二、透镜（教学设计）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦透镜核心知识，涵盖凸透镜与凹透镜的定义、结构特点，以及对光的会聚和发散作用，梳理焦点、焦距等概念。通过“矿泉水瓶引发火灾”情境导入，结合水透镜取火实验，衔接光的折射知识，搭建学习支架。 资料特色突出核心素养培养，科学探究环节引导学生分组观察透镜分类、实验探究对光的作用，科学思维上通过现象归纳概念，科学态度上联系生活应用增强安全环保意识。例题结合生活现象，实验与作图结合，帮助学生直观理解，教师使用时重点难点清晰，提升教学效率。

二、透镜（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 二、透镜 教学 目标 物理观念 知道什么是凸透镜和凹透镜，能辨别凸透镜和凹透镜；了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用；知道透镜的光心、主光轴、焦点和焦距等基本概念。 科学思维 通过观察和比较凸透镜与凹透镜的结构特点，培养分类和归纳的思维能力；通过光路图的分析，理解透镜对光的作用的本质。 科学探究 经历用多种方法辨别凸透镜和凹透镜的过程，经历观察平行光通过透镜后现象的实验过程，学习用实验方法研究物理问题。 科学态度 与责任 了解透镜在生活中的广泛应用，体会物理知识与生活、生产的密切联系；通过解释“矿泉水瓶引发火灾”的现象，增强安全意识和环保意识。 教材 分析 《透镜》是苏科版新教材物理八年级上册第三章《光的折射 透镜》的第二节内容。本节是在学生学习了光的折射规律之后，将光的折射原理应用于具体光学器件——透镜的起始课。 透镜是照相机、放大镜、投影仪、望远镜、显微镜等光学仪器的核心部件，学好本节课为后面学习“凸透镜成像的规律”“透镜的应用”等内容打下坚实的基础。本节主要讲述的是透镜的初步知识，其中包括什么是凸透镜、凹透镜，透镜的焦点和焦距，以及凸透镜和凹透镜对光的作用，这是本节的中心内容之一，也是学习后面知识的必要基础。 从教材内容编排来看，本节不拘泥于有关透镜知识的逻辑体系，而是通过让学生经历两个递进的活动——观察凸透镜和凹透镜、辨别凸透镜和凹透镜，引导学生通过实际操作、问题解决、交流与合作等环节，学习有关知识和方法。 学情分析 通过第三章第一节的学习，学生已知道光的折射现象和光的折射规律，对光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向发生偏折有了初步认识。在生活中，学生已经接触过许多有关透镜的例子，比如放大镜、近视眼镜、老花镜等，但对“透镜为什么能成像”“透镜对光有什么作用”等问题缺乏科学认识。 八年级学生的思维处于形象思维向逻辑思维的过渡阶段，所以在教学中应注重让学生多动手、多体验，在做中学。学生在先前的学习中已经多次经历实验探究过程，具备了一定的观察能力、实验操作能力和小组合作能力。但学生对“会聚”与“发散”的理解容易停留在表面，对“会聚作用”和“发散作用”的实质需要借助直观实验来突破。 教学重点 1. 知道凸透镜和凹透镜的定义及结构特点。 2. 知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 3. 了解透镜的焦点和焦距。 教学难点 1. 透镜对光作用的原理理解。 2. “会聚”与“发散”概念的准确理解。 3. 凹透镜虚焦点的理解。 4. 透镜作图的规范性。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 1. 创设情境——矿泉水瓶引发火灾 展示一则新闻或图片：“在森林公园中，一个丢弃的透明矿泉水瓶竟然引发了一场火灾。” 提问：“同学们，你们知道这是怎么回事吗？一个装水的透明塑料瓶，怎么就能引起火灾呢？” 2. 演示实验——水透镜取火 用烧瓶或装水的球形烧瓶模拟矿泉水瓶聚光：将装水烧瓶正对太阳光，在下方放置一张白纸或火柴，调整距离，观察白纸是否被点燃或火柴是否被引燃。 观察结果：白纸上出现一个明亮的光斑，温度升高，火柴被点燃。 3. 引发思考，揭示课题 提问：“装水的烧瓶为什么能把光聚集起来？你们相信用冰也能取火吗？” 讲述：很多年以前，一支南极探险队在丢失火种的情况下，一位知识渊博的队员提出了“用冰取火”的主意，并最终获得了成功。其实，他们就是利用冰块制作了透镜。今天我们就来一起学习——透镜。 【设计意图】通过“矿泉水瓶引发火灾”和“用冰取火”两个趣味情境，制造认知冲突，激发学生的好奇心和探究欲望，自然引出“透镜”这一课题。同时也渗透了环保教育和安全教育。 观察“水透镜取火”的演示实验，思考“为什么装水的烧瓶能聚光点火”，对“用冰取火”的故事产生好奇。 学习新课 初识透镜 1. 观察与分类——活动3.3 初识凸透镜和凹透镜 组织学生分组活动：每组发放一套透镜（包含不同形状的凸透镜和凹透镜若干）。 布置任务：“请同学们认真观察这些透镜，看看它们在形状上有什么不同？尝试将它们分类。” 2. 学生汇报与归纳 请各小组汇报观察结果。 引导学生归纳： 一类透镜中间厚、边缘薄——叫做凸透镜 另一类透镜中间薄、边缘厚——叫做凹透镜 3. 用透镜观察物体 让学生分别用凸透镜和凹透镜近距离观察书上的文字。 观察结果： 用凸透镜观察：看到正立、放大的像 用凹透镜观察：看到正立、缩小的像 4. 联系生活 提问：“生活中哪些物品是凸透镜？哪些是凹透镜？” 引导学生列举： 凸透镜：放大镜、老花镜、照相机镜头、投影仪镜头 凹透镜：近视眼镜的镜片 【设计意图】通过“观察—分类—归纳”的教学流程，让学生从直观体验中建立凸透镜和凹透镜的概念。通过用透镜观察文字的活动，让学生初步感受两种透镜成像的不同。通过联系生活实际，将物理知识与学生的已有经验建立联系。 【例题1】如图所示，属于凸透镜的是（     ） A．①③⑤ B．②④⑥ C．②④⑤⑥ D．②③④⑤⑥ 【答案】A 分组观察、触摸透镜，按形状分类。 用凸透镜和凹透镜观察文字，记录看到的像的特点。 列举生活中的透镜实例。 学习新课 认识透镜对光的作用 1. 提出问题 “光通过凸透镜和凹透镜后，传播方向会发生什么变化？透镜对光有什么作用？” 2. 探究凸透镜对光的作用——活动3.4 演示实验①：将凸透镜正对平行光源（或太阳光），在透镜的另一侧放一张白纸作为光屏，前后移动光屏，观察光屏上的现象。 观察结果：在光屏上找到一个最小、最亮的光斑——这个点就是凸透镜的焦点（F）。 结论①：凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫会聚透镜。 3. 探究凹透镜对光的作用 演示实验②：将凹透镜正对平行光源，在透镜的另一侧放光屏，观察光屏上的现象。 观察结果：光通过凹透镜后发散开来，光屏上得不到光斑。 结论②：凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。 信息速递：一般把透镜的中心称为光心，把通过光心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴。 4. 引入焦点和焦距的概念 结合实验讲解： 焦点（F）：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主光轴上的一点 焦距（f）：焦点到光心的距离 凸透镜有两个焦点，关于光心对称 凹透镜的焦点——虚焦点 讲解：平行光通过凹透镜后发散，但这些发散光线的反向延长线会相交于主光轴上的一点，这个点叫作凹透镜的虚焦点（F'）。它不是实际光线的会聚点。 5. 对“会聚”和“发散”的准确理解 强调：“会聚”和“发散”是相对于入射光而言的。经过凸透镜的光并不一定能会聚到一点，而是使光线比原来更“靠拢”；经过凹透镜的光也不一定不能会聚，而是使光线比原来更“分散”。 6. 粗测焦距的方法：让凸透镜正对太阳光，在白纸上找到最小最亮的光斑，用刻度尺量出光斑到透镜光心的距离，即为焦距。 【设计意图】通过两个对比性演示实验，让学生直观地看到凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。在实验基础上引出焦点、焦距等概念，符合从具体到抽象的认知规律。通过对“会聚”“发散”的准确解读，避免学生形成片面理解。 透镜三条特殊光线 【凸透镜的三条特殊光线】 平行于主光轴的光线：经凸透镜折射后，过另一侧（异侧） 焦点。 过焦点（或延长线过焦点）的光线：经凸透镜折射后，平行于主光轴射出。 过光心的光线：经凸透镜后传播方向不变。 【凹透镜的三条特殊光线】 平行于主光轴的光线：经凹透镜折射后发散，其反向延长线过同侧（虚） 焦点。 延长线过焦点（虚焦点）的光线：经凹透镜折射后，平行于主光轴射出。 过光心的光线：经凹透镜后传播方向不变。 【设计意图】通过三条特殊光线的学习，帮助学生建立透镜成像的光路分析基础，为后续“凸透镜成像规律”的学习做铺垫。通过作图练习培养学生的规范作图能力。 【例题2】夏天的中午，不宜往阳光下的花草上洒水。如果这时候洒水，待水蒸发后，原来叶片上附着水珠的地方，会出现枯黄色的烫伤斑点。下列分析正确的是（     ） A．水珠相当于凸透镜，对光有会聚作用 B．水珠相当于凸透镜，对光有发散作用 C．水珠相当于凹透镜，对光有会聚作用 D．水珠相当于凹透镜，对光有发散作用 【答案】A 【例题3】据晋代《博物志》记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火。”意思是：把冰块削成圆形，举起来对着太阳，用艾草放在它投射的光影处，就能引燃生火。如图所示，取火的冰的特点是（     ） A．中间厚边缘薄，对光有会聚作用 B．中间厚边缘薄，对光有发散作用 C．中间薄边缘厚，对光有会聚作用 D．中间薄边缘厚，对光有发散作用 【答案】A 【例题4】请将如图所示的光路补充完整。 【答案】 观察凸透镜和凹透镜对平行光作用的演示实验。 记录实验现象，归纳实验结论。 在光路图上标出焦点和焦距。 尝试用太阳光粗测凸透镜的焦距。 观察三条特殊光线的光路图。 在练习本上完成作图练习。 学习新课 观察凸透镜成像 【活动4】 用凸透镜观察物体 1. 用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文字开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化的？你有什么发现？ 2. 通过凸透镜观察窗外的景物，你看到的像有什么特点？它是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小的？如图所示，在凸透镜后面放一张白卡纸，调整它到凸透镜的距离，在白卡纸上能否看到窗外景物的像？ 观察发现，适当调整物体和光屏到凸透镜的距离，也能看到倒立、缩小或倒立、放大的像，并且有的像还可以呈现在光屏上。 学生用凸透镜观察物体，总结成像特点。 课堂练习 1．下过雨后，小华和家人及时排去自家塑料大棚上低洼处的积水，如图所示。从物理角度分析，低洼处的积水相当于________（选填“凸”或“凹”）透镜，对直射的阳光有________作用，会烧坏大棚内的植物，这说明光具有________。 【答案】 凸 会聚 能量 【详解】[1][2][3]凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，根据图示可知，低洼处的积水中间厚、边缘薄，相当于凸透镜，对直射的阳光有会聚作用，会烧坏大棚内的植物，也可能导致易燃物燃烧，这说明光具有能量。 2．如图是两束光分别射向并通过甲和乙两透镜的光路图。由图可知甲是______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），此透镜对光有______（选填“会聚”或“发散”）作用。由图可知乙是______（选填“凸透镜”或“凹透镜”）。 【答案】 凹透镜 发散 凸透镜 【详解】[1][2][3]由图可知，通过甲的光线比起入射光线更加远离主光轴，即甲透镜对光线具有发散作用，故甲透镜为凹透镜，通过乙的光线比入射光线更靠近主光轴，即乙透镜对光线具有会聚作用，故乙透镜为凸透镜。 3．如图所示，将一只透镜正对着太阳，把一张纸放在它下方，纸上呈现一个圆光斑，光斑直径小于透镜直径，测得光斑到透镜的距离为L。 (1)图中的透镜是_____透镜。 (2)若透镜焦距小于L，透镜逐渐靠近纸面，会看到圆光斑____________（填光斑大小变化情况）。 【答案】(1)凸 (2)先变小后变大 【详解】（1）如图所示，可视为平行光的太阳光经过此透镜后形成一个小圆光斑，说明此透镜对光有会聚作用，故判断是凸透镜。 （2）若透镜焦距小于L，说明此时白纸与透镜的距离大于焦距，当透镜逐渐靠近纸面的过程中，纸面会经过焦点，在焦点位置时，出现最小最亮的光斑，所以会看到圆形光斑先变小，过了焦点则会观察到光斑逐渐变大。 4．截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示。关于这个玻璃体，同学们经过讨论，提出了以下观点，其中正确的是（ ） ①可以看做两块凹透镜； ②可以看做一块凸透镜； ③对图示光束具有发散作用； ④对图示光束具有会聚作用。 A．只有①③ B．只有①②③ C．只有②④ D．只有①④ 【答案】A 【详解】玻璃体被中空（中间是空气）分成了两部分，这两部分都是中间薄、边缘厚，都是凹透镜，对光线有发散作用，因此平行光经过玻璃体后，会变得发散，所以只有①③正确，②④错误，故BCD错误，A正确。 故选A。 5．学了光学后，小王将凸透镜、平面镜进行组合，得到如图所示的装置。其中F是凸透镜的焦点，是光源S（图中未画出）在平面镜中的像，像与左侧焦点F重合；a是光源S发出的一束光经平面镜反射后的光线，其反向延长线过左侧焦点F。光源S发出的光经平面镜反射后，部分反射光射到凸透镜上，这部分反射光经凸透镜折射后的传播方向将（　　） A．均平行于凸透镜的主光轴 B．均会聚于凸透镜右侧的焦点F C．一部分平行于凸透镜的主光轴 D．无法确定 【答案】A 【详解】由题意可知，像与左侧焦点F重合，光源S发出的光经平面镜反射后，反射光的反向延长线都过凸透镜左侧焦点，过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于凸透镜的主光轴射出，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图甲所示，光学元件由两个圆形透镜A、B组成。将光学元件正对太阳光，把一张白纸放在光学元件下方并正对它，如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，则下列说法正确的是（　　） A．A、B都是凸透镜 B．A、B都是凹透镜 C．A是凸透镜、B可能是凹透镜 D．A是凹透镜、B可能是凸透镜 【答案】C 【详解】如图乙所示，在白纸上得到了两个大小一样的圆形光斑，圆形光斑的直径大小介于A和B的直径大小之间，说明透镜A对光线具有会聚作用，B对光线具有发散作用，所以A是凸透镜、B可能是凹透镜，故C正确，ABD错误。 故选C。 7．如图所示，凸透镜平放在水面上方，到水面的距离恰好等于焦距，水中一束红光经过凸透镜的焦点射向凸透镜。请在图中画出这束红光进入空气并通过凸透镜的大致光路。 【答案】 【详解】根据光的折射规律，光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线远离法线偏转，所以过入射点在空气中法线的右侧作出进入空气的折射光线；由于凸透镜到水面的距离恰好等于焦距，所以从水中射出的折射光恰好过凸透镜的焦点，根据“过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴”可作出通过凸透镜后的光线是平行主光轴的，据此作图。 板书设计 二、透镜 一、透镜的分类 1. 凸透镜：中间厚、边缘薄（放大镜、老花镜） 2. 凹透镜：中间薄、边缘厚（近视眼镜） ※ 光心：透镜中心，过光心光线方向不变 ※ 主光轴：过光心垂直于透镜表面的直线 二、透镜对光的作用 1. 凸透镜：对光有会聚作用（会聚透镜） 焦点F：平行光会聚的点 焦距f：焦点到光心的距离 2. 凹透镜：对光有发散作用（发散透镜） 虚焦点F'：折射光线反向延长线的交点 三、透镜的三条特殊光线 凸透镜：平行过焦点、过心不变、过焦点平行 凹透镜：平行过虚焦点、过心不变、指向虚焦点平行 教学反思 本节作为《光的折射 透镜》单元中承上启下的关键内容，较好地完成了引导学生认识透镜、探究透镜对光的作用的教学目标。学生在观察和实验中既获得了知识，也体验了科学探究的过程，为后续学习“凸透镜成像的规律”奠定了坚实的基础。后续教学中将继续注重实验探究与概念建构的结合，通过更多作图训练和生活实例，帮助学生牢固掌握透镜的基础知识及其应用。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $