5.1 透镜 教学设计 2026-2027学年物理人教版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦透镜分类、对光作用、焦点焦距及三条特殊光线作图。通过展示光学仪器及老花镜、近视眼镜，引导学生观察触摸区分中间厚薄，为后续学习透镜应用搭建直观认知支架。 资料以实验探究为核心，通过平行光照射透镜实验及太阳光测焦距活动，培养科学探究能力。强调“会聚”“发散”需看光线是否靠近主光轴，结合辨析题深化科学思维，实验安全提示渗透科学态度。助学生规范作图，为教师提供清晰教学流程与重难点突破策略。

5.1 透镜 人教版 八年级物理上册 第五章 第1节 课题 课型 课时 教材版本 5.1 透镜 实验探究课 1课时（45分钟） 人教版 八年级上册 教材分析：本节是第五章"透镜及其应用"的起始课，是后续学习透镜应用（照相机、投影仪、放大镜、眼睛与眼镜、显微镜与望远镜）的基础。本节的核心知识点：凸透镜和凹透镜的区分、透镜对光的作用（会聚与发散）、焦点与焦距的定义、三条特殊光线的作图。学生需要在理解透镜对光作用的基础上，初步建立光线作图的规范，为后续学习凸透镜成像规律打下基础。 学情分析：学生已在小学科学课程中接触过放大镜，对凸透镜有生活经验（如老花镜、放大镜聚光）。学生已掌握光的直线传播、光的反射和折射基本知识，但对"会聚"和"发散"的准确含义可能停留在"光线交叉"的直观理解上。作图能力（特别是光线折射方向）是部分学生的薄弱环节，需要重点训练三条特殊光线的画法。 教学方法 演示实验法、作图训练法、类比归纳法 教学用具 多媒体课件、凸透镜与凹透镜实物、平行光源、光具盘、白纸 核心素养目标 物理观念 1. 认识凸透镜和凹透镜，能根据中间厚度与边缘厚度的关系区别两类透镜；2. 知道主光轴、光心、焦点和焦距的概念；3. 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。 科学思维 1. 通过分析平行光经过透镜后的偏折情况，归纳出会聚和发散的准确含义（靠近主光轴/远离主光轴）；2. 能够运用三条特殊光线进行光线作图，解决透镜相关的光路问题。 科学探究 1. 通过平行光源穿过透镜的实验，观察并描述凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用；2. 利用太阳光（平行光）估测凸透镜的焦距，掌握测量焦距的简单方法。 科学态度与责任 1. 通过透镜应用的广泛性（照相机、显微镜、眼镜等），感受物理知识对科技进步的推动作用；2. 在实验操作中培养谨慎细致的态度（不直视太阳、注意安全）。 教学重难点 教学重点：凸透镜和凹透镜的区分方法；透镜对光的作用（会聚与发散）；三条特殊光线的作图。 教学难点：正确理解"会聚"和"发散"的含义（不一定是光线交叉，而是靠近/远离主光轴）；运用三条特殊光线进行规范的光路作图。 教学过程 环节一：情境引入——光学仪器中的透镜（3分钟） 【教师活动】展示照相机、投影仪、显微镜的图片。提问：这些光学仪器能帮我们看到远处、放大微观、留下记忆，它们共同的核心光学元件是什么？展示照相机镜头剖面图。 照相机镜头——透镜的应用 投影仪投影——透镜的应用 显微镜——透镜的应用 【教师活动】展示远视眼镜片（老花镜）和近视眼镜片。提问：这两种镜片外观上有什么不同？摸一摸、看一看。 远视眼镜——凸透镜 近视眼镜——凹透镜 【学生活动】观察回答：远视镜片中间厚、边缘薄。近视镜片中间薄、边缘厚。 【设计意图】从学生最熟悉的眼镜片入手，建立"中间厚薄"的直观判断标准，避免从课本给出定义开始教学。视觉和触觉双重感知最能形成深刻印象。 环节二：知识点一——凸透镜和凹透镜的分类（5分钟） 【教师活动】给出两类透镜的定义：凸透镜——中间厚、边缘薄的透镜（如放大镜）；凹透镜——中间薄、边缘厚的透镜（如近视镜片）。展示两类透镜的剖面图和光路符号。 凸透镜与凹透镜的实物对比 两种透镜的剖面图——中间厚薄是关键区分特征 【教师活动】讲解画图符号：凸透镜用双箭头向外符号表示（两边凸出），凹透镜用双箭头向内符号表示（两边凹陷）。薄透镜——透镜的厚度远小于球面半径时可看作薄透镜。 凸透镜和凹透镜的光路符号 【知识点】凸透镜：中间厚、边缘薄，符号为两头向外箭头。凹透镜：中间薄、边缘厚，符号为两头向内箭头。 【教师活动】引入主光轴和光心：通过两个球面球心的直线叫主光轴。主光轴上通过透镜后传播方向不变的特殊点叫光心（O）。薄透镜的光心可认为就在透镜中心。 【学生活动】在笔记本上画出透镜的剖面图，标出主光轴和光心O。 【过渡语】有了透镜的形状特征和基本概念，我们来看看它们对光到底有什么不同的作用。 环节三：知识点二——透镜对光的作用实验（8分钟） 【教师活动】活动设计：分别让太阳光（平行光）透过凸透镜和凹透镜照射到白纸上，观察光斑的特点。首先强调安全：不能通过透镜观察太阳，避免长时间看强光点，注意光斑处温度极高防止烫伤！ 【学生活动】预测：凸透镜→光斑小而亮（甚至点燃纸）；凹透镜→光斑大而暗。 【教师活动】演示或展示平行光源实验：让几束平行于主光轴的光射向凸透镜，观察折射后光线的方向——所有光线都向主光轴偏折，会聚在轴上一点。让平行光射向凹透镜——光线向远离主光轴的方向偏折，向外发散。 凸透镜会聚光线的实物实验 凹透镜发散光线的实物实验 凸透镜对光有会聚作用——会聚透镜 凹透镜对光有发散作用——发散透镜 【教师活动】总结实验结论：凸透镜对光有会聚作用，所以又叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，所以又叫发散透镜。 【知识点】凸透镜（会聚透镜）：对平行光有会聚作用。凹透镜（发散透镜）：对平行光有发散作用。 【教师活动】追问辨析：凸透镜观察平行光——所有的折射光线都通过主光轴上的同一点。这个点是固定的吗？——是的，无论平行光从哪个位置入射，折射后都通过同一个点。引出焦点概念。 平行光经凸透镜后汇聚于同一点 【设计意图】"所有平行光线都通过同一点"是引入焦点概念的实验铺垫，让学生先看到现象，再给出术语。这样"焦点"从实验中来，不是从定义中来。 环节四：知识点三——焦点和焦距（8分钟） 【教师活动】给出焦点定义：凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫凸透镜的焦点（F）。焦点到光心的距离叫焦距（f）。凸透镜两侧各有一个焦点，两个焦距相等。 凸透镜的焦点F和焦距f 【学生活动】在图上标出焦点F、光心O、焦距f，理解焦点和焦距的定义。 【教师活动】讲解凹透镜的虚焦点：凹透镜使平行于主光轴的光发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点——这不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。凹透镜有两个虚焦点。 凹透镜的虚焦点——反向延长线的交点 【知识点】焦点（F）：凸透镜——实际光线的会聚点（实焦点），凹透镜——发散光线反向延长线的交点（虚焦点）。焦距（f）：焦点到光心O的距离。 【教师活动】深入辨析"会聚"与"发散"的含义：会聚后的光线不一定相交，但比入射光线更靠近主光轴（向主光轴偏折）。发散后的光线不一定散开，但比入射光线更远离主光轴。 【学生活动】画出两种情况：①光线经凸透镜折射后未会聚，但比入射光线更靠近主光轴→仍叫会聚。②光线经凹透镜折射后仍相互靠近，但比入射光线更远离主光轴→仍叫发散。 会聚与发散——不以是否相交为判据：会聚=折射光线比入射光线更靠近主光轴；发散=折射光线比入射光线更远离主光轴。看"偏折方向"，不看"是否相交"。这是学生最容易错的概念，必须反复强调。 【教师活动】焦距与透镜的会聚/发散能力的关系：凸透镜的焦距越小，对光的会聚能力越强（偏折能力越强）。展示不同焦距透镜的光路对比。 【学生活动】观察：焦距小的凸透镜，光线会聚得"更快"（离透镜更近处会聚）。 【教师活动】活动——怎样利用太阳光测量凸透镜的焦距？将凸透镜正对太阳光，在另一侧放一张白纸，调整透镜与纸的距离直到纸上出现最小最亮的光斑。光斑到透镜的距离即为焦距。 【知识点】测焦距方法：凸透镜正对太阳光→白纸→找最小最亮光斑→光斑到透镜的距离=焦距。 【设计意图】太阳光测焦距是"物理来源于生活"的典型实例。学生课后可以自己用放大镜和纸验证，把课堂知识延伸到课外。 【过渡语】焦点和焦距是透镜的核心参数。有了这些基础，我们可以总结出透镜的三条特殊光线——这是以后画光路图的"万能钥匙"。 环节五：知识点四——三条特殊光线（10分钟） 【教师活动】讲解凸透镜的三条特殊光线：①过光心的光线——传播方向不改变。②平行于主光轴的光线——经凸透镜折射后通过焦点。③经过焦点（或延长线过焦点）的光线——折射后平行于主光轴射出。 凸透镜的三条特殊光线——会聚透镜 【学生活动】在笔记本上画出凸透镜的三条特殊光线，标注光心O、焦点F、主光轴。 【教师活动】讲解凹透镜的三条特殊光线：①过光心的光线——传播方向不改变。②平行于主光轴的光线——经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线过虚焦点。③对着凹透镜另一侧虚焦点入射的光线——折射后平行于主光轴射出。 凹透镜的三条特殊光线——发散透镜 【学生活动】在笔记本上画出凹透镜的三条特殊光线，标注光心O、虚焦点F、主光轴。注意凹透镜的作图要画虚线表示反向延长线。 【知识点】三条特殊光线——凸透镜：①过光心不变 ②平行→过焦点（折射后） ③过焦点（入射）→平行（射出）。凹透镜：①过光心不变 ②平行→反向延长线过虚焦点 ③对着虚焦点入射→平行射出。 三条特殊光线的记忆口诀：凸透镜："平行过焦，过焦平行，过心不变。" 凹透镜："平行散反向过虚焦，对虚焦入平行出，过心不变。" 作图时注意：凸透镜折射后过实焦点用实线；凹透镜反向延长线过虚焦点用虚线。 【教师活动】强调作图规范：主光轴用点划线表示，透镜用符号表示，光线标箭头（入射和折射各一个），通过光心的光线不偏折用直线表示。焦点用F标注，虚焦点也标F。 【设计意图】三条特殊光线的作图是后续学习凸透镜成像规律的基础。本节必须让学生建立规范的作图习惯——符号、箭头、标注一个不能少。 环节六：课堂小结与练习（5分钟） 【教师活动】知识框架回顾：透镜分类（凸/凹）→对光作用（会聚/发散）→焦点和焦距（实焦点/虚焦点）→三条特殊光线（凸三条/凹三条）。 【教师活动】练1 关于凸透镜和凹透镜，下列说法正确的是（　　） A. 任何光通过凹透镜都是发散的 B. 任何光通过凸透镜都是会聚的 C. 只有平行于主光轴的光通过凸透镜才会会聚 D. 凹透镜对光有发散作用 【学生活动】选D。解析：A错——通过光心的光经凹透镜后方向不变（不"发散"），所以不能说"任何光"都发散；B错——通过光心的光经凸透镜后方向不变（不"会聚"）；C错——凸透镜对所有光都有会聚作用（偏向主光轴），不限于平行光；D正确——凹透镜对任何光都有发散作用。这里"有发散作用"和"每条光线都发散"是两回事——透镜对光有某种作用是从整体说的。 【教师活动】练2 光线经过甲、乙两透镜后的折射光线如图所示，下列对两透镜类型的分析正确的是（　　） A. 甲透镜的折射光线会聚于一点，说明甲透镜是凸透镜 B. 乙透镜的折射光线是发散的，说明乙透镜是凹透镜 C. 甲透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明甲透镜是凸透镜 D. 乙透镜的折射光线比入射光线更向主光轴靠拢，说明乙透镜是凸透镜 练2：两透镜折射光线对比 【学生活动】选D。解析：判断透镜类型不能看折射光线是否相交——要看折射光线比入射光线更靠近还是更远离主光轴。甲透镜的折射光线比入射光线更远离主光轴→发散作用→凹透镜；乙透镜的折射光线比入射光线更靠近主光轴→会聚作用→凸透镜。 判断透镜类型——看偏折方向不看交点：核心判据：折射光线比入射光线"更靠近主光轴"=凸透镜（会聚）；"更远离主光轴"=凹透镜（发散）。不能看折射光线是否相交或发散！ 【教师活动】练3 如图所示，盖有塑料薄膜的顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，下列说法正确的是（　　） A. 起凸透镜作用的应是塑料薄膜 B. 水和塑料薄膜共同起凹透镜作用 C. 透镜都是固体，液体不能起凸透镜作用 D. 薄膜上的积水形成凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干草有可能燃烧 练3：塑料薄膜积水——一个天然的凸透镜 【学生活动】选D。解析：薄膜上的积水（中间厚、边缘薄）本身就是一个凸透镜！它能会聚太阳光。如果焦点恰好落在干草上，高温光斑可能点燃干草。C错——透镜不限于固体，液体也可以形成凸透镜。 板书设计 5.1 透镜 一、透镜的分类 凸透镜（会聚透镜）：中间厚、边缘薄 凹透镜（发散透镜）：中间薄、边缘厚 符号：凸→双箭头向外，凹→双箭头向内 二、主光轴与光心 主光轴：通过两个球面球心的直线（点划线） 光心O：透镜中心，通过光心的光传播方向不变 三、透镜对光的作用 凸透镜：会聚（折射光线靠近主光轴） 凹透镜：发散（折射光线远离主光轴） 会聚/发散≠光线相交/不相交 四、焦点和焦距 焦点F：凸透镜的实焦点（光线会聚点）； 凹透镜的虚焦点（反向延长线交点） 焦距f：焦点到光心O的距离 测焦距：正对太阳→找最小最亮光斑→距离=f 五、三条特殊光线 凸透镜：①过光心不变 ②平行→过焦 ③过焦→平行 凹透镜：①过光心不变 ②平行→反向延长线过虚焦 ③对虚焦入射→平行射出 六、焦距与能力 焦距越小→会聚/发散能力越强 液体也可形成透镜（如积水） 人教版 八年级上册 第五章 第1节 教学反思 □ "会聚"和"发散"的判断标准（靠近/远离主光轴而非看是否相交）学生掌握了吗？练2的正确率是衡量是否到位的最好指标。 □ 三条特殊光线的作图练习是否充分？学生能否独立画出两种透镜的完整光路图？是否需要增加作图训练环节？ □ 太阳光测焦距实验——学生理解操作步骤但能否独立叙述"正对太阳→调距离→找最小最亮光斑→测距离"？ □ 焦点和焦距是透镜的核心参数，学生能区分实焦点（实际光线会聚点）和虚焦点（反向延长线交点）吗？ □ 液体也能形成凸透镜（积水）——这个拓展点是否引起了学生的兴趣？可以用来检验"中间厚边缘薄=凸透镜"的实质理解。 □ 透镜符号在光路图中的规范使用（箭头方向、虚实线）学生注意了吗？建议收一次光路图练习本检查作图规范。 □ 练2这种"陷阱题"（不看交点看偏折）如果学生普遍错了，说明"会聚/发散"概念的教学需要在下节课开始前强化。 学科网（北京）股份有限公司 $