5.5 跨学科实践：制作望远镜 教学设计 2026-2027学年物理人教版八年级上册

第5节 跨学科实践:制作望远镜 (人教版《物理》八年级上册 第五章第5节 教学设计) 课题 第5节 跨学科实践:制作望远镜 课型 综合实践课 课时 1课时 教材版本 人教版《物理》八年级上册 教学方法 项目式学习、实验制作法、问题引导法、小组合作 学科 物理 年级 八年级 教学用具 凸透镜(不同焦距)、瓦楞纸、光具座、刻度尺、胶带、剪刀 教材分析 本节为人教版《物理》八年级上册第五章第5节跨学科实践课。学生将综合运用凸透镜成像规律,了解望远镜的构造与原理,动手制作简易望远镜,体会物理与数学、工程实践的融合,感受科学技术对人类的影响。 学情分析 学生已掌握凸透镜成像规律,具备基本的实验与动手能力,但对望远镜的两次成像过程、放大倍率的确定缺乏认识,需通过原理分析与制作调试逐步掌握。 核心素养目标 物理观念:了解望远镜的构造和成像原理,知道视角及其影响因素。 科学思维:尝试运用已学的透镜成像知识解释物理现象,培养初步解决问题的能力。 科学探究:通过自制望远镜,体验物理应用于实际的乐趣,学会调试与改进。 科学态度与责任:借助望远镜的认识,感受科学技术对人类生活与社会发展的影响。 教学重点 了解望远镜的构造及原理,制作一个望远镜。 教学难点 通过实验测量与理论分析相结合,确定望远镜物镜和目镜之间的最佳成像距离。 教学过程 【环节一:情境导入(6~7分钟)】 【教师活动】展示科学家用巨型天文望远镜接收遥远星系信息的画面,讲述望远镜对人类探索宇宙的作用。提出:我们每个人也能用身边器材自制望远镜观察星空。布置本课任务:了解原理、设计、制作并调试一台能观察远处物体的望远镜。 【学生活动】观察天文望远镜,产生自制望远镜的兴趣,明确本课的实践任务。 【设计意图】以天文望远镜与自制望远镜的双重视角导入,激发动手制作与探究的兴趣。 【过渡语】望远镜是怎样看清远处物体的? 【环节二:任务一 了解望远镜的基本原理(11~13分钟)】 【教师活动】提问:望远镜的基本原理是什么?讲解:常见望远镜由两组凸透镜组成——靠近眼睛的叫目镜(焦距较小),靠近物体的叫物镜(焦距较大)。引导分析:望远镜的两次成像各有什么特点?分别与哪种光学仪器相似?讲解视角:物体在视网膜上的像的大小决定看清楚与否,像越大、感光细胞越多、分辨越清楚;视网膜上像的大小取决于视角。小结:视角大小与物体大小、物体到眼睛的距离有关。 天文望远镜的构造 望远镜成像原理光路 视角与成像大小示意 【学生活动】交流思考:物镜成倒立、缩小的实像,相当于照相机的镜头;目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜。讨论:远处飞机看起来小、降落变大,是因为视角大小不同;视网膜上的像大小决定看清楚的程度。 【望远镜结构】物镜焦距大、目镜焦距小;物镜成倒立缩小实像,目镜成正立放大虚像。 【视角】视角由物体大小和到眼睛的距离决定;增大视角就能看清更远的细节。 【设计意图】通过结构与视角的分析,帮助学生理解望远镜的原理与看清物体的关键。 【知识点】望远镜由物镜和目镜两组凸透镜组成,通过增大视角帮助人眼看清远处物体。 【环节三:任务二 制作简易的望远镜(11~13分钟)】 【教师活动】提问:自制望远镜用单片凸透镜作目镜和物镜,放大倍率如何确定?如何选物镜、目镜?镜筒怎么设计?讲解:观察最远处物体时两透镜间距约为焦距之和,观察较近物体时间距稍大;为成像质量好,放大倍率宜取2~3倍。组织分组实践:按焦距、直径选择凸透镜,用瓦楞纸卷制两段镜筒并固定物镜、目镜,套接调试。 简易望远镜的镜筒与透镜安装 【学生活动】讨论回答:放大倍率约为物镜焦距与目镜焦距之比;物镜直径应比目镜大;镜筒做两段便于调节。小组合作:卷制镜筒、固定透镜,把目镜筒套入物镜筒,调节距离直到看到远处清晰的像。 放大倍率公式: 放大倍数 = 【制作调试】镜筒套接要松紧合适,前后移动调节两透镜距离,直到看到最大、最清晰的像。 【放大倍率】放大倍率不要过大,2~3倍成像质量较好;两透镜间距按焦距之和估算。 【设计意图】通过设计、制作与调试,让学生综合运用物理与数学知识完成实践,突破最佳成像距离的难点。 【知识点】放大倍数等于物镜焦距除以目镜焦距;通过调节两透镜距离找到最佳成像位置。 【环节四:任务三 展示交流(8~11分钟)】 【教师活动】组织成果展示:请学生介绍制作方案、遇到的问题及改进方法,相互评价。拓展提问:自制望远镜观察到的远处像是倒立的,怎样得到正立的像?补充两种方法:①用两个相互垂直的平面反射装置把像上下、左右各颠倒一次;②物镜用凸透镜、目镜用凹透镜,像即为正立。布置自学教材"科学世界——望远镜与宇宙探索"。 【学生活动】展示交流制作成果,分享问题与改进(如减小两镜筒缝隙优化成像)。讨论回答:可用两个垂直平面反射装置颠倒像,或让物镜凸、目镜凹成放大镜,都能得到正立的像。 【正立像方法】想成正立像:用垂直反射装置调像,或目镜改用凹透镜。 【设计意图】通过展示、评价与拓展,让学生交流成果、学会改进,深化对望远镜原理的理解。 【知识点】得到正立像可用垂直反射装置或目镜用凹透镜两种方法。 【环节五:课堂小结(4~5分钟)】 【教师活动】组织学生用思维导图总结:望远镜原理、放大倍率、制作过程、改进方法,体会跨学科融合。 【学生活动】小组合作绘制思维导图,梳理制作望远镜涉及的光学、数学与工程知识。 【设计意图】用思维导图整合跨学科知识,帮助学生体会物理、数学与工程的融合。 板书设计(两列层级提纲式) 望远镜原理 物镜+目镜(两组凸透镜) 物镜成倒立缩小实像 目镜成正立放大虚像 看清物体 增大视角 放大倍率 物镜焦距/目镜焦距 制作望远镜 选焦距与直径、两段镜筒 调节距离看清晰像 第5节 跨学科实践:制作望远镜 教学反思 1.情境导入能否激发制作望远镜的兴趣?建议:用天文望远镜拍摄的星空引入,激发学生自制的热情。 2.望远镜原理是否讲透?建议:结合两次成像光路图,讲清物镜、目镜分别相当于照相机与放大镜。 3.放大倍率公式是否理解?建议:用竖式分式公式直观呈现"物镜焦距比目镜焦距",并举例计算。 4.制作与调试是否顺利?建议:预先按焦距分组材料,示范镜筒卷制与套接,强调调节最佳距离。 5.调试中的问题是否解决?建议:引导用缠绕填充缝隙、控制透镜直径差等方法优化成像。 6.跨学科融合是否体现?建议:结合焦距计算、材料选择与制作工艺,体现物理+数学+工程融合。 AIGC标识: b4450674-41fb-4d1e-8396-501dfa33bea1 学科网(北京)股份有限公司 $