爱华网《凸透镜成像的规律》说课稿
李荣
西安市第五十四中学
一、教材分析（说教材）
1、在教材中的地位和作用
课程标准要求：探究并知道凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像规律的应用。课程标准解读：通过实验探究，了解凸透镜成像的规律；会使用相关的实验仪器，能通过观察和实验收集凸透镜成像的有关数据和资料，归纳出凸透镜成像的规律；培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。由此可见这是一节培养学生观察能力、动手能力和交流合作能力的好课例。
本节是苏科版八年级物理上册第四章《光的折射透镜》第三节内容，是本章的核心，它是前面《透镜》知识的延伸和升华，同时又是学习《照相机与眼睛》、《望远镜与显微镜》的理论基础，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，在教材中起着承上启下的重要作用。
这节课是在学生对生活中常见的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，从“意外发现”引出问题，激发学生的探究欲望。通过探究活动，研究凸透镜成像的规律，使学生通过自主探究体验科学探究的全过程和方法。新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系为主线，安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与论证”等教学过程，让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程，很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，对今后进一步探究其他知识打下基础。
2、教学目标的确定
依据《课程标准》要求、本节教材特点以及学生现有的认知水平，确定本节课的教学目标为：
知识与技能：
（1）知道凸透镜成像规律及其应用。
（2）能运用凸透镜成像规律解释有关现象。
过程与方法：
（1）让学生初步了解探究学习的一般程序和方法。
（2）培养学生分析实验结果、从中得出规律的能力。
情感、态度与价值观：
（1）培养学生认真严谨的科学态度及探究创造的心理品质。
（2）感受探究过程的开放性与协作性。
3、教学重点、难点的确定
本节重点放在探究凸透镜成像规律上，因为学生对于科学探究的全过程缺乏经验，因而把它作为重点。
把难点放在科学探究中实验数据的处理和分析上，对于实验探究学生处于起步阶段，记录数据后，分析这些数据归纳得到结论，是学生比较陌生的，因而此处确定为难点。
4、课时安排的确定
用两课时完成本节教学。第一课时用于观察有关现象及收集证据；第二课时用于分析论证、交流合作、评估探究过程及了解凸透镜成像规律的初步应用。
二、学情分析（说学生）
在整个光学部分，教者应有全局一盘棋的思想，八年级学生正处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生分析数据归纳规律的能力不强，所以要把折射规律与凸透镜成像联系起来还比较困难。学生对于凸透镜的了解，凭其生活经验仅知道它叫放大镜，能把物体放大，而对其成像规律是知之甚少的。因此要上好这节课，前期的准备是非常重要的。
1、知识储备
《光的直线传播》课后习题第2题，要求学生制作针孔照相机，观察窗外的景物，记录看到像的特点，在课堂汇报、展示实验成果，同时在课堂上引导学生继续探究小孔到烛焰距离不同时像的特点，使学生建立描述像特点的概念：如实像、放大和缩小、倒立等。《平面镜》这一节使学生第一次知道虚像概念，学习了比较实像和虚像的方法。《透镜》这一节学习了平行光测凸透镜焦距的方法、通过作图学习凸透镜的三条特殊光线。这些都为探究凸透镜成像规律做好了知识上的储备。
2、技能储备
通过前面的小孔成像实验和平面镜成像实验，学生已经能区分实像和虚像，同时也具备了利用刻度尺读取数据的能力，从技能上为这节课的学习做好了充分的准备。
3、学习心理
学生已具备了一定的观察、实验和分析归纳能力，对探索凸透镜成像规律有着强烈的好奇心和求知欲，实验是激发学生兴趣的最好方法，通过实验，让学生充分发挥自己的潜能，去探究、交流和思考，完成对凸透镜成像规律的认识。
三、教学策略（说教学、学法）
1、教法分析
本节课需要学生进行全过程探究，我们关键应该引导学生怎样去猜想，在教学中创设合理的猜想情景，并且引导学生知道猜想要有猜想的理由，不能胡乱猜想。设计实验是探究的一个重要环节，所以我们要引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么。在培养学生对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行比较，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，培养学生处理信息、分析概括的能力，从而提高学生的科学素养。
2、学法分析
本节在设计意图上是让学生经历完整的科学探究过程，从提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验，从实验与观察，分析与讨论等，都由学生完成，给学生较大的自主探究空间，对探究能力的要求比较高。因此在教学过程中应突出学生的主体作用，倡导学生主动参与、乐于探究、交流合作，将思维程序作为贯穿整个教学过程的主线，帮助学生形成研究问题的良好思维习惯。
四、教学程序
（一）创设情景，引发猜想
1、学生体验：让学生通过照相机模型观察窗外的景物，同时图片展示一架老式的照相机，从它的胶片上能看到物体倒立、缩小的像。
2、教师介绍：我们正在使用的是一台投影仪，可将投影片上的图像放大到屏幕上，使全班的同学都能观看。
3、学生活动一：让学生在窗边用凸透镜观察书上的字，同学们都能看到放大的字，这是他们已有的知识体验，当他们移动凸透镜时，意外地发现课本上居然出现了窗外景物倒立、缩小的像，引发他们与已有经验的冲突，同时，也引发他们的思索，为什么透过同一凸透镜却看到不同的情景？进而引入新课，使学生在一步步的疑问中得到知识与能力的提升。此环节的设计意图是：让学生在老师创设的情景中进行自主探究，亲身感触到凸透镜成放大的像还是缩小的像与凸透镜到物体的距离有关，引发对凸透镜成像规律的猜想，此时引入物距和像距的概念。
4、学生活动二：让学生用另一个焦距不同的凸透镜，与前一透镜并排放置，同时观察课本文字，学生通过对比，得出所观察到的像是不同的，进而引发学生对凸透镜的成像可能与透镜焦距有关的猜想。
通过以上体验活动，学生从中感悟到凸透镜成像是有规律的，物距和焦距都会影响到所成的像，由此完成猜想。
（二）设计实验，操作分析
1、制定实验方案
提出猜想后，在制定具体的实验方案时，考虑到学生从未接触过光具座，教师先展示器材介绍构造，提问学生如何使像成在光屏中央？再示范调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。此时提出两个问题让学生思考：（1）怎样在光屏上成清晰的像？ （2）怎样观察虚像？
在学生思考的基础上，引导学生观察物、镜不动，光屏前后移动时，光屏上所成像会变模糊，通过观察学生感悟到物、镜一定时，清晰像的位置是一定的，为学生实验做好铺垫。因为学生很容易把烛焰模糊的光斑误认为是实像，而使实验无法正常进行，所以教师这里需示范光屏上成清晰像的操作要领。
对于如何观察虚像，可以示范当物由远及近靠近凸透镜时，光屏无论怎样移动都不成像，这时把眼放在光屏这一侧，透过凸透镜观察烛焰，可观察到虚像，与放大镜观察物体相同。要求学生实验时将光屏置于像的位置，观察直接在光屏上能否看到像，确定像的性质。
此环节的设计意图是：培养学生的观察能力及养成积极思维、解决实际问题的能力。同时去除实验中可能影响学生探究的干扰因素，让学生有更多的时间完成探究实验。
根据所给实验器材和相关实验操作要领，组织学生讨论设计实验方案：
经过展示和讨论确定实验方案后，把学生分为两大组，分别给焦距为10cm和15cm的透镜，学生进行实验时，观察实验过程从“整体”到“局部”，先观察随着物距变化凸透镜成像情况总的变化情况，然后再分不同情况进行探究。调整物距，观察成缩小倒立像、放大倒立像、正立放大像时的物距和像距，数据记录在学案上的表格中。
此环节的设置主要是因为学生处于实验探究的初级阶段，对于表格的设计会有一定的差异，为了后面的教学能够顺利展开，此处直接在学案中给出实验记录表格。
2、进行实验、收集数据
学生实验，记录数据，教师巡视，指出学生实验过程中的不妥之处，辅导学生实验，并提醒学生边实验，边记录实验数据。
3、分析数据，交流评估
在实验探究过程中，两个学生一组实验器材，让每个学生都有动手的机会。引导学生通过观察实验现象，记录数据，分析得出凸透镜成倒立缩小的实像、倒立放大的实像及正立放大虚像的条件。从学生实验的情况来看，学生探究热情高，各小组配合默契，实验数据记录详实。在实验总结归纳时，我让其中几组阐述实验探究情况，其他小组作出评价，通过合作交流最终确定实验结论，在此过程中，我让基础弱的同学说出实验现象，基础中等的学生公布测量的数据，同时将实验数据输入Excel表格进行多组数据的处理，通过对表格中物距排序的处理，引导学生发现放大、缩小像的分界点及虚实像的分界点，最后教师进行适当点拨让基础好的学生总结规律，这样让不同层次学生都有了发言的机会，能让所有的学生进一步动起来，不仅体现了学生的主人翁地位，而且很好的贯彻了新课程以人为本，因材施教的理念，在不同层次所有学生的共同努力下突破了教学难点。
归纳出凸透镜成像的规律后，针对物体在两倍焦距处成什么像，可以引导学生进行猜想推理，物距大于2f成放大的像，小于2f成缩小的像，则2f处成等大的像，学生进行实验加以验证，这样安排可以使学生认识到实验探究不都是事实归纳，还需要在探究过程中不断思考、分析、预测和验证。物体在一倍焦距处成什么像，让学生直接实验，在光屏及透镜一侧均找不到像，此时教师可利用多媒体作出光路图，说明物体放在焦点处不能成像的原因，是物体发出的光线被凸透镜折射后成为平行光，正反两个方向都不会相交，即既无实像也无虚像，此位置不能成像。
此环节的设计使得学生探究出的凸透镜成像规律更加完整。
经历了所有的实验，我会引导学生进行实验评估，反思猜想的正确性，探究中有哪些感悟和体会，有哪些成功和失误，还有哪些问题没有解决，帮助学生树立评价意识，学会评估和反思。
4、加深理解
用凸透镜成像动画向学生展示凸透镜成像的连续变化规律，形成深刻的印象。总结当物距连续变化，引起像和像距的变化规律，利用动画让学生观察出二倍焦距和一倍焦距处的特殊意义。由于凸透镜成像规律内容较多，可用图表法、编故事法和编顺口溜发帮助学生记忆。
编故事法：
当物体由无限远处经过A5B5A4B4A3B3A2B2 位置时，它所成的像依次经过A5B5 A4B4A3B3及无限远处，可以这么理解，在物体追赶自己的像的过程中，始终沿同一方向追赶，所谓是“月亮走我也走”，并且实像和虚像都遵循这一原则。
当物体位于二倍焦距以外时，物体在追赶自己的像时发现自己离像越来越近因而非常高兴，当追到二倍焦距时，物体在A4B4位置时离像A4B4最近而“欣喜若狂”。但是物体继续追赶时，像却突然加速离自己而去，并且物体追赶的再快，而像总是跑得比自己还快。当物体继续追赶到焦点时，像却“孙悟空驾筋斗云一样”跑到无限远处，即此处不成像，当物体继续追赶时，像实在无处可跑，就一个“鹞子翻身”跑到物体后面躲起来，物体“茫然不知所措”。当像跑到物体后面躲起来时，就始终在物体的后面，并且是正立的、放大的虚像，此时图上用虚线表示。
编顺口溜法：
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
虚像与物同侧正，实像与物异侧倒；
物远像近像越小，物近像远像越大。
5、拓展延伸
我们学习的目的是应用，那么凸透镜成像的规律在生活中有哪些重要的应用呢，教师介绍课堂开始时提出的照相机、投影仪及放大镜的原理，首尾呼应。这样既突出了本节课教学的主题，又将物理与社会紧密的联系在一起，增加了物理教学的实际意义。
（三）课堂小结
对应本节课的目标，让学生叙述这节课的收获，包括知识上、方法上以及能力上的收获，使学生对本节课所学知识有整体的把握。
（四）板书设计
当u>2f时，f2f，成倒立、缩小的实像，照相机
当f2f时，v>2f，成倒立、放大的实像，投影仪、幻灯机
当u=2f时，v=2f，成倒立、等大的实像，测焦距
当u时，成正立、放大的虚像，放大镜
以上板书的设计整体突出本课的重点：凸透镜成像的规律。
五、教后反思
本节课学生有学习兴趣，积极性高。但是由于这是学生的第一次自己主动探究实验，学生还缺乏一定的实验技能，在探究过程中离不开老师的及时指导，学生实验时，老师要加强巡视和指导。个别小组只是好奇地观察成像情况，忽视了物距和像距的测量，使实验流于形式，得不到自主实验的结论。实验在教师的引导、点拨下进行的比较顺利，若完全由学生自己分析数据归纳规律的能力还有待加强。
本节课是在学生自主探究的基础上完成的，符合新课改的要求。学生通过自主探究提高了动手能力，课后及时指导学生制作照相机、幻灯机模型，也增强了学生学习物理的兴趣。学生普遍反映如果只背那些死的规律，一点兴趣都没有，现在学生们通过不同的方法记住了成像的规律。
在今后的教学中，我要通过不断地反思来提高自己的教学水平和创新能力。加强学生的学习兴趣培养，增强学生思维能力和创造力的培养。
