5.2 凸透镜成像的规律 教学设计 2026-2027学年物理北师大版八年级上册

5.2 凸透镜成像的规律 教案

课题：5.2 凸透镜成像的规律

课程类型：实验探究课

课时：1课时

教材分析：本节是第五章的核心内容，在认识透镜的基础上，通过实验探究凸透镜成像的规律。学生通过完整的科学探究过程——提出问题、作出猜想、设计实验、进行实验、数据分析、得出结论——掌握凸透镜成像的五种情况及其规律，形成“一焦分虚实、二焦分大小”的核心认知，为后续学习生活中的透镜等应用打下坚实基础。本节实验探究是初中物理第一个完整的定量探究实验，对学生科学探究能力的培养至关重要。

学情分析：学生已经学习了光的折射、透镜对光线的作用以及透镜的焦点和焦距等基础知识，对凸透镜有了初步认识。但学生对凸透镜成像规律的认识还停留在感性层面，缺乏系统的实验探究经验。本节课的实验探究环节要求学生独立操作光具座、正确记录数据并进行分析论证，这对学生的动手能力和数据处理能力提出了较高要求。学生普遍存在“物距缩小时像变大”的直觉，但对虚像和不成像的特殊情况容易混淆。

教学目标：1. 物理观念：通过实验探究，知道凸透镜成像的规律，掌握五种成像情况的条件和特点。
2. 科学思维：经历实验探究过程，提升对实验数据的分析和论证能力；能用作图法描述凸透镜成像的规律。
3. 科学探究：学会使用光具座进行探究实验，能独立完成实验操作、数据记录和分析。
4. 科学态度与责任：在合作探究中培养严谨的科学态度和实事求是的科学精神。

教学重点：凸透镜成像规律的实验探究过程；五种成像情况（u>2f, u=2f, f<u<2f, u=f, u<f）的条件和特点。

教学难点：实验数据的分析和论证——从实验现象归纳出成像规律；记忆口诀的理解和灵活运用；作图法描述成像规律。

　

【教学过程】

（一）创设情境，导入新课（约4分钟）

[教师活动]同学们，上节课我们认识了凸透镜、凹透镜以及透镜对光线的作用，知道了焦点、焦距等概念。现在老师请大家做一个小实验——拿出你们的凸透镜，先用它来观察远处的物体——比如窗外远处的树——你看到了什么？是一个倒立、缩小的像。再用同一个凸透镜来观察你的手指——靠近来看——你看到了什么？是一个正立、放大的像。同一个凸透镜，观察物体的距离变了，成的像的性质就完全不一样了——有倒立缩小的、有正立放大的。那么凸透镜成像到底有哪些规律？成像的性质——正倒、大小、虚实、位置——跟物体到透镜的距离到底有什么关系？这就是我们今天要通过实验来探究的问题。

[学生活动]学生用凸透镜观察远处物体和手指——发现成像不同——产生疑问：同一个凸透镜为什么成不同的像？带着好奇进入新课。

[知识点]同一个凸透镜在不同的物距下可以成不同的像——有的倒立缩小，有的正立放大。成像的性质取决于物体到凸透镜的距离（物距）。

[设计意图]导入设计利用学生身边的凸透镜进行两对比观察——远处的物体成倒立缩小的像、近处的手指成正立放大的像——这种直观的感性冲突能迅速激发学生的探究兴趣。先动手再设问的顺序遵循了“从现象到问题”的认知规律——学生在亲身体验中产生疑问，比直接抛出问题更有驱动力。

[过渡语]同一个凸透镜，改变物体到透镜的距离，成像的性质就会发生变化——正倒、大小、虚实都可能不一样。这说明物体到透镜的距离——也就是物距——是决定成像性质的关键因素。接下来我们通过几个学习任务——一起来探究凸透镜成像的规律。

（二）出示学习目标（约1分钟）

1. 通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。

2. 经历探究过程，提升对实验数据的分析和论证能力。

[教师活动]我们这节课有两个学习目标——第一，通过动手做实验，探究出凸透镜在不同物距下成的像的性质——正倒、大小、虚实、像距等——归纳出成像规律。第二，经历完整的实验探究过程——从提出问题到分析数据得出结论——培养科学探究的能力。现在我们进入第一个学习任务——探究凸透镜成像的规律。

[设计意图]将学习目标前置，让学生在实验开始前就明确本节课要解决什么问题和达到什么标准。两个目标一个是知识层面的——知道规律，一个是能力层面的——经历探究过程——覆盖了实验课的双重目标。

（三）知识点一：探究凸透镜成像的规律（约25分钟）

1. 问题与猜想（约3分钟）

[教师活动]我们要探究的问题是——凸透镜所成的像跟凸透镜与物体之间的距离（也就是物距）有什么关系？同学们根据刚才的观察——远处物体成倒立缩小的像、近处物体成正立放大的像——你们觉得可能跟什么因素有关？

[学生活动]学生根据刚才的两对比观察提出猜想——猜想一：可能与物距有关，物体离透镜越远成像越小；猜想二：可能与焦距有关，不同的凸透镜焦距不同，成的像也不一样。

[知识点]探究问题：凸透镜所成像跟物距有什么关系？学生猜想——①可能与物距有关；②可能与焦距有关（与凸透镜的偏折情况或焦距有关）。

[设计意图]猜想环节不要求学生说出完整正确的结论——学生会根据刚才的对比观察自然提出“跟距离有关”的猜想，这是科学探究中“观察→猜想”的自然衔接。有学生会提到焦距——这为后续控制变量——固定凸透镜焦距——做了铺垫。

[过渡语]好，我们有了猜想——到底凸透镜成像跟物距到底什么关系？口说无凭——得动手验证。接下来我们进入实验阶段——先认识实验器材和装置。

2. 实验器材与装置（约3分钟）