资源简介 《4.2凸透镜成像的规律》教学设计课标要求 科学探究要求 科学探究要素科学探究能力的基本要求提出问题◇能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。猜想与 假设◇能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设。设计实验与 制订计划◇经历设计实验与制订计划的过程。 ◇明确探究目的。进行实验与 收集证据◇能通过观察、实验收集证据。 ◇会使用简单仪器进行实验,会正确记录实验数据。分析与 论证◇经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。 ◇能对收集的信息进行简单归类及比较。评估交流与 合作◇了解交流与合作在科学探究中的意义。科学内容要求 2.3.5 探究并知道凸透镜成像的规律。课标解读 第一:过程性要求——“探究”,本探究活动是学生学习物理以来经历的最为完整的探究活动,要求学生在探究活动中充分体会“发现问题”“设计实验与制订计划”“进行实验与收集证据”“评估”“分析与论证”等要素。利用问题线和学习活动设计一步步引导学生完成完整的探究体验。 第二:终结性要求—— “知道”,从认知性目标的层次来看属第一层次“了解”水平,要求学生通过学习能知道物距与焦距满足不同条件时,凸透镜成各种不同的像。利用学习活动设计巩固透镜成像知识并将其与生活紧密相连。教学目标 1.知道物距与像距的概念,会区分实像与虚像。 2.通过实验,知道当u>2f、u=2f、f学情分析 从知识与技能的掌握来看 通过前面的小孔成像实验和平面镜成像实验,并建议学生自己动手制作针孔相机,让学生能够更好地区分实像和虚像形成特点及呈现方式的不同,从知识和技能上为这节课的学习做好了充分的准备。 通过前面的学习,学生已初步明确了凸透镜对光的作用,焦距、实像和虚像等基本的物理概念,掌握了测凸透镜焦距的技能,也具备了一定的观察、实验和分析归纳能力。 从过程与方法的体验来看 学生已经经历了一些探究活动,如探究光的反射定律,探究平面镜成像特点,经历了“提出问题”、“制订计划与设计实验”、“进行实验收集证据”、“分析与论证”等探究要素。但对“发现问题”的能力,“分析与论证”的方法、对“评估”重要性的认识,均需要在本探究活动中进一步加强。 这就要求教师在教学时,要创设良好的问题情境,引导学生去发现问题,并能科学表述这一问题;能预见性地提出一些问题引导学生进行实验,并在实验过程中加强巡视指导,对学生实验中出现的问题及时纠正;引导学生采用多种方式收集证据,并引导学生评估数据的合理性,去除错误数据,引导学生发现隐藏其中的物理规律。设计实验方案也应对学生进行必要的引导。 从情感 态度 价值观的角度来看 绝大多数学生有学习物理的兴趣,有克服困难的信心和决心,能将自己的见解与他人交流,敢于提出与别人不同的见解。 从学生的不同层次的角度来看 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。评价设计 1.通过友情链接和活动2达成目标1。2.通过活动5、活动6、活动7、活动9和活动10的第一关达成目标2。 3.通过活动8和活动10的第二关达成目标3。 4.通过问题1、问题2、问题3、问题4、问题5、问题6 ,以及活动 3、活动4、活动5、活动6、活动7、活动11 达成目标 4中间渗透达成目标5。教学方法 教法:讨论法 学法:合作探究 分析归纳学具准备 光具座、自制光源(LED灯)、焦距不同的凸透镜、光屏课前学习活动 课前下发学案 ,让学生预习“友情链接”的相关知识为新知的学习做好准备。 友情链接: 1.焦点到透镜中心的距离叫 ,用字母 表示。 2.实像是 会聚而成的, (“能”或“不能”)用光屏呈接到。 虚像是 会聚而成的, (“能”或“不能”)用光屏呈接到。教学环节 教师的问题线及学习活动设计 设计意图情景导入 【活动1:学生互动体验】 学生同桌之间互动体验:同桌两人各做一次,将放大镜从靠近同桌的眼睛处逐渐远离,你看到的眼睛一直都是放大的吗? 要求每个同学各做一次,且注意认真操作。 【活动2:教师演示 师生互动】 教师自制教具演示实验展示放大镜的魔力:改变光源到放大镜的距离,引导学生从像的倒正、大小、虚实观察并描述凸透镜所成的三种像,结合学生回答 ,在黑板上贴纸进行“模拟成像”。 两个学习活动后,总结放大镜不但能改变像的大小,还能改变像的倒正和虚实。点明放大镜的实质是凸透镜,导入课题,明确本节课的学习目标。 通过学生体验感受放大镜不仅仅能放大还能缩小。 通过教师演示实验让学生感受到放大镜的魔力,激发探究热情。实验探究 1.提出问题 【问题1】 (指着黑板上的模拟成像)物体没变,凸透镜也没变,是什么因素的变化引起像的性质及位置的变化? 根据观察到的现象,你能提出怎样的问题?【问题2】 凸透镜所成的像是否只与物距有关? 将两个口径相同焦距不同的凸透镜并排放置,观察课本上的字,两个凸透镜的世界一样吗? 【活动3:学生实验对比】 学生将两个焦距不同的透镜并排放置,保持物距相同,观察课本上的字。 通过活动三发现,保持两个透镜物距相同,通过两个透镜看到的像却不同。 【问题3】 保持物距相同,看到的像却不同,凸透镜成像可能还与什么因素有关? 问题层层递进,引发学生的思考,为科学探究指明方向 问题环环相扣,引导学生通过动手实验一探究竟 学生动手实验观察两个焦距不同的凸透镜下的世界 根据实验现象顺势提出问题引导学生思考物距和焦距的关系满足什么条件时成三种不同的像? 此时,像距和焦距满足什么关系? 设计实验与制订计划 【问题4】 围绕探究目的,我们的探究应该怎么做? 找像时,我们要找几种像? 改变什么寻找三种像? 如何测量物距和像距? 总结规律时如何避免偶然性? 问题串步步引导,细化实验目的,让学生的探究更加有据可依 问题环环相扣,层层递进,引导学生总结处“先找像再测物距和像距最后找规律”的思路 让学生了解教师改造光屏的意图在问题串处理完后,进行像高的测量方法点拨,利用录制的短视频介绍老师改造创新的光屏格子纸使用方法。 进行实验与收集证据 引导学生阅读温馨提示 【活动4:温馨提示 防患未然】 全班每位同学都出声阅读温馨提示: ,教给学生使用格子纸记录像高的方法 对学生实验时可能出现的问题进行预估,提前防患于未然。在学生实验时进行巡视指导。 分析与论证 【活动5:教师引领 学生归纳】 教师引领,利用直观显示成像的措施,采用全班随机共享数据的方法对于焦距为10厘米的凸透镜进行汇总、发现、归纳、提升。 【问题5】 放大的像与缩小的像的分界点在哪里? 通过共享数据,让学生体会全班合作的重要意义;在寻找规律过程中培养学生的归纳能力。 引发学生思考猜想 两次实验对猜想进行实验验证 引发学生思考实像与虚像的分界点在哪里? 【活动6:学生实验验证】 将光源分别移到所用凸透镜的一倍焦距和二倍焦距处,对成像情况进行验证。 【问题6】 我们利用焦距为10厘米的凸透镜成像数据总结出的规律是否具有普适性呢? 【活动7:学生合作检查】 让左边小组到右边小组合作检查,总结使用焦距为5厘米的凸透镜所测数据是否与总结的规律一致。 【活动8:光路辅助 强化理解】 凸透镜成像规律的记忆: 一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小; 像的大小像距定,像儿跟着物体跑。 【活动9:巩固训练营】 出示游戏规则 培养学生合作意识,让学生感受评估在探究中的重要性 有利于强化理解,便于学生更好的掌握透镜成像的规律 对学生刚刚记忆的成像规律进行有效巩固。两位同学分别模拟物体和它的像到黑板前利用教师自制教具进行演示,教师及时发现学生漏掉的知识点进行补充并参与。 【活动10:智力大闯关】 第一关: 如图所示,保持凸透镜的位置不变,先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点,并分别调整光屏的位置。则: 1.把烛焰放在 点,屏上出现的像最大; 把烛焰放在 点,屏上出现的像最小。 2.把烛焰放在 有效地检测出学生在课堂中对于知识的掌握程度,发现问题,解决问题。点,屏上出现清晰的像时,屏距凸透镜最远。 3.把烛焰放在 点,屏上不会出现像。 第二关:某物体经凸透镜在光屏上得到一个像,现将透镜上半部分遮住,则屏上的像( ) 缺少上半部分 B.变小 C.性质不变,像变暗 D.变大 【活动11:实验验证】 调整光源、透镜、光屏的位置,使光屏上成清晰的像,用纸挡住透镜的一部分,观察成像情况。 对猜想进行实验验证分享收获 本节课你收获了什么? 我获取的知识有…… 我学会的方法有…… 学习过程中我体会到…… 通过分享收获 ,引导学生对三维目标总结提升。拓展延伸 在日常家用物品中寻找凸透镜,观察并记录它的成像性质。 巩固旧知的同时为学习新知打下基础。板书设计副板书凸透镜成像规律学案友情链接:1、焦点到透镜中心的距离叫 ,用字母 表示。像到透镜中心的距离叫 ,用字母 表示。2、实像是 会聚成的 , ( “能”或“不能” ) 用光屏呈接到 , ( “能”或“不能” ) 用眼睛直接看到。虚像是 会聚成的 , ( “能”或“不能” ) 用光屏呈接到 , ( “能”或“不能” ) 用眼睛直接看到。凸透镜成像的规律数据记录表次数 物体高h1(格) 焦距f/cm 倒立缩小的实像物距u/cm 像距v/cm 像高h2(格)1 22 23 24 25 2次数 物体高h1(格) 焦距f/cm 倒立放大的实像物距u/cm 像距v/cm 像高h2(格)1 22 23 24 25 2次数 物体高h1(格) 焦距f/cm 正立放大的虚像物距u/cm1 22 23 24 25 2实验记录表格:《凸透镜成像的规律》教材分析凸透镜成像规律在物理学知识体系中的地位和作用《凸透镜成像规律》是山东科学技术出版社出版的《义务教育教科书 物理·八年级》第四章第二节的内容,它是在《光现象》一章对光学基础知识进行简单介绍,以及对透镜知识有了简单了解的基础上进行了本部分知识的安排,旨在增进学生对透镜知识的了解,也为后续《生活中的透镜》《眼睛和眼镜》的学习打下基础。不同教材版本对凸透镜成像规律知识的处理让我们浏览一下各版本教材对初中光学的编排,会发现在初中物理课程标准这一总纲领的指引与要求下,编者对杠杆这一知识进行了不同的处理:(人教版)人教版的编排是先实践再理论,将生活中的透镜安排于凸透镜成像的规律之前,突出了物理的由生活到理论,再由理论来指导生活的理念。(苏教版)(苏教版)苏教版在内容安排上,将透镜部分与光的折射放在一起,从大类别上来说透镜的成像本就是属于光的折射的范畴。(沪科版)沪科版是将的光的现象中的光的反射、光的折射、和凸透镜成像都编列在一起,更易于形成一个系统化的知识框架。(北师大版)(鲁科版)本课教学采用的是鲁科版教材,从上图目录中,该版与北师大版的处理有些类似,可清楚看到该版本教材对该部分内容的处理方式:它是将透镜及其应用放到了光的折射之生,并独立成章,是在对于光的现象有了初步的了解的基础上进行透镜成像知识的探究,旨在增进学生对该部分知识知识的了解,也为后续学习生活中的透镜打下基础。体现了“从夯实基础,到探究规律,再到实践应用”的编排思路,知识体系完整,突出物理与生活的联系。课程教材内容的整合让我们通过以上图来领会鲁科版教材对透镜相关知识处理的立体整合思想。从图中可以看到,教材从学生身边熟悉的实像与虚像入手,引导学生认识透镜成像的不同,进而激发探究凸透镜成像规律的积极性,也为后面学生生活中的透镜打下基础,体现了在生活中探究规律,再将规律运用带到生活中的理念。课程教学资源的取舍文本资源在本专题备课中,我深入研读《初中物理课程标准(2011版)》、鲁科版《义务教育教科书(五四学制) 物理 八年级上册》教材、以及与之配套的教师用书等文本资源,领会课标精神,编者意图,并加上自己的创造性思考,编制了如“附件1”所示的导学案,在引导学生的课前准备、实验探究、记录数据等方面,发挥着重要的作用。实验室资源“凸透镜成像的规律”是2011版初中物理课程标准要求学生必做的20个实验之一,也是初中物理光学部分学习的重点。因此几乎在每个学校的实验室中,都可以找到本实验所需的透镜、光具座等传统实验器材。但它们在操作中却存在着许多的不足,影响了课堂上的实验进程和正确结论的得出。因此在本课教学中,我逐一分析实验器材的诸多不足,并加以改进,而且形成简洁明了的引导和清晰的问题引领,最终让实验过程更加简单具体,使学生观察、实验进而得出结论的过程更加快捷高效。多媒体资源现在我们学校每个教室都配备了电子白板,这些硬件使传统的单一媒体教学变为多媒体教学.有了硬件做保障,需要我们致力于软件资源的创作与开发。在本课的教学中,我制作的多媒体课件对辅助本课教学得到了举足轻重的作用。另外,互联网这个资源大宝库中,拥有许多免费的共享资源,如果善于有效利用,必将给我们的教学带来意想不到的效果。为学生了解透镜及作用、以及探究于凸透镜成像的规律起到了重要的作用。社会教育资源物理与生活密切联系,生活处处皆物理,只要我们稍加利用就能成为很好的课程资源。如本课的课后,我给学生布置了这样的作业:了解生活中有哪些常见的透镜,观察并记录它的成像特点。这就是引导学生从物理走向社会,通过观察物理知识在社会生活中的应用,让学生亲切感受到物理与社会的密切联系。教学的重点、难点重点:是凸透镜成像的规律及应用。难点:从课前布置学生动手收集生活资料及预习中可以发现,学生对于本节的学习有一定的畏难情绪,所以在在设计意图上是尽可能地让每个学生都有兴趣,有了参与教学的积极性,给学生较大的自主探究空间。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。可见,应把对实验数据进行分析和论证作为本节教学的难点,而透镜成像规律的理解及在生活中的应用确定为本节的重点。课时安排本主题计划用两课时,第一课时为实验课,在实验室进行,重点用于科学探究,第二课时为习题课,引导学生对所获得的凸透镜成像的知识进行实际应用。《凸透镜成像的规律》课标分析光学包括几何光学与物理(波动)光学两大部分内容。凸透镜成像规律,以及前面涉及光的反射定律、光的折射特点、平面镜成像特点等,都是几何光学中十分重要的规律,在几何光学知识体系中处于重要地位,是重点知识。《凸透镜成像规律》的专题属于课标“科学内容”三大主题之一──“运动和相互作用”主题的二级主题“声和光”。物质处于永恒的运动和相互作用中,物质运动和相互作用的规律是物理学的核心内容,也是学习物理学的基础。教学时应注意联系学生的生活实际,采用多样化的教学方式,发挥实验在物理教学中的重要作用,让学生经历对知识的探究过程,发展学生探究问题和解决问题的能力,培养学生的科学态度和科学精神。具体说明如下:1.课标要求从初中物理课程标准“课程内容”的要求看,《凸透镜成像规律》的专题涉及如下条目:“2.3.5” 认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。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。从行为动词可以看出,本专题既涉及体验性目标,又涉及认知性目标。2.体验性目标的分析“探究”是体验性目标的行为动词,属于“经历”的层次水平。在物理课程标准规定的20个必做的学生分组实验中,有9个为探究型实验,探究凸透镜成像规律实验就是其中的一个。在学生对透镜知识有所认识的基础上,通过探究活动,找出探究凸透镜成像规律,使学生通过自主探究,体验科学探究的过程和方法。新教材以影响成像特点的因素主线,安排了学生“提出问题、设计实验与制订计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作”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。结合本专题教学,课程标准中对“科学探究”各要素的科学探究能力的基本要求主要通过以下算什么得以体现:科学探究要素 科学探究能力的基本要求提出问题 ◇能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题。(通过操作体验几种生活中的杠杆的使用过程,引导学生提出问题) ◇能书面或口头表述发现的问题。 ◇了解发现问题和提出问题在科学探究中的意义。猜想与 假设 ◇ 尝试根据经验和已有知识对问题的可能答案提出猜想。 ◇能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设。(结合生活中的观察盛水玻璃杯后手指及通过透镜看远近程度不同的物体所成的像进行合理猜想) ◇了解猜想与假设在科学探究中的意义。设计实验与 制订计划 ◇经历设计实验与制订计划的过程。(围绕具体的实验目的,让学生明白本实验的实验过程,应该在物体、透镜、光屏三者中心在同一高度的前提下,通过改变物距的大小来发现成像的不同,最后找规律)◇明确探究目的和已有条件。(将探究问题具体化,使学生有明确的探究目的,让学生明白实验研究什么,实验时应该观察什么、测量什么、记录什么) ◇尝试考虑影响问题的主要因素,有控制变量的意识。 ◇尝试选择科学探究方法及所需要的器材。 ◇了解设计实验与制订计划在科学探究中的意义。进行实验与 收集证据 ◇能通过观察、实验和公共信息资源收集证据。(实验时,通过改变物距的大小,观察成像情况,记录物距、像距、像的性质及位置,以便为规律的得出收集证据) ◇会阅读简单仪器的说明书,能按要求进行操作。 ◇会使用简单仪器进行实验,会正确记录实验数据。(将物距、像距、像的性质及位置记录在表格上,较为直观地反映各物理量之间的数量关系。) ◇具有安全操作的意识。 ◇了解进行实验与收集证据在科学探究中的意义。分析与 论证 ◇经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。 ◇能对收集的信息进行简单归类及比较。 ◇能进行简单的因果推理。 ◇尝试对探究结果进行描述和解释。 ◇了解分析与论证在科学探究中的意义。评估 ◇有评估探究过程和探究结果的意识。 ◇能关注探究活动中出现的新问题。 ◇有从评估中吸取经验教训的意识。 ◇尝试改进探究方案。 ◇了解评估在科学探究中的意义。交流与 合作 ◇有准确表达自己观点的意识。 ◇能表述探究的问题、过程和结果。 ◇能听取别人的意见,调整自己的方案。 ◇能坚持原则又尊重他人,有团队意识。 ◇了解交流与合作在科学探究中的意义。(各组所用物距大小不一,从而测出不同的像距,却得到了相同的规律,是小组的合组与信息共享,才能在较短时间里得到具有普适性的规律)通过上述列表可以看出,本探究专题侧重发展学生“设计实验与制订计划”“进行实验与收集证据”和“分析与论证”这几个方面的科学探究能力,让学生把主要的精力用于制订合理的探究计划,收集实验数据,并对其进行比较和分析,并据此总结出科学规律。本例还采用了分工合作的方式收集实验数据,不仅让学生获得一次合作探究的体验,也节约了时间,保证了本次探究任务能在有限的课堂教学时间内完成。本例是在分析实验数据的基础上来形成结论的,把收集实验数据和分析实验数据作为两个清晰的不同过程,这有利于加深对科学探究的理解,它使学生具体感受到什么是证据、什么是结论,体验到科学的结论来自于对证据的收集和分析。3.认知性目标的分析“探究并知道凸透镜成像的规律”中的“知道”是体验性目标的行为动词,属于“了解”的层次水平。通过对生活中的透镜成像的观察与分析,知道物距不同时,凸透镜所成像的性质也是不同的,了解凸透镜成像规律的应用。了解物理规律的探究过程,了解凸透镜成像的规律,对于我们运用所学的知识来解决实际问题。《凸透镜成像的规律》学情分析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,而且生活经验较为缺乏,对于凸透镜的了解,仅仅停留在形状的认同,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。课程标准对凸透镜成像规律既有过程性要求——“探究”,本探究活动是学生学习物理以来经历的最为完整的探究活动,要求学生在探究活动中充分体会“发现问题”“设计实验与制订计划”“进行实验与收集证据”“评估”“分析与论证”等要素。也有终结性要求—— “知道”,从认知性目标的层次来看属第一层次“了解”水平,要求学生通过学习能知道物距与焦距满足不同条件时,凸透镜成各种不同的像。从知识与技能的掌握来看通过前面的小孔成像实验和平面镜成像实验,并建议学生自己动手制作针孔相机,让学生能够更好地区分实像和虚像形成特点及呈现方式的不同,从知识和技能上为这节课的学习做好了充分的准备。通过前面的学习,学生已初步明确了凸透镜对光的作用,焦距、实像和虚像等基本的物理概念,掌握了测凸透镜焦距的技能,也具备了一定的观察、实验和分析归纳能力。从过程与方法的体验来看学生已经经历了一些探究活动,如探究光的反射定律,探究平面镜成像特点,经历了“提出问题”、“制订计划与设计实验”、“进行实验收集证据”、“分析与论证”等探究要素。但对“发现问题”的能力,“分析与论证”的方法、对“评估”重要性的认识,均需要在本探究活动中进一步加强。这就要求教师在教学时,要创设良好的问题情境,引导学生去发现问题,并能科学表述这一问题;能预见性地提出一些问题引导学生进行实验,并在实验过程中加强巡视指导,对学生实验中出现的问题及时纠正;引导学生采用多种方式收集证据,并引导学生评估数据的合理性,去除错误数据,引导学生发现隐藏其中的物理规律。设计实验方案也应对学生进行必要的引导。从情感 态度 价值观的角度来看初三的学生刚接触物理不久,之前的知识也不太难,且都比较有趣,学生一直保持着对物理较高的热情。但对有难度的问题往往会有挫折感,没有耐心、也没有方法去全面细致的分析,甚至会对问题选择放弃。从课前布置学生动手收集生活资料及预习中可以发现,学生对于本节的学习有一定的畏难情绪,所以在在设计意图上是尽可能地让每个学生都有兴趣,有了参与教学的积极性,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。可见,应把对实验数据进行分析和论证作为本节教学的难点。从学生的不同层次的角度来看不同的学生对于这节课的掌握和理解程度存在着较大的差别,那些生活经验丰富、动手能力强且逻辑思维灵活的学生,掌握起来相对容易些,可是对于那些生活经验少且好静的同学,对于规律的掌握和运用则有着较大的难度,这对于老师的教学提出了较高的要求,所以对于实验过程老师要多观察,在理论和分析方法上多指导,并尽可能与生活实际相联系,让学生在获取理性知识的同时,辅以感性知识的帮助。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。 展开更多...... 收起↑ 资源预览