1.5 透镜和视觉（2）教案-2025-2026学年科学八年级上册浙教版

本教案聚焦凸透镜成像规律，通过“温故知新”环节，先实验回顾凸透镜成实像原理并结合光路图解释，引出物距、像距定义，搭建从实像原理到规律探究的学习支架。 以“问题提出-实验探究-数据分析-规律总结”为主线，采用控制变量法设计实验，借助光具座和F型光源提升精准度，结合Deepseek小程序实时生成图表分析数据，完整呈现科学探究过程，培养科学思维与探究实践能力，激发学生兴趣，助力教师高效教学。

教学设计 课程基本信息 学科 科学 年级 八年级 学期 秋季 课题 透镜与视觉（第二课时） 教学目标 1.科学观念：知道物距、像距的概念，能准确测量物距、像距；知道凸透镜成像的基本规律；区分实像与虚像的形成条件； 2.科学思维：能归纳总结凸透镜成像规律的“分界点”；在经历探究凸透镜成像规律的实验过程中，体会建立标准，以标准作为参照，对现象规律进行描述的思想；在探究过程中，体会科学方法在探索物理规律时的广泛应用，提升科学推理、科学论证和质疑创新的能力； 3.探究实践：通过探究凸透镜成像规律的实验，体验基于已知内容提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验、获取与处理信息、基于证据得出结论并作出解释等探究的全过程；在探究中提升基于事实和证据进行推理归纳、交流、评估、反思的能力； 4.态度责任：培养严谨求实的实验习惯；乐于参与观察、实验、有兴趣探索未知；逐渐形成从生活现象中发现问题、用规律解释生活现象的意识。 教学重难点 教学重点： 探究凸透镜成像的规律； 教学难点： 基于数据和利用焦距等参照标准，寻找凸透镜成像的规律。 教学过程 一、温故知新：凸透镜成实像的原理 探索：在桌上放一块凸透镜，凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离， 直至在光屏上得到倒立、清晰的蜡烛火焰的像。 温故：同学们能试着用光路图解释刚才的成像过程吗？（提示：可以利用凸透镜的三条特殊光线） 知新：在光屏上所成的像，是来自蜡烛火焰的光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。凸透镜成的实像可以用光屏来承接，此时实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。 定义：为了在实验中方便描述，我们把物体到透镜光心的距离称为物距，用字母u表示；像到透镜光心的距离称为像距，用字母v表示。 应用：要找到像的位置，我们需要用到光屏，当光屏承接到最清晰明亮的像时，光屏到透镜光心的距离就是像距；光屏可以帮助我们判断所成的像是实像还是虚像，实像可以呈现在光屏上，虚像不能呈现在光屏上（为后面凸透镜成虚像铺垫）。 二、问题提出：“凸”字的魔法变身 实验：透过凸透镜观察屏幕上的“凸”字。将凸透镜逐渐远离屏幕上的“凸”字，先是看到正立放大的像，远离后可以观察到倒立放大的像，继续远离可以观察到倒立缩小的像。 设疑：刚才的实验中，像的正倒、大小发生着改变，你们觉得是什么因素导致的？ 猜想：凸透镜成像的性质（正倒、大小）可能与物体到透镜的距离有关。 三、核心探究：实验探寻成像规律 （一）明确目的，设计方案 1.明确实验目的：我们要用实验验证这个猜想，实验最主要目的应该是什么？ 生：探究物距对成像性质的影响。 2.梳理实验思路：不改变凸透镜焦距，改变物距，观察、记录像的正倒、大小以及像距。 （1）变量控制：要探究物距对成像性质的影响，我们需要保持哪些量不变，改变哪个量？ 学生思考后得出：保持凸透镜不变，改变物距。 （2） 观察与记录：每改变一次物距，我们需要观察并记录哪些信息，才能判断成像性质是否变化？ 学生梳理后得出：物距的具体数值、像的正倒、像的大小（与物体对比）以及像距的具体数值。 （3）物距取值：为了全面找到可能的规律，物距应该从什么范围开始，如何调整？ 学生讨论后达成共识：从较大物距开始，逐步减小物距，覆盖 “远、中、近” 不同距离，避免遗漏关键变化点。 总结：我们的主要思路就是“控制凸透镜不变，改变物距，记录成像关键信息，寻找规律。”那结合这个思路，大家想想需要哪些器材，才能精准、便捷地完成实验呢？ 3.确认实验器材：学生结合实验思路，从需要什么器材实现“物体、凸透镜和光屏在同一直线改变距离”、需要什么器材测量“物距和像距”、需要什么器材“承接和观察像”三个角度思考后，在学习任务单上列出所需器材。 引导完善：（1）针对“测量物距和像距”，除了刻度尺，有没有更方便、精准的工具？（教师介绍光具座及光具座的刻度功能）；（2）针对“承接和观察像”，需要什么器材承接实像？（学生想到“光屏”，并明确：能在光屏上呈现的是实像，不能呈现在光屏上的则为虚像）；最后补充因为蜡烛易晃动火焰不稳定难以找到清晰的像，为了能更方便的观察成像情况，用F型光源代替蜡烛，形成完整器材清单：凸透镜、F型光源、带刻度的光具座、光屏。 （二）进行实验，收集数据 1.选择一块焦距f=10.0cm的凸透镜，把F型光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使它们的中心大致处于同一高度。 想一想：为什么要这样做？（F型光源、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，使像能成在光屏中央的位置） 2.把F型光源放在离凸透镜较远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使F型光源在光屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒，测出物距u和像距v，将像的性质和数据记录在表格中。 想一想：如何寻找到清晰的像？ (左右移动光屏，像变模糊，则原来位置对应的是清晰的像) 3.将F光源逐次移近凸透镜，重复上面的操作，直至当F光源移近凸透镜，在光屏上观察不到F型光源的像为止，边实验边在表格上记录数据和像的性质。 实验 次数 物距(u/cm) 像的性质 像距(v/cm) 倒/正 像高/cm 放大/缩小 1 2 3 4 （三）数形结合，总结规律 1.将表格中的数据汇总在利用Deepseek制作的网页小程序中，由小程序实时生成数据图表。 2.观察数据规律和成像情况，思考下列问题： （1）什么条件下F光源经凸透镜成缩小的实像？什么条件下成放大的实像？放大的实像和缩小的实像的分界点在哪里？（物距大于20cm时成缩小的实像，物距大于10cm小于20cm时成放大的实像；放大的实像和缩小的实像的分界点是u=20cm的位置。） （2）什么情况下光屏上观察不到像了？（u=10cm的位置）这个位置能和哪个物理量建立联系呢？（焦距f=10cm) （四）刨根问底，虚像成因 1.追问：观察图像，还有那段物距范围没有研究？（物距小于1倍焦距） 过渡：当物距小于1倍焦距时成像有何特点？让我们来继续探究。 2.实验：把F光源放在距离凸透镜10cm处，调节光屏，观察光屏上能否接收到像？F光源继续靠近凸透镜，调节光屏的位置，光屏上能找到像吗？撤去光屏，试着从光屏一侧向凸透镜方向观察，能否观察到F型光源的像？像的大小、正倒怎样？像的位置在哪里？ 结论：当物距u≤10cm时，光屏上接收不到像，但能通过凸透镜观察到正立、放大的像。根据前面所学的内容，虚像不能呈现在光屏上，推测此时所成的像可能是虚像。 3.分析：用凸透镜的特殊光线分析成虚像的原因。 当物体位于1倍焦距以内时，通过凸透镜射出的光无法会聚成像，所以光屏上找不到像；此时人眼通过透镜观察时，会将发散的折射光线反向延长，从而相交形成虚像。 4.小结：物距大于1倍焦距时成实像，小于1倍焦距时成虚像，实像和虚像的分界点在f=10cm处。 四、总结规律，思维延伸 1.在下面的表格中总结出凸透镜的成像规律。 成像的性质 物距(u/cm) 像距(v/cm) 倒立缩小实像 u > 2f f < v < 2f 倒立等大实像 u = 2f v = 2f 倒立放大实像 f < u < 2f v > 2f 不成像 u = f 正立放大虚像 u < f 总结：由表格可知，u=f是实像和虚像的分界，u>f成实像，u<f成虚像；u=2f是放大与缩小像的分界点，当u>2f成缩小的像，f<u<2f成放大的像。凸透镜成像的性质由物距和焦距的相对大小来决定。 质疑：其它凸透镜是否也符合这个成像规律呢？我们如何验证该规律具有普遍性？ 课后任务：用不同焦距的凸透镜探究凸透镜成像规律。 课后任务：我是科学解说员 任务要求：给凸透镜成像动态模拟过程配上解说词，要求围绕动态过程讲解成像规律，结合两个分界点，详细解说成像的大小、虚实、正倒及位置变化，如能拓展到应用，则为五星解说员。 学科网（北京）股份有限公司 $