3.6 凸透镜成像规律 教学设计 2026-2027学年物理沪粤版八年级上册

3.6 凸透镜成像规律 教案

 

一、核心素养目标

物理观念

通过实验探究，理解凸透镜成像的规律，知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。

知道放大镜的成像原理及成像特点，能运用成像规律解释生活中的放大镜现象。

能够通过光路分析理解凸透镜成像的原理，形成“实验观察—归纳规律—光路分析”的科学探究思路。

科学思维

通过对凸透镜成像规律的分类比较和归纳总结，培养分类讨论和归纳总结的思维能力。

通过实验数据的分析与处理，培养实验观察、数据分析、得出结论的科学思维。

通过光路分析强化对凸透镜成像规律的本质理解，培养空间想象能力和作图规范。

科学探究

通过“凸透镜从书本移向眼睛”的情境体验，激发学生探究凸透镜成像规律的兴趣。

通过小组合作实验探究凸透镜成像规律，体验合作探究的过程。

能运用凸透镜成像规律解决简单的实际问题，如判断像的性质、使用放大镜等。

科学态度与责任

通过严谨的实验设计和数据处理，培养实事求是、严谨求实的科学态度。

通过小组合作学习，培养团队协作精神和乐于交流的科学素养。

通过了解凸透镜成像规律在相机、投影仪、放大镜等中的应用，感受科学技术与生活的紧密联系。

二、教学重难点

教学重点

1. 凸透镜成像规律——物距与焦距的关系决定了像的正倒、大小、虚实。

2. 实验探究凸透镜成像规律的方法——控制变量法、记录数据、归纳结论。

3. “一焦分虚实二焦分大小”口诀的理解与应用。

4. 放大镜的成像原理——物体在一倍焦距以内成正立放大虚像。

教学难点

1. 凸透镜成像规律的归纳总结——从实验数据中提炼出规律，尤其是“物近像远像变大”的动态变化规律。

2. u=f时不成像的理解——光线平行射出不会聚，既无实像也无虚像。

3. 通过光路分析理解凸透镜成像规律——将实验结论与光路图对应起来。

三、教学过程

（一）情境导入：凸透镜从书本移向眼睛（3分钟）

【教师活动】同学们，上节课我们学习了透镜的基本知识，知道了凸透镜对光有会聚作用。今天我们来做一个有趣的小实验：请同学们拿起手边的放大镜，靠近书本上的文字，慢慢向自己的眼睛移动。大家观察到了什么现象？

【学生活动】学生动手操作并观察，小组讨论后回答：当放大镜靠近书本时，看到的字是正立的、放大的；当放大镜慢慢远离书本时，像变得越来越大；继续远离时，字变得模糊了，而且像变成了倒立的。

凸透镜靠近书本观察文字——当放大镜靠近时看到正立放大的像，远离时像发生变化

【教师活动】非常好！同学们观察得很仔细。同一个凸透镜，为什么有时成正立的像，有时成倒立的像？有时放大，有时缩小？像的性质到底与什么因素有关呢？这就是我们今天要探究的问题——凸透镜成像规律。

【设计意图】通过学生亲手操作放大镜观察书本上的文字，从生活中的常见现象入手，让学生体验到凸透镜成像的多样性，产生认知冲突，激发探究欲望。

【过渡语】既然同一个凸透镜能成不同的像，那么凸透镜成像有什么规律呢？让我们首先了解一下与成像有关的基本概念。

（二）新知探究——环节一：探究凸透镜成像规律（20分钟）

1. 基本概念——物距u、像距v

【教师活动】同学们，在探究成像规律之前，我们先明确两个重要概念。物距u：物体到凸透镜光心的距离。像距v：像到凸透镜光心的距离。还有我们之前学过的焦距 f，是焦点到光心的距离。这三个量之间有什么关系呢？这就是我们要探究的内容。

【学生活动】学生认真记录笔记：物距 u——物体到光心的距离；像距 v——像到光心的距离；焦距 f——焦点到光心的距离。

【知识点】物距(u)：物体到凸透镜光心的距离。像距(v)：像到凸透镜光心的距离。焦距(f)：焦点到凸透镜光心的距离。

2. 提出问题与猜想假设

【教师活动】同学们，通过刚才的小实验，我们发现凸透镜可以成不同的像。那么，凸透镜能成什么样的像呢？像的正倒、大小、虚实与哪些因素有关？请同学们小组讨论并提出你们的猜想。

【学生活动】学生小组讨论并回答：像的大小及像距 v 可能与物距 u、焦距 f 都有关系。当物体靠近凸透镜时成放大像，远离时成缩小像，说明物距影响像的大小。

【教师活动】很好！同学们的猜想很有道理。像的大小及像距 v 可能与物距 u、焦距 f 都有关系。那么我们怎样通过实验来验证这个猜想呢？

3. 设计实验

【教师活动】同学们，我们需要用到以下实验器材：凸透镜、发光二极管（作为物体）、光屏、光具座、刻度尺。请同学们思考：实验中应该注意什么问题呢？

【学生活动】学生讨论并回答：应该将凸透镜、发光二极管、光屏的中心调节到同一水平高度，这样才能保证像成在光屏中央。为什么选用发光二极管而不是蜡烛呢？因为发光二极管更安全、更稳定、更亮、寿命更长。

【教师活动】非常好！调节三者中心在同一水平高度是非常重要的实验操作要求。关于为什么选用发光二极管而不是蜡烛，同学们说得很全面。具体来说有四个原因：第一，发光二极管更安全，不用担心火灾风险；第二，发光二极管的亮度更稳定，不会受气流影