3.3 凸透镜成像的规律（教学设计）-2025-2026学年苏科版物理八年级上册

该初中物理教学设计聚焦凸透镜成像规律，通过复习平面镜虚像、小孔实像等旧知，结合自制幻灯机模型演示，引出物距、像距概念，搭建新旧知识衔接的学习支架，引导学生进入新知探究。 以“实验探究为主线”，设计多次动手操作任务，从基础器材使用到分组测量不同物距（u>2f、f<u<2f等）下的成像数据，结合特殊情况（焦点处、u<f）研究，培养科学探究与科学思维能力。联系幻灯机、照相机等生活实例，强化物理观念，提升学生学科实践能力，助力教师高效开展探究式教学。

凸透镜成像的规律 教学设计 教学设计表 学科 授课年级 学校 教师姓名 章节名称 凸透镜成像的规律 计划学时 教学目标 （1）物理观念：理解实像与虚像的区别，掌握物距与像距的概念，能够描述凸透镜成像的基本规律。 （2）科学思维：通过实验数据的分析与论证，培养从物理现象中归纳出物理规律的能力，形成科学的推理与判断思维。 （3）科学探究：通过观察与实验，收集凸透镜成像的相关数据，体验科学探究的过程，掌握探究凸透镜成像规律的基本方法。 （4）科学态度与责任：在实验过程中培养合作交流的能力，乐于探索自然现象中的物理原理，形成勇于探究的科学精神。 教学重点 （1）通过实验探究凸透镜成像的规律，理解物距、像距与焦距之间的关系。 （2）培养学生从实验数据中归纳物理规律的能力，提升科学探究素养。 教学难点 （1）对凸透镜成像规律的深入理解和探究过程的引导，尤其是在帮助学生建立物距、像距与焦距之间关系的直观感受。 （2）如何在真实情境中应用凸透镜成像规律，将理论知识与生活实际相结合，提高学生的学科实践能力。 教学准备 （1）多媒体投影仪和电脑，用于展示课件和实验模拟动画。 （2）实物展示台，用于展示和讲解实验器材的结构和使用方法。 （3）实验器材包，包括光具座、LED 光源、凸透镜（焦距 10cm）、光屏、蜡烛及支架，确保每位学生都能亲手操作。 教学过程 一、引入 流程一：复习旧知，引出新知 教师活动： 教师带领学生回顾上节课的知识点，并提问：平面镜所成的像是什么样的？学生回答后，继续提出问题：小孔成像的特点是什么？通过这些问题引导学生回忆相关概念。 教师活动： 敬展示自制幻灯机模型，在白墙上投影演示。然后提问：你们看到的画面有什么特点？接着再问：大家认为可以通过哪些方式调整这个投影的大小？ 学生活动： 学生根据老师的提示进行思考并回答。例如，一个学生会说：平面镜反射的是正立等大的虚像；另一个学生则补充：小孔成的像是倒立的实像。 学生活动： 观察老师所展示的幻灯机投影效果，并尝试猜测和讨论如何调节图像的大小。 阅读课本上关于物距与像距定义的部分。 设计意图：通过复习已学知识激发学生兴趣，同时锻炼学生的观察力和初步理解新的物理概念 ——“物距” 和 “像距”。 信息快递： 定义 物距 (u) 是指物体到透镜中心的距离； 像距 (v) 则是指从透镜中心到像之间的距离。 师生互动： 教师进一步讲解物距和像距的具体概念，确保每位学生都能准确把握这两个重要参数。 与学生展开问答，巩固刚介绍的新知识。例如，“现在我们知道了物距是描述什么的呢？”“如果我想让屏幕上的图片更大一些，应该怎么做呢？” 二、探索新知 流程二：动手实验 —— 探究凸透镜成像规律 实验器材准备：先向学生展示本次实验所需的所有物品，如光具座、光源 F、焦距为 10 厘米的凸透镜及光屏等，简要说明每种工具的作用，以便他们更顺利地完成后续任务。 任务一：首次操作练习 问题 1：请同学们思考一下怎样才能让光屏显示一个非常清晰的图像？ 问题 2：接下来，请你们想办法把产生的影像正好放在光屏的中央位置。 指导步骤：教师巡视各小组，给予适当提示，比如移动光源或光屏的位置，直至达到最佳状态。 学生活动： 学生开始熟悉器材的操作方法，按照教师提供的指导进行尝试。 当成功获得清晰的影像时，部分小组的学生可以分享他们的成功经验给全班同学。 记录下自己组内发现的有效技巧，并与其他团队交流心得。 设计意图：这一环节旨在使每位参与者都参与到实际操作中来，不仅能够加深对理论的理解，还培养了良好的实验习惯。 师生互动： 老师适时加入各个小组中，鼓励那些遇到困难的成员不要放弃，同时表扬那些表现出色的同学。 与大家一起总结刚才活动中出现的各种问题及其解决办法。 任务二：再次实践以强化记忆 学生活动：在掌握了基本技巧之后，再次独立完成整个实验过程，进一步熟悉操作流程。 设计意图：重复性训练有助于加深印象，促进长期记忆形成。 任务三：测量并记录数据 学生活动：使用尺子量取不同条件下的物距与像距，填写实验报告单。 设计意图：通过具体数值帮助学生更好地认识两者之间的关系。 任务四：探索更多奥秘 分组实验： 每个团队轮流执行多个不同的测试案例，寻找倒立且缩小 / 放大的图像类型，同时记录下每次试验中的物距和像距值。 在保持光线固定的基础上逐步改变物体到透镜间的距离，观察现象变化情况。（推荐顺序是从远处逐渐靠近） 数据分析与讨论： 根据收集的数据分析不同物距条件下的成像特征。 引导大家发现如下规律： 物体距离大于焦距两倍时（即 u > 2f），所得到的是倒立且缩小的实像。 当物体处于焦距与双倍焦距之间时（即 f < u < 2f），会出现倒立放大实像。 假设验证实验： 假设某一特定位置能够产生等大比例的像，邀请若干学生代表来进行实地验证。 请他们详细解释自己所采用的方法以及为什么这样操作。 特殊情况研究： 如果将物体置于比一倍焦距还要近的地方，此时还能否找到清晰可见的像呢？如果没有直接成像于屏幕上，那么用肉眼透过透镜观察能够看到什么东西？ 将目标物体放置于焦点处，此时又会发生什么状况呢？是否还能观察到其对应的影像？ 学生活动： 参与多种类型的实验设置，深入掌握各种条件下的成像模式。 分析并汇报自己的发现，包括但不限于上述提到的几种情形下的结果。 在特殊情况下积极参与讨论，探讨可能存在的其他可能性。 设计意图：这些额外的研究可以帮助学生全面了解透镜成像的所有可能性，从而构建完整的知识体系。 师生互动： 老师在整个过程中提供必要的支持，确保所有同学都能顺利完成各项任务。 与大家共同探讨实验背后的科学原理，提升理解层次。 三、应用 流程三：将理论联系实际应用场景 问题：我们现在知道幻灯机是如何生成放大影像的吗？它利用了什么光学原理？ 实例分析：引导学生关注生活中的照相机工作原理，比较其与实验室条件下观察到的现象有何异同之处。 学生活动： 结合个人经验思考并回答有关问题。 对比不同设备的工作机制，加深对照射系统运作机制的认识。 设计意图：通过对比分析，增强跨领域知识迁移能力。 师生互动： 教师耐心倾听每一位发言者的观点，并进行适当的补充或纠正。 强调科学技术对于日常生活的重要性，激发学习热情。 课堂小结 教师总结：今天我们一起完成了多项有趣的光学实验，明确了凸透镜成像的基本规则。特别强调几个关键知识点： 当物体距离超过两倍焦距时（u > 2f），会产生倒立且缩小的实像，此时 f < v < 2f； 若物体位于焦距与两倍焦距之间（f < u < 2f），则会呈现倒立且放大的实像，此时 v > 2f； 当物体恰好位于两倍焦距处（u = 2f），将会形成倒立且等大的实像，此时 v = 2f； 如果物体非常靠近透镜（u < f），虽然不能投射真实影像，但却能看到正立放大的虚像。 设计意图：最后回顾整堂课的重点内容，帮助学生们整理思路，牢固记忆所学要点。 课后作业布置 （1）请根据本节课的实验探究，总结凸透镜成像的三种情况，并分别说明物距与像距的关系。 （2）设计一个小实验，验证凸透镜成像规律中的 “当物体放在焦点处时，不成像” 的现象，并记录实验过程与结果。 学科网（北京）股份有限公司 $