1.5 透镜和视觉 教案- 2026-2027学年科学浙教版八年级上册

该教案聚焦透镜种类、对光作用、成像规律、眼球结构与视觉形成及近视远视矫正等核心知识点。通过放大镜与近视眼镜片的触摸和聚光实验导入，连接生活经验与透镜分类、作用，搭建从感性到理性的学习支架。 该资料以实验探究和模型建构为特色，凸透镜成像实验完整流程培养探究实践能力，类比眼球为凸透镜系统发展科学思维，结合近视危害与预防渗透态度责任。帮助学生构建知识体系，提升教师教学效率与学生科学素养。

1.5 透镜和视觉 教案 浙教版 八年级上册 第1章 对环境的察觉 | 3课时 新授课 一、基本信息 项目 内容 项目 内容 课题 1.5 透镜和视觉 课型 新授课 课时 3课时（第1课时：透镜种类/对光作用/焦点焦距/三条特殊光线；第2课时：凸透镜成像规律/放大镜投影仪照相机应用；第3课时：眼球结构/视觉形成/近视远视成因与矫正） 教材版本 浙教版八年级上册 年级 八年级 学科 科学 教法 实验探究法、模型法、类比法、对比归纳法 教具 凸透镜(多种)、凹透镜、光具座、蜡烛、光屏、三棱镜/玻璃砖、眼球模型或结构图 教学重点 凸透镜和凹透镜对光的作用及三条特殊光线；凸透镜成像规律（u>2f/f<u<2f/u<f五种情况）；凸透镜应用（放大镜/投影仪/照相机）与成像规律的对应；眼球结构与视觉形成过程；近视远视的成因及矫正方法 教学难点 凸透镜成像实验中"三心等高"调节和清晰像的判断；不同物距下像的性质（倒正/大小/虚实/像距）的记忆与辨析；近视/远视中晶状体曲度变化与矫正透镜类型的对应关系 学情分析 八年级学生对放大镜、照相机、投影仪有生活接触，对近视眼镜有直接体验（部分学生正在佩戴），但对"凸透镜会聚、凹透镜发散"缺乏实验感知。凸透镜成像规律物距与像的性质的对应关系是本节最大的记忆难点——学生容易混淆"u>2f"和"f<u<2f"对应的像的性质。近视=凹透镜矫正这个结论学生可能知道，但"为什么"——即光路偏折的前后位置判断——需要经历"画光路图→推理"的过程才能真正理解。 二、核心素养目标 【科学观念】知道凸透镜（中间厚边缘薄）和凹透镜（中间薄边缘厚）的结构特征；理解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；掌握焦点、焦距的概念及凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线；掌握凸透镜成像规律（五种情况）及对应的应用（放大镜/投影仪/照相机）；认识眼球的结构及各部分功能，理解近视和远视的成因及矫正方法。 【科学思维】通过"凸透镜越凸→焦距越小→会聚能力越强"的对比分析，建立透镜结构与光学性能的因果关系模型；通过凸透镜成像实验数据归纳成像规律，体会"u=f是一倍焦距分虚实、u=2f是二倍焦距分大小"的分界思维；通过将眼球类比凸透镜成像系统，建立"晶状体=凸透镜""视网膜=光屏"的类比模型。 【探究实践】通过凸透镜成像实验，经历"调节三心等高→改变物距→找最清晰像→记录正倒/大小/虚实/像距"的完整实验流程，掌握光具座的操作规范和"前后微调光屏找最清晰像"的实验技巧。 【态度责任】了解高度近视的危害（眼球壁变薄/视网膜脱离）及不可逆性，树立预防近视的健康意识（避免长时间看手机电脑/不在暗处看手机/定期检查眼睛）；了解透镜在科技（照相机/投影仪）和医学（近视远视矫正）中的广泛应用。 三、教学过程 第1课时：透镜的种类 + 对光的作用 + 三条特殊光线 环节一：情境导入 —— 两片"玻璃"，一个聚光一个散光（3~5分钟） 【教师活动】 拿出一个放大镜和一个近视眼镜片，让学生轮流观察。提问：(1)"这两片透镜摸起来有什么不同？"(2)"哪片可以用来在阳光下聚光点燃火柴？"——放大镜（凸透镜）可以聚光，近视眼镜片不能。引出：透镜分两类——中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。这就是本节课的核心起点。 【学生活动】 生1：放大镜摸起来中间鼓、边缘薄，眼镜片中间凹、边缘厚。生2：用放大镜在阳光下可以聚一个小亮点（焦点），眼镜片不行——光散开了。 【知识点】 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，对光有会聚作用。凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，对光有发散作用。（透镜的两个面中至少有一个是球面的一部分） 环节二：主光轴与光心 + 透镜对光的作用（8~10分钟） 【教师活动】 建立透镜的几何模型。主光轴——通过透镜两个球面球心的直线（对称轴）。光心(O)——透镜的中心，通过光心的光线传播方向不变。凸透镜：平行于主光轴的光线经折射后会聚于主光轴上一点——该点叫焦点(F)，焦点到光心的距离叫焦距(f)。演示——让平行光（太阳光或激光平行光源）通过凸透镜→白纸上出现最小最亮的光斑→就是焦点。凹透镜：平行光经过凹透镜后向外发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点——虚焦点。演示——凹透镜正对太阳→白纸上来回移动→始终得不到最小最亮光斑。补充"会聚"和"发散"的真正含义——是会聚还是发散是折射光线相对于原入射光线更靠近主光轴还是更远离主光轴，不是看最终是否交于一点。 凸透镜对光的会聚作用 凹透镜对光的发散作用 【学生活动】 动手验证：取凸透镜正对窗外阳光→白纸在透镜另一侧前后移动→找到最小最亮光斑→用刻度尺量光心到光斑距离=焦距。换另一块凸透镜→比较焦距大小→凸透镜越凸→焦距越短→会聚能力越强。 【知识点】 主光轴：通过透镜两个球面球心的直线。光心(O)：透镜的中心，过光心的光线方向不变。焦点(F)：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于主光轴上的点（实焦点）。焦距(f)：焦点到光心的距离。凹透镜的焦点：发散光线反向延长线的交点（虚焦点）。凸透镜越凸→焦距越小→会聚能力越强。 【理解要点】"会聚作用"≠折射光线一定交于一点。只要折射光线比入射光线更靠近主光轴，就是会聚作用（即使最终光线仍是发散的）。"发散作用"同理——折射光线比入射光线更远离主光轴。 环节三：三条特殊光线 —— "过心不变、平行过焦、过焦平行"（8~10分钟） 【教师活动】 系统讲授透镜的三条特殊光线。凸透镜三条：(1)过光心→方向不变；(2)平行于主光轴→折射后过焦点；(3)过焦点→折射后平行于主光轴。凹透镜三条：(1)过光心→方向不变；(2)平行于主光轴→折射光线的反向延长线过虚焦点；(3)射向另一侧虚焦点的光线→折射后平行于主光轴。用口诀"过心不变、平行过焦、过焦平行"统一记忆——凸透镜是实焦点，凹透镜是虚焦点（反向延长线）。强调"平行过焦"和"过焦平行"互为光路的可逆性。在黑板上一一画出六条光线对应的光路图。 凸透镜三条特殊光线（过心不变/平行过焦/过焦平行） 【学生活动】 在纸上画出凸透镜和凹透镜各三条特殊光线。同桌互换检查：(1)过光心的光线是否画了方向不变；(2)平行光线过焦点（或反向延长线过虚焦点）的箭头方向是否正确；(3)是否标注了F和F'的位置。重点纠正——凹透镜中"射向虚焦点"的光线是指延长线过焦点，不是光线真的经过焦点。 【知识点】 凸透镜三条光线：过心不变/平行过焦（过实焦点）/过焦平行（过实焦点入射→平行射出）。凹透镜三条光线：过心不变/平行过焦（过虚焦点，反向延长线）/过焦平行（延长线过虚焦点入射→平行射出）。"平行过焦"和"过焦平行"互为光路可逆。应用：可用冰制成凸透镜→会聚太阳光取火。 典例1 如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中通过凸透镜的是（ ） 答案：C。判断方法：折射光线相对于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）。不需要看透镜的形状——根据光的作用即可区分。 第2课时：凸透镜成像规律 + 应用 环节四：实像与虚像 + 物距与像距（3~5分钟） 【教师活动】 区分实像与虚像——实像：实际光线会聚形成，能用光屏承接，倒立，与物在透镜两侧。虚像：实际光线的反向延长线相交形成，不能用光屏承接，正立，与物在透镜同侧。介绍物距(u)——物体到透镜光心的距离、像距(v)——像到透镜光心的距离。这是探究凸透镜成像规律的两个核心变量。 【学生活动】 用放大镜看书→看到的字是正立放大的虚像。将放大镜远离书直到看不到清晰的像→为什么？——因为此时物距接近或超过了一倍焦距。引出探究问题：物距变化时，像的性质如何变化？ 【知识点】 实像：实际光线会聚而成，可用光屏承接，与物在透镜两侧（倒立）。虚像：实际光线反向延长线相交而成，不能用光屏承接，与物在透镜同侧（正立）。物距(u)：物体到光心距离。像距(v)：像到光心距离。 环节五：探究凸透镜成像规律（12~15分钟） 【教师活动】 分组实验指导（教材P41）：(1)光具座上依次放蜡烛→凸透镜→光屏，调节三心等高（使像成在光屏中央）。(2)将蜡烛放在距凸透镜较远处(u>2f)→移动光屏找最清晰像→记录像的性质（倒立/缩小/实像/像距）。(3)将蜡烛移到2f处(u=2f)→记录（倒立/等大/实像/v=2f）。(4)移到f和2f之间(f<u<2f)→记录（倒立/放大/实像/v>2f）。(5)移到焦点处(u=f)→光屏上找不到像（不成像）。(6)移到焦点内(u<f)→光屏上找不到像，从光屏一侧透过透镜看蜡烛→看到正立放大的虚像。强调：判断像最清晰的方法——前后微调光屏→像在此位置最清晰，偏离则变模糊。归纳规律：一倍焦距分虚实（u>f实像，u<f虚像，u=f不成像）；二倍焦距分大小（u>2f缩小，u=2f等大，f<u<2f放大）；成实像时物近像远像变大。 凸透镜成像规律实验装置——三心等高调节 【学生活动】 分组完成凸透镜成像实验，逐项记录： (1)u>2f→倒立/缩小/实像/v: f<v<2f (2)u=2f→倒立/等大/实像/v=2f (3)f<u<2f→倒立/放大/实像/v>2f (4)u=f→不成像（折射光线平行射出） (5)u<f→正立/放大/虚像/与物同侧 讨论：①实验中无论怎么移动光屏都找不到像的可能原因？（三心不等高/u≤f/像距超出光具座长度）②为什么光具座要选焦距较小的凸透镜？（避免像距过大超出光具座） 【知识点】 凸透镜成像规律：（设f为焦距） (1)u>2f→倒立/缩小/实像→f<v<2f→应用：照相机 (2)u=2f→倒立/等大/实像→v=2f (3)f<u<2f→倒立/放大/实像→v>2f→应用：投影仪 (4)u=f→不成像（折射光平行） (5)u<f→正立/放大/虚像→与物同侧→应用：放大镜 规律口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像时物近像远像变大。 【实验注意】①三心等高（烛焰中心/透镜光心/光屏中心）→否则像成在光屏上方或下方或不在屏上。②光具座上透镜放中间位置→便于调节物距和像距。③判断最清晰像：前后微调光屏→该位置最清晰时即是。 典例2 在主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述：①小演员每走一步，像也走一步；②像的脚步始终比小演员脚步大；③像大时脚步大，像小时脚步小，即"大像"走大步，"小像"走小步；④像总朝远离小演员的方向运动，好像在逃离。以上描述正确的是（ ） A.①② B.①④ C.③④ D.①③④ 答案：D。解析：演员从远处向焦点走→物距u减小。当u>2f时成缩小实像，像距v较小，像移动慢（步子小）；进入f<u<2f时成放大实像，像距v大，像移动快（步子大）。像始终远离透镜→像在"逃离"。①正确（连续移动→像连续移动）；③正确；④正确。②错——不是始终比演员脚步大（u>2f时像缩小→像的步子比演员小）。 环节六：凸透镜的应用 —— 放大镜/投影仪/照相机（5~8分钟） 【教师活动】 用凸透镜成像规律解释三个应用：(1)放大镜——物体放在焦点以内(u<f)→成正立放大虚像。(2)投影仪——投影片放在f和2f之间(f<u<2f)→镜头（凸透镜）在屏幕上成倒立放大实像。投影片要倒放（上下颠倒）才能在屏幕上正立。(3)数码照相机——景物在2倍焦距之外(u>2f)→镜头（凸透镜）在影像传感器上成倒立缩小实像。归纳总结：照相机(u>2f→缩小实像)、投影仪(f<u<2f→放大实像)、放大镜(u<f→放大虚像)——三者共用同一个凸透镜成像规律，只是物距不同导致像的性质不同。 放大镜原理——物体在焦点以内成正立放大虚像 【学生活动】 完成三种应用对比表：放大镜(u<f/正立/放大/虚像)，投影仪(f<u<2f/倒立/放大/实像)，照相机(u>2f/倒立/缩小/实像)。讨论：①投影仪投影片为什么要倒放？——凸透镜成倒立实像，倒放投影片→屏幕上是正立。②照相机拍完远景后拍近景应该怎样调节？——镜头向前伸（增大像距） 【知识点】 凸透镜应用：放大镜(u<f→正立放大虚像，像物同侧)；投影仪(f<u<2f→倒立放大实像，幕布=光屏)；照相机(u>2f→倒立缩小实像，传感器=光屏)。核心：同一个凸透镜，物距不同→像的性质不同。 典例3 （杭州期中）如图所示是小华同学制作的模型照相机。通过调整内外纸筒的相对距离，可以在半透明膜上看到远处景物倒立的像。使用此模型照相机，下列说法正确的是（ ） A.看到远处景物的像是虚像 B.看近景时，她应把内纸筒向右拉一些 C.使用时，应把内纸筒朝向明亮的室外，凸透镜朝向较暗的室内 D.凸透镜与半透明膜之间的距离相当于凸透镜的焦距 答案：B。解析：A错——远处景物在2f外，成倒立缩小实像（照相机原理），实像在天上膜上可见；B对——看近景物距减小→像距增大→拉出内纸筒增大像距；C错——凸透镜应朝向窗外景物，半透明膜朝自己（暗室）；D错——镜头到膜的距离=像距（v），不是焦距。 第3课时：眼球结构与视觉 + 近视与远视 环节七：眼球的结构与视觉形成（8~10分钟） 【教师活动】 用眼球结构图讲解各部分功能，建立"眼球=精密凸透镜成像系统"的类比模型：晶状体（相当于凸透镜，折光成像）、视网膜（相当于光屏，感光成像）、睫状肌（调节晶状体曲度→改变焦距→看清远近不同物体）。视觉形成过程：物体反射光→经角膜和晶状体折射→在视网膜上成倒立缩小的实像→视神经将信号传至大脑→大脑将倒像"翻转"→形成正立视觉。强调：视网膜上的像是倒立缩小的实像！(与照相机原理完全相同)眼睛的调节——看近处物体：睫状肌收缩→晶状体变厚→焦距变小→会聚能力变强→近处物体的像恰成在视网膜上；看远处物体：睫状肌放松→晶状体变薄→焦距变大→会聚能力变弱。 眼球结构图——角膜/晶状体/视网膜/睫状肌/视神经 【学生活动】 对照眼球结构图，回答：(1)光线进入眼球依次经过哪些结构？→角膜→房水→晶状体→玻璃体→视网膜。(2)视网膜上的像是正立还是倒立？→倒立（与照相机成像相同）。(3)人为什么感觉看到的物体是正立的？→大脑将信号翻转了。 【知识点】 眼球=凸透镜成像系统：晶状体（凸透镜）→折光成像；视网膜（光屏）→呈倒立缩小实像；睫状肌→调节晶状体曲度，改变焦距。视觉形成：光→角膜/晶状体折射→视网膜成倒立缩小实像→视神经传大脑→大脑翻转成正立视觉。眼睛调节：看近处→睫状肌收缩→晶状体变厚→焦距变小→会聚变强；看远处→睫状肌放松→晶状体变薄→焦距变大→会聚变弱。 典例4 （台州亭旁中学期末）如图为正常人眼看远近不同物体时眼睛的自动调节，以下分析正确的是（ ） A.这不可能是同一个人的眼睛 B.这说明眼睛是一个自动变焦（距）系统 C.看近处的物体晶状体应扁平一些 D.看远处的物体常常需要眯起眼睛看 答案：B。解析：同一个人的眼睛可以通过睫状肌调节晶状体曲度看清远近物体→自动变焦系统；C错——看近处晶状体应变厚（凸一些→增强会聚）；D错——正常眼睛不需要眯眼看远处。 环节八：近视与远视 —— 成因+矫正（8~10分钟） 【教师活动】 近视成因：眼球前后径过长或晶状体曲度过大→来自远处物体的光会聚在视网膜前→视网膜上的像模糊。矫正：配戴凹透镜——凹透镜先使光发散→再经晶状体会聚→像后移到视网膜上。远视成因：眼球前后径过短或晶状体曲度过小→来自近处物体的光会聚在视网膜后。矫正：配戴凸透镜——凸透镜先使光会聚→再经晶状体会聚→像前移到视网膜上。对比口诀："近凹远凸"——近视用凹透镜，远视用凸透镜。补充高度近视的危害——眼球前后径增长→眼球壁变薄→玻璃体浑浊/视网膜脱离→不可逆。预防：避免长时间看手机电脑、不在暗处看手机、定期检查眼睛。 近视成因——眼球前后径过长→像成在视网膜前 【学生活动】 画光路图：(1)近视——远处物体→晶状体→像成在视网膜前→加凹透镜发散→像后移至视网膜。(2)远视——近处物体→晶状体→像成在视网膜后→加凸透镜会聚→像前移至视网膜。同桌互换检查光路图的箭头方向。 【知识点】 近视：成因——眼球前后径过长或晶状体曲度过大→像成在视网膜前。矫正——配戴凹透镜（发散）。远视（老花眼）：成因——眼球前后径过短或晶状体曲度过小→像成在视网膜后。矫正——配戴凸透镜（会聚）。口诀：近凹远凸。高度近视危害（眼球壁变薄/视网膜脱离）不可逆，预防：避免长时间看手机电脑、不在暗处看手机、定期检查。 【易错提示】近视=凹透镜矫正≠"近"视用"凸"透镜——不要望文生义！记住逻辑链：近视→像在视网膜前→需要把像往后移→光需要先发散→凹透镜（发散）。远视→像在视网膜后→需要把像往前移→光需要先会聚→凸透镜（会聚）。 典例5 小科近来总是看不清楚黑板上的字，医生检查后说是因为来自远处物体的光进入小科眼睛的晶状体后，折射形成了如图所示的情况。则下列说法中正确的是（ ） A.小科眼睛的晶状体变厚，折光能力变弱 B.小科眼睛的晶状体变薄，折光能力变强 C.小科的眼睛是远视眼，应用凸透镜矫正 D.小科的眼睛是近视眼，应用凹透镜矫正 答案：D。解析：图中远方物体的像成在视网膜前面→近视眼。近视成因：晶状体太厚→折光能力强（不是弱）→A/B均错。近视用凹透镜矫正→D正确。 四、板书设计 1.5 透镜和视觉 一、透镜基础 凸透镜（中间厚→会聚） vs 凹透镜（中间薄→发散） 主光轴/光心(O)/焦点(F)/焦距(f) — 凸透镜越凸→f越小→会聚越强 三条特殊光线：过心不变 | 平行过焦 | 过焦平行 （光路可逆） 二、凸透镜成像规律 u>2f → 倒立缩小实像(f<v<2f) → 照相机 u=2f → 倒立等大实像(v=2f) f<u<2f → 倒立放大实像(v>2f) → 投影仪 u=f → 不成像 u<f → 正立放大虚像 → 放大镜 口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近像远像变大 三、眼球与视觉 晶状体(凸透镜)/视网膜(光屏)/睫状肌(调焦距) 近视：像在视网膜前 → 凹透镜矫正（近凹） 远视：像在视网膜后 → 凸透镜矫正（远凸） 学科网（北京）股份有限公司 $