3.7 课时2 光学仪器 教案 2026-2027学年物理沪粤版八年级上册

该教案聚焦光学仪器（照相机、显微镜、望远镜）的成像原理及特点，视角概念及影响因素，望远镜放大本质是增大视角。通过展示照相机拍摄的精彩瞬间图片导入，联系上节课眼睛知识，搭建新旧知识支架。 此资料亮点在于融合科学探究（自制模型照相机实验）、科学思维（比较归纳仪器共性差异）与科学态度（中国天文望远镜成就培养民族自豪感）。采用模型法、实验法等学科特色教学，如自制模型理解成像，显微镜图片激发探究兴趣，助力学生提升动手与抽象思维能力，为教师提供清晰教学流程与重难点突破方案。

3.7 课时2 光学仪器 教案 课题 3.7 课时2 光学仪器 课型 新授课 年级 八年级（上册） 学科 物理 教材版本 沪粤版（八年级上册） 课时 1课时 教学方法 讲授法、演示法、观察法、小组合作法、讨论法 教学用具 多媒体课件、凸透镜、模型照相机、显微镜、望远镜、光屏、蜡烛、光具座 一、核心素养目标 物理观念 知道照相机、显微镜、望远镜的成像原理及特点，了解常见光学仪器的工作原理。 认识视角，知道影响视角大小的两个因素——物体本身大小和物体到眼睛的距离。 理解望远镜放大物体的本质——增大视角，而非直接放大物体。 科学思维 通过分析照相机、显微镜、望远镜三种光学仪器的共性与差异，培养比较归纳的科学思维能力。 通过版书原理分析照相机的调节方法，培养运用已有知识解决实际问题的能力。 通过视角概念的学习，培养建模和抽象思维能力。 科学探究 通过“自制模型照相机”的实验活动，体验科学探究中“模型法”的应用。 通过观察不同类型显微镜成像图片，激发学生对微观世界的探究兴趣。 能运用视角知识解释生活中“近大远小”的视觉现象。 科学态度与责任 通过了解照相机、显微镜、望远镜的发展历程，感受科学技术进步对人类社会的推动作用。 通过了解中国在天文望远镜领域的成就，培养民族自豪感和科技报国的理念。 通过观察光学仪器成像图片，培养学生对科学探究的兴趣和热情。 二、教学重难点 教学重点 1. 照相机的构造、原理和调节方法——物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间。 2. 显微镜的结构、分类及成像原理——物镜成倒立放大实像，目镜成正立放大虚像。 3. 望远镜的构造和成像原理——物镜相当于照相机镜头成倒立缩小实像，目镜相当于放大镜把物镜所成像再放大一次。 4. 视角的概念及影响视角大小的因素——物体本身大小和物体到眼睛的距离。 教学难点 1. 照相机的调节——理解“物近像远像变大”规律在照相机中的应用。 2. 显微镜成像原理——理解物镜和目镜两次成像的过程。 3. 望远镜的成像原理与视角——理解望远镜“放大”的本质是增大视角，而非直接放大物体。 三、教学过程 （一）情境导入：照相机——捕捉精彩瞬间（3分钟） 【教师活动】同学们，上节课我们学习了眼睛的结构和视物原理。眼睛能看到生动的画面，会留下深刻的印象，但却没法准确地保存和再现这些画面。为此，人们发明了照相机。今天我们就来学习光学仪器——照相机、显微镜和望远镜。 【学生活动】学生观察图片，思考照相机与眼睛在成像上的相似之处。学生发言：照相机的镜头像眼睛的晶状体，都是凸透镜。 海豚跃出水面的瞬间——照相机能记录下眼睛无法保存的精彩瞬间 酒杯碎裂的瞬间——高速摄影捕捉到的惊艳画面 【教师活动】同学们，大家看到了海豚跃出水面和酒杯碎裂的瞬间。这些精彩瞬间是眼睛无法保存的，但照相机却能做到。那么照相机是怎样工作的呢？它的结构是怎样的？让我们一起来探究。 【设计意图】以照相机拍摄的精彩瞬间图片引入，让学生感受“眼睛无法保存画面”的局限性，自然引出照相机这一光学仪器，同时联系上节课眼睛的知识，为新课学习做好铺垫。 【过渡语】既然照相机是眼睛的“好帮手”，那么让我们首先了解照相机的构造和工作原理。 （二）新知探究——环节一：影像的保存——照相机（12分钟） 1. 照相机的构造 【教师活动】同学们，让我们先来了解照相机的基本构造。照相机主要由镜头、调焦环、胶片、快门和暗箱组成。其中，镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜，作用是使物体成像。胶片相当于光屏，作用是承接和记录像。请同学们观察照相机的结构示意图。 照相机的构造示意图——镜头相当于凸透镜使物体成像，胶片相当于光屏承接记录像，还包含调焦环、快门、暗箱 【学生活动】学生认真观察照相机结构示意图，记录各部件的名称和功能。尤其注意镜头相当于凸透镜、胶片相当于光屏这一关键对应关系。 【知识点】照相机的构造：镜头相当于凸透镜（使物体成像），胶片相当于光屏（承接记录像），还有调焦环、快门、暗箱。 2. 照相机的成像原理 【教师活动】同学们，现在我们来分析照相机的成像原理。照相机工作时，物体到镜头的距离——即物距 u ——大于二倍焦距（u＞2f）。根据我们上节课学过的凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距时，成倒立、缩小的实像。像距 v 在一倍焦距和二倍焦距之间（f＜v＜2f）。请同学们观察以下光路示意图。 照相机成像原理光路示意图——物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像，像距在一倍焦距和二倍焦距之间 【学生活动】学生观察光路图并记录笔记：照相机成像条件为物距 u＞2f，像距 f＜v＜2f，成倒立、缩小的实像。 【知识点】照相机成像原理：物距 u＞2f时，成倒立、缩小的实像，像距满足 f＜v＜2f。 3. 照相机的调节 【教师活动】同学们，在实际拍照时，我们经常需要调节照相机来获得清晰和大小合适的像。照相机的调节依据是凸透镜成像规律中的“物近像远像变大”。具体调节方法是：当像偏小时，使物体靠近照相机，同时把暗箱拉长（即增大像距）；当像偏大时，使物体远离照相机，同时把暗箱缩短（即减小像距）。此外，在物距不变的情况下，改变焦距也可以改变像的大小。请同学们观察以下调节示意图。 照相机的调节示意图——根据“物近像远像变大”规律调节物距和像距，也可通过改变焦距来改变像大小 【学生活动】学生认真记录笔记：调节依据——物近像远像变大；像偏小→物体靠近照相机、暗箱拉长；像偏大→物体远离照相机、暗箱缩短；物距不变时可改变焦距调节像大小。 【知识点】照相机的调节：调节依据——“物近像远像变大”。像偏小→物体靠近照相机、暗箱拉长；像偏大→物体远离照相机、暗箱缩短；物距不变时可改变焦距调节像大小。 4. 照相机调节实例分析 【教师活动】同学们，让我们看一个具体的例子。当我们想要拍摄一个较远的物体，希望得到更大的像时，应该怎么做呢？正确的做法是使照相机靠近物体，同时使镜头远离底片（即拉长暗箱）。请同学们观察以下对比图。 照相机远离物体时的拍摄效果——物体偏小，像也较小 照相机靠近物体、同时拉长暗箱时的拍摄效果——物体变大，像也变大 【学生活动】学生观察对比图片，理解“使照相机靠近物体，同时使镜头远离底片”的调节方法。 【调节技巧】想拍大照片：靠近拍摄对象同时拉长暗箱；想拍全景照：远离拍摄对象同时缩短暗箱。这与眼睛的“近看细节、远看整体”的视觉体验是一致的。 5. 自制模型照相机 【教师活动】同学们，让我们来做一个有趣的活动——自制模型照相机。我们可以用一个圆筒、一个凸透镜和一张半透明纸来制作。具体方法是：在圆筒的一端安装凸透镜作为镜头，另一端覆上半透明纸作为光屏，调节镜头与光屏之间的距离便可以模拟照相机的成像。请同学们课后尝试制作并观察成像情况。 【学生活动】学生了解自制模型照相机的材料和方法，记录制作步骤，课后尝试制作。学生思考：圆筒的作用是什么？（模拟暗箱，防止外来光线干扰。） 【实验活动】自制模型照相机——材料：圆筒、凸透镜、半透明纸；步骤：圆筒一端安装凸透镜→另一端覆上半透明纸→调节距离→观察成像。注意：成像是倒立的缩小实像。 6. 全自动数码照相机 【教师活动】同学们，随着科技的发展，现代照相机已经发展到了全自动数码照相机阶段。全自动数码照相机具有自动调焦、调光功能，摄影时只需将被摄主体调整在显示屏画面中的恰当位置，按下快门就可拍得所需要的影像了，操作非常简单，而且可以方便地将图像传输到计算机上欣赏和加工。这大大降低了摄影的门槛，让更多人能享受拍摄的乐趣。 【学生活动】学生讨论数码照相机与传统照相机的区别：数码照相机用电子感光元件代替胶片，可以即时查看拍摄效果，方便传输和保存。 【设计意图】通过介绍数码照相机的发展，让学生感受科技进步对照相机的改进，同时也为后面学习光学仪器的不断发展做好铺垫。 【过渡语】同学们，我们已经学习了照相机这种光学仪器。除了照相机，生活中还有哪些光学仪器是眼睛的好帮手呢？让我们接下来认识显微镜和望远镜。 （三）新知探究——环节二：眼睛的好帮手——显微镜和望远镜（18分钟） 1. 生活中的光学仪器 【教师活动】同学们，请想一想，生活中还有哪些光学仪器是眼睛的好帮手呢？让我们一起来看看。 显微镜——用于观察微小物体，是眼睛的重要帮手 望远镜——用于观察远处物体，拉近了我们与远方的距离 天文望远镜——用于观测天体，是人类探索宇宙的重要工具 【学生活动】学生观察图片并积极发言，列举生活中常见的光学仪器：显微镜、望远镜、投影仪、放大镜、天文望远镜等。 2. 显微镜的结构与分类 【教师活动】同学们，让我们首先来学习显微镜。显微镜主要用于放大微小物体，它的结构主要由物镜和目镜两组凸透镜组成。显微镜的分类包括光学显微镜、电子显微镜、扫描隧道显微镜等。目前光学显微镜可把物体放大1600倍，分辨的最小极限达波长的二分之一，国内显微镜机械筒长度一般是160毫米。请同学们观察显微镜的结构图。 显微镜结构图——主要由物镜和目镜两组凸透镜组成，用于放大微小物体 【学生活动】学生认真观察显微镜结构图，记录笔记：物镜和目镜均为凸透镜；分类——光学、电子、扫描隧道显微镜；放大倍数可达1600倍。 【知识点】显微镜的结构与分类：由物镜和目镜两组凸透镜组成，用于放大微小物体。分类——光学、电子、扫描隧道显微镜。光学显微镜可放大1600倍，分辨率达波长的1/2。 3. 三种类型显微镜的成像展示 【教师活动】同学们，不同类型的显微镜能观察到不同层次的微观世界。让我们来欣赏一下三种显微镜的成像效果。 光学显微镜下的植物细胞——可以清晰地观察到细胞壁、细胞质和细胞核等结构 电子显微镜下的病毒——可以观察到纳米级别的病毒形态结构 扫描隧道显微镜下的DNA——可以观察到原子级别的DNA双螺旋结构 【学生活动】学生欣赏三种显微镜的成像图片，感受从细胞级到原子级的微观世界，体会科学技术的强大。 【知识拓展】光学显微镜：利用可见光成像，放大倍数达1600倍；电子显微镜：利用电子束成像，放大倍数达数百万倍；扫描隧道显微镜：利用量子隧穿效应成像，可观察单个原子。 4. 显微镜的成像原理 【教师活动】同学们，现在让我们来分析显微镜的成像原理。显微镜的成像包含两次成像过程。首先，物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间（f＜u＜2f），物镜成倒立、放大的实像。然后，这个实像作为目镜的物体，位于目镜的一倍焦距以内（u＜f），目镜再成正立、放大的虚像。此外，显微镜中的反光镜的作用是加强光线，使视野更亮。请同学们认真理解这两次成像过程。 【学生活动】学生认真记录笔记：物镜——f＜u＜2f→成倒立放大实像；目镜——u＜f→成正立放大虚像；反光镜——加强光线。 【知识点】显微镜成像原理：物镜（f＜u＜2f）成倒立放大实像→作为目镜的物体（位于目镜焦点以内）→目镜成正立放大虚像。反光镜加强光线。 【过渡语】同学们，我们已经学习了可以观察微小物体的显微镜。那么，如果我们想观察远处的物体怎么办呢？这就需要用到望远镜。让我们继续探究望远镜。 5. 望远镜的基本构造 【教师活动】同学们，望远镜有不同的类型，其中有一种望远镜是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫作目镜，靠近被观测物体的叫作物镜。请同学们观察望远镜的结构示意图。 望远镜的基本构造示意图——由两组凸透镜组成，目镜靠近眼睛，物镜靠近被观测物体 【学生活动】学生观察望远镜结构图，记录笔记：目镜——靠近眼睛的凸透镜；物镜——靠近被观测物体的凸透镜。 6. 望远镜的成像原理 【教师活动】同学们，现在让我们来分析望远镜的成像原理。物镜相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像。目镜相当于放大镜，把物镜所成的像再放大一次，成正立、放大的虚像。请同学们观察以下光路示意图。 望远镜成像原理光路示意图——物镜相当于照相机镜头成倒立缩小实像，目镜相当于放大镜把物镜所成像再放大一次 【学生活动】学生认真记录笔记：物镜——相当于照相机镜头，成倒立缩小实像；目镜——相当于放大镜，把物镜所成像再放大一次，成正立放大虚像。 【知识点】望远镜成像原理：物镜相当于照相机镜头→成倒立缩小实像；目镜相当于放大镜→把物镜所成像再放大一次→成正立放大虚像。 7. 视角——望远镜“放大”的本质 【教师活动】同学们，请思考一个问题：人眼使用望远镜看到的像比人眼直接看到的物体大还是小呢？为什么使用望远镜观察物体时，感觉物体被放大了呢？让我们通过图片来分析这个问题。 人眼直接观察时物体在视网膜上成像的示意图——物体在视网膜上成像较小 使用望远镜观察时物体在视网膜上成像的示意图——像离眼睛很近，视角增大，感觉物体变大了 【学生活动】学生讨论并思考：人眼使用望远镜看到的像其实比原物体小，但由于像离眼睛很近，视角增大了，所以感觉物体被放大了。这就引出了“视角”的概念。 【过渡语】同学们，要理解望远镜“放大”的本质，我们必须先学习一个重要的概念——视角。让我们来认识视角。 8. 视角的定义 【教师活动】同学们，视角是指从眼睛中心向物体两端所引的两条直线的夹角。物体对眼睛所成的视角越大，它在视网膜上所成的像就越大。请同学们观察视角示意图。 视角定义示意图——从眼睛中心向物体两端引两条直线，两条直线的夹角即为视角，视角越大视网膜上成像越大 【学生活动】学生观察视角定义图，记录笔记：视角——从眼睛中心向物体两端引两条直线的夹角；视角越大→视网膜上成像越大。 9. 视角的影响因素一：物体本身大小 【教师活动】同学们，视角的大小受哪些因素影响呢？首先，视角与物体本身的大小有关。当物体到眼睛的距离相等时，物体越大，视角越大。请同学们观察以下对比图片。 物体大小与视角关系对比图 【学生活动】学生观察四张对比图片，记录笔记：当物体到眼睛的距离相等时，物体越大→视角越大→视网膜上成像越大。 10. 视角的影响因素二：物体到眼睛的距离 【教师活动】同学们，其次，视角还与物体到眼睛的距离有关。当物体大小一定时，物体到眼睛的距离越近，视角越大。这就是为什么“近大远小”的原因。请同学们观察以下对比图片。 物体距离与视角关系对比图 【学生活动】学生观察四张对比图片，记录笔记：当物体大小一定时，物体到眼睛的距离越近→视角越大→视网膜上成像越大。这就解释了“近大远小”的生活现象。 【知识点】视角的影响因素：①物体本身大小——距离相等时，物体越大视角越大；②物体到眼睛的距离——物体大小一定时，距离越近视角越大。 11. 望远镜的放大倍率 【教师活动】同学们，现在我们回到望远镜的问题。望远镜的放大倍率等于物镜焦距除以目镜焦距。望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大了视角，所以感觉看到的物体放大了、变清楚了。请同学们观察以下示意图。 望远镜放大倍率示意图——放大倍率等于物镜焦距除以目镜焦距，望远镜通过增大视角而非直接放大物体来实现“放大”效果 【学生活动】学生认真记录笔记：望远镜放大倍率 = 物镜焦距 / 目镜焦距；望远镜“放大”本质——增大视角，而非直接放大物体。 【知识点】望远镜放大倍率 = 物镜焦距 / 目镜焦距。本质：望远镜没有把物体放大，但通过使像离眼睛很近来增大视角，从而感觉物体被放大了。 【本课核心结论】望远镜“放大”物体的本质是通过增大视角来实现的，而非直接把物体放大。这与显微镜“直接放大”物体的原理有本质区别。这个结论是理解望远镜成像特点的关键。 【设计意图】通过“视角”概念的引入和分析，帮助学生理解望远镜“放大”的本质，突破本课教学难点。通过视角两个影响因素的图片对比展示，让学生直观理解抽象概念。 【过渡语】同学们，我们已经学完了照相机、显微镜、望远镜和视角的知识。现在让我们通过练习来检验一下学习效果。 （四）课堂练习（10分钟） 练习 1（放大镜原理，答案B） 【教师活动】请同学们独立完成练习1。这道题考查生活中光学现象的判断——温度计插入水中部分变大的原理。 练习1 同学们在用温度计测量烧杯中水的温度时，从侧面可以观察到温度计插入水中的部分变大了。下列设备中应用了这一光学原理的是（ ） A．照相机 B．放大镜 C．投影仪 D．平面镜 【教师活动】这道题考查生活中光学现象的判断。温度计插入水中的部分变大，是因为温度计的玻璃管和里面的液体构成了一个凸透镜形状，起到了放大镜的作用。放大镜的原理是当物体位于凸透镜一倍焦距以内时，成正立、放大的虚像。所以正确答案是B。 【学生活动】学生独立思考、作答。答案：B。解析：温度计插入水中的部分变大，是因为液体与玻璃管构成凸透镜，起放大镜作用。放大镜原理——物体在凸透镜一倍焦距以内时成正立放大虚像。 练习 2（望远镜结构，答案D） 【教师活动】请同学们独立完成练习2。这道题考查对天文望远镜结构和成像原理的理解。 练习2 天文爱好者所使用的望远镜如图所示。以下判断正确的是（ ） A. A镜是目镜 B. B镜是物镜 C. 由于没有光屏，太空中的星体通过A镜成的是虚像 D. 太空中的星体通过A镜成的像是倒立缩小的 天文望远镜结构示意图——A镜为物镜（入光口较大），B镜为目镜（靠近观察者眼睛） 【教师活动】这道题考查天文望远镜的结构。A镜是物镜（入光口较大），不是目镜，所以A错误。B镜是目镜（靠近观察者眼睛），不是物镜，所以B错误。物镜成像不是虚像，而是倒立缩小的实像，所以C错误。太空中的星体通过A镜（物镜）成的像是倒立缩小的，所以D正确。因此正确答案是D。 【学生活动】学生独立思考、作答。答案：D。解析：A镜是物镜，B镜是目镜。物镜相当于照相机镜头，成倒立缩小的实像，不是虚像。 练习 3（望远镜成像特点，答案B） 【教师活动】请同学们独立完成练习3。这道题考查对天文望远镜成像特点的理解。 练习3 对于天文爱好者用的望远镜，下列说法正确的是（ ） A. 通过望远镜最终看到的是正立的天体的像 B. 所成的像比实际的天体小，但相对于眼睛的视角增大了，最终会感觉天体变大了 C. 最终看到的是一个实像 D. 最终所成的像比实际的天体大 【教师活动】这道题考查天文望远镜成像特点的综合理解。天文望远镜的物镜成倒立缩小实像，目镜成正立放大虚像，所以最终看到的是虚像而非实像，C错误。物镜成的是倒立缩小的实像，经目镜放大后所成的像仍然比实际天体小，所以D错误。物镜成倒立像，目镜再次成正立像，两次作用互为相反效果，最终看到的是倒立的像，所以A错误。望远镜通过增大视角来实现“放大”效果，所成的像比实际天体小，但视角增大了，感觉天体变大了，所以B正确。因此正确答案是B。 【学生活动】学生独立思考、作答。答案：B。解析：天文望远镜中，物镜成倒立缩小实像，目镜成虚像，实际像比天体小，但视角增大了。这是本课核心结论——望远镜“放大”本质是增大视角。 【设计意图】练习1考查放大镜原理在生活中的应用，练习2和练习3分别考查望远镜的结构和成像特点。三道题覆盖了本课三种主要光学仪器的核心知识点，全面检测学生的学习效果。 （五）课堂小结（2分钟） 【教师活动】同学们，让我们一起回顾今天学习的内容。首先，我们学习了照相机的构造、原理和调节方法——镜头相当于凸透镜，胶片相当于光屏，物距大于二倍焦距时成倒立缩小实像，调节依据“物近像远像变大”。其次，我们学习了显微镜的结构、分类和成像原理——物镜成倒立放大实像，目镜成正立放大虚像。然后，我们学习了望远镜的构造和成像原理——物镜相当于照相机镜头，目镜相当于放大镜。最后，我们学习了视角的概念和影响视角大小的两个因素——物体本身大小和物体到眼睛的距离，以及望远镜“放大”本质是增大视角。请同学们课后完成学案中的练习题。 【学生活动】学生跟随教师口头回顾并梳理知识框架：照相机（构造→原理→调节）→显微镜（结构→分类→成像原理）→望远镜（构造→成像原理）→视角（定义→两个影响因素）→望远镜“放大”本质。并记下布置的课后任务。 【设计意图】课堂小结以教师引导、学生回顾的方式进行，帮助学生建立完整的知识体系。同时布置学案任务，实现课堂延伸。 四、板书设计 3.7 课时2 光学仪器 一、影像的保存——照相机 构造：镜头（凸透镜）、胶片（光屏）、调焦环、快门、暗箱 原理：u＞2f→成倒立、缩小的实像，f＜v＜2f 调节：物近像远像变大 二、眼睛的好帮手——显微镜 结构：物镜、目镜（两组凸透镜）、反光镜 分类：光学、电子、扫描隧道显微镜 原理：物镜（f＜u＜2f）→倒立放大实像→目镜（u＜f）→正立放大虚像 三、眼睛的好帮手——望远镜 结构：目镜、物镜（两组凸透镜） 原理：物镜成倒立缩小实像，目镜成正立放大虚像 四、视角 定义：从眼睛中心向物体两端引两条直线的夹角 影响因素：①物体本身大小；②物体到眼睛的距离 视角越大→视网膜上成像越大 五、望远镜放大倍率 放大倍率 = 物镜焦距 / 目镜焦距 “放大”本质：增大视角，而非直接放大物体 五、教学反思 完成本节课教学后，请围绕以下问题进行教学反思： 1. “照相机拍摄精彩瞬间”的情境导入是否激发了学生的探究兴趣？学生是否能自然联系上节课眼睛的知识？ 2. 学生对照相机构造和成像原理的掌握程度如何？是否能理解“物近像远像变大”规律在照相机调节中的应用？ 3. 自制模型照相机的活动是否激发了学生的动手热情？学生是否能理解“模型法”在科学探究中的应用？ 4. 学生对显微镜三种类型的理解是否清晰？不同类型显微镜的成像图片是否让学生感受到科学技术的强大？ 5. 学生对显微镜和望远镜成像原理的理解是否到位？是否能清楚区分两者中物镜和目镜的不同作用？ 6. 视角概念的教学是否有效？学生是否能通过图片对比理解视角的两个影响因素？ 7. 学生是否真正理解了望远镜“放大”的本质是增大视角？这一核心难点是否被突破？ 8. 三道练习题的安排是否合理？是否有效检测了学生对本课核心知识点的掌握情况？ 学科网（北京）股份有限公司 $