像距v ≈ 20cm，成倒立、等大的实像。
3. 第三轮实验：u = 15cm（f < u < 2f）
 

1. 按照教师指导进行实验操作，注意对齐中心。
2. 逐次调整物距，寻找清晰像，准确测量u和v。
3. 小组内分工合作，有人记录数据，有人操作，有人观察。
4. 交流讨论：为何u < f时无法用光屏承接？虚像本质是什么？