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1、科學探究：凸透鏡成像 教學目標知識與技能1.知道物距、像距的概念。2.理解凸透鏡成像的規(guī)律。3.學會“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗的操作技能。過程與方法1. 學會用控制變量法設計探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗方案，會根據(jù)方案選擇合適的器材，初步體會科學探究的方法。2.培養(yǎng)學生收集和處理數(shù)據(jù)的能力，對探究結果進行交流、評價的能力。情感、態(tài)度與價值觀1.在探究“凸透鏡成像的規(guī)律”的過程中，養(yǎng)成認真負責、實事求是的科學態(tài)度。2.通過匯報凸透鏡成像的不同情況的過程，體驗合作交流在探究中的重要性。教 學重難點重 點體驗探究的過程，通過實驗數(shù)據(jù)分析歸納，得出凸透鏡成像規(guī)律難 點在探究成像規(guī)律的過程中，像與物所在范
2、圍的確定教學準備1.教師器材：多媒體（拍攝應用凸透鏡的實例的圖片和實驗的圖片，制作數(shù)據(jù)處理課件）等。2.學生器材：LED燈、蠟燭，、凸透鏡（f=10cm，f=8cm）、光屏、光具座、小魔筒。教學過程教學環(huán)節(jié)及時間安排教師活動學生活動教學資源安排及設計意圖一、創(chuàng)設情境導入新課展現(xiàn)生活中的場景:掛在草葉上的露珠倒映出白菊花縮小的像、滴在文字上的水滴把字放大和教室里的投影儀的鏡頭可以放大圖片。引導分析都是凸透鏡，所成的像一會變大，一會變小，那么凸透鏡成像有什么規(guī)律呢？從而引出探究的課題。觀察思考用生活中常見簡單的物品來做實驗，觀察到不同現(xiàn)象，激發(fā)學生的興趣和求知欲望。體現(xiàn)“從生活走向物理”的理念，讓
3、學生感知物理就在生活中。二、新課教學1.提出問題進行猜想2.設計實驗3.進行實驗探究1分析論證得出結論探究2分析論證得出結論探究3分析論證得出結論4.歸納總結得出規(guī)律三、知識應用小魔筒游戲：提供器材：LED燈、小魔筒、兩只焦距不同的凸透鏡。讓學生只通過小魔筒和增加不同的凸透鏡后觀察LED燈的字母“F”。匯報各自看到的現(xiàn)象。由此引起學生的驚奇和疑問：為什么看同樣的“F”，有大有小、有正有倒？從而提出要探究的問題，并為猜想提供了依據(jù)?！咎岢鰡栴}】凸透鏡成像可能與什么因素有關呢？【猜想】生：可能凸透鏡的位置不同，可能和焦距有關等。利用圖片引導學生，得到物距的概念： 物體到凸透鏡的距離。引導學生有根據(jù)
4、地的進行猜想?！驹O計實驗】根據(jù)猜想，凸透鏡成像可能與物距和焦距有關。由一個量和幾個量的關系引出探究的方法控制變量法，進而提出問題，讓學生思考實驗思路。問題：如果要探究凸透鏡成像與物距的關系，該怎么做？ 生：用焦距一定的凸透鏡，改變物距，觀察凸透鏡成像情況；追問：如果要探究凸透鏡成像與焦距的關系呢？生：控制物距不變，改變焦距，觀察凸透鏡成像情況。在實驗思路明晰的基礎上先探究凸透鏡成像與物距的關系。選擇的實驗器材有：1凸透鏡：一只焦距為10cm的凸透鏡。2發(fā)光物體：課本上用蠟燭做為發(fā)光物體，今天改用“F”字樣的LED燈，并說明實驗改進的好處。3光屏：引導學生觀察光屏上的格子。說明用處和讀法。4光具
5、座：把F燈、凸透鏡、光屏依次安裝，并對零刻度線進行了改進。先進行錯誤安裝，讓學生進行分析原因，引導他們知道怎么安裝（發(fā)光物體、凸透鏡和光屏三者中心在同一高度），以及為什么要這么安裝。說明如何找到最清晰的像的操作。強調如何讀物距和像距：先利用圖片找到物距和像距。引導學生觀察零刻度線的位置，知道這樣設置的好處?！具M行實驗】探究實驗1：在光屏上找凸透鏡成縮小、等大、放大的像。讓每組學生通過改變物距，在光屏上找到縮小、放大、等大的像各一個。比一比看誰做得又好又快，請最快的3組同學把數(shù)據(jù)錄入到電腦中。邊巡視時邊發(fā)現(xiàn)問題，提醒實驗要注意的問題。1操作要點：（1）LED燈、凸透鏡和光屏三者中心在同一高度；（
6、2）找到最清晰的像的操作方法。2要讀出u、v、h，記錄在表格的1、2、3行。3請大家分工合作。學生進行實驗操作，獲取數(shù)據(jù)，老師巡視指導。并提醒實驗完畢，關上LED燈?！痉治稣撟C】請幾個同學匯報一下觀察到的像的性質。特別注意強調實像的判斷。師生分析1：我們先分析成縮小的像的條件。（1）對數(shù)據(jù)進行觀察并初步分析。（2）再通過flash軟件把實時數(shù)據(jù)轉換為圖形，把物像的情況直觀的顯示出來。引導同學仔細觀察和分析。通過剛才大家的觀察，發(fā)現(xiàn)了什么？引導學生觀察思考得到成縮小像的規(guī)律。結論：1u2f，成倒立、縮小、實像 ，fv2f； 2物距減小，像變大，像距增大。分析2：也把放大像的數(shù)據(jù)轉換為圖形進行分析
7、，得出結論。結論：1 fu2f； 2物距減小，像變大，像距增大。分析3：再來看等大像的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)什么特點？也轉換成圖形進行分析得出結論。結論：u=2f，成等大倒立的實像，v=2f。進一步引導學生觀察分析圖形，讓學生發(fā)現(xiàn)一個很特殊的位置，這個位置即為2F。物體在這個位置之外，成縮小像，在這個位置到F是成放大像，說明這個位置是個放大像和縮小像的分界點。分析結論后板書：凸透鏡成像規(guī)律進一步引導觀察分析剛才的3條結論，引導學生發(fā)現(xiàn)（1）成放大像和縮小像時的物距和像距的區(qū)域很對稱，呈現(xiàn)出物理的對稱美。適時對學生進行美的教育（2）成實像時，物距減小，像距增大，像變大。 探究2： uf時凸透鏡所成的像。如果
8、物距繼續(xù)減小到一倍焦距以內會怎么樣呢？請同學們再試試看，把數(shù)據(jù)記錄在表格的第4行。學生實驗：指導學生如何找像。分析：請學生描述一下看到的像的性質。生：當uf時，成正立，放大的虛像。注意強調虛像的判斷。得出結論：uf，成正立，放大，虛像。探究3： u=f 時成像情況。再次引導觀察分析結論，u=2f是放大像和縮小像的分界點，那么在實像和虛像中間呢？也有一個分界點，即焦點，那么如果把物體放在焦點，成像情況又怎樣？學生實驗：把LED燈放在一倍焦距的位置，觀察成像情況。匯報觀察結果。得出結論：u=f，不成像。應用動畫光路圖，利用通過凸透鏡的特殊光線進一步分析：像點是光線通過透鏡的相交于一點形成的，當物體
9、不斷靠近凸透鏡趨向焦點時，物距減小，像距增大，就好像“物在追，像在跑”。當物體趨近于焦點，像越來越大、越來越遠，當物體到達焦點時，出射光線變成了平行光，像到達無窮遠處就看不到了。當物越過焦點后，量變引起質變，像點是由折射光線反向延長相交而成的，因此成像發(fā)生了變化，由實像變成了虛像。因此焦點是實像和虛像的分界點。首尾呼應: 回到課前展示的生活現(xiàn)象和魔筒小游戲，請學生用這節(jié)課學習的凸透鏡成像規(guī)律進行簡單的解釋。【質疑感悟】請學生自己總結通過探究學到了什么？感悟到什么？并鼓勵學生進行質疑。老師針對學生的回答進行分析、修正和完善?！練w納總結】進一步說明，科學家經過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，用焦距不同的凸透鏡做實
10、驗，也可以得到同樣樣的成像性質，但成像的大小將會不同。提出新的探究課題：探究物距相同時，改變像距，觀察凸透鏡成像的情況。由于時間關系，留待課后研究。師小結：可見，凸透鏡的成像性質是由物距與焦距的關系決定的。但即使成像性質相同，由于焦距不同，所成像的大小也是不同的，感興趣的同學課后可以繼續(xù)探究。投影凸透鏡規(guī)律圖形和內容： 【學以致用】在日常生活中，凸透鏡得到了廣泛的應用，如照相機、投影儀、放大鏡等，他們的鏡頭都是凸透鏡，只不過成像的性質不同。除此之外，透鏡在工業(yè)、醫(yī)學、軍事的等領域的應用相當廣泛，我們只有了解和掌握透鏡的基本知識，將來才能進一步研究其他特性，更好的為人類服務。學生動手親自體驗凸透
11、鏡的神奇。交流大家的觀察結果，產生疑問。通過觀察現(xiàn)象，引起驚奇并產生疑問：凸透鏡成不同的像由什么決定？有根據(jù)實驗現(xiàn)象有依據(jù)地進行猜想。師引導生分析實驗思路學生帶著問題，設計實驗，根據(jù)實驗方案，選擇合適的實驗器材，認清每種器材的作用和用法。由學生一起分析實驗改進的好處認識器材的基礎上學習實驗操作要點。學生實驗，分工合作并將數(shù)據(jù)輸入電腦，學生匯報觀察到的現(xiàn)象，分析成像的性質。學生觀察數(shù)據(jù)并進行分析，從中自己歸納得出結論引導學生通過分析圖形找到規(guī)律。并能順利描述出自己的觀點。學生分析思考、交流學生實驗：研究u2 倒立、縮小、實像 v2 u=2 倒立、等大、實像 v=2u2 u變小，v變大，像變大2. u 正立、放大、虛像三、應用7
四年級科學下冊 一 奇妙的光 3凸透鏡成像教案 新人教版(共7頁DOC)
