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教科版八年级物理上册第四章第5节第一课时创新实验：凸 透镜成像
一、使用教材及学情分析
(一)使用教材
本堂课是教育科学出版社八年级物理上册第四章第5节《凸透镜成像》第一课时的内容。
(二)学情分析
认识透镜是凸透镜成像规律的基础课。其中主光轴、光心、焦点、焦距等概念的透彻理 解及凸透镜对光的会聚规律是学习后续知识的铺垫与保证。
而抽象的光路又给学生的理解带来了难度。凸透镜成像原理本质上是凸透镜对光的会聚 作用，所以深刻认识凸透镜对光的作用规律，是掌握凸透镜成像规律的基础，内容极其重要。
二、实验器材
如图1:柱式透镜、手机(带闪光灯)、光栅格(用零食盒子制作)、标记f 及 2f 的纸
带(显示光路)。
图1实验器材展示
三、实验改进要点
(一)实验难点：光路显示方案的设计
(二)如图2-1所示的传统激光笔演示光路有以下缺点
图2-1 激光笔光路演示器
(1)只有独立的光线，没有光束呈现，不够贴近实际生活；
(2)难模拟光源的动态变化；
(3)激光笔容易出故障损坏。
(三)改进后的光路演示方案(图2-2)
图2-2改进后的光路演示方案--效果展示1
(1)用手机闪光灯作为“点光源”,相比激光笔更容易获取，更贴近生活；
(2)如图2-2,使用纸片剪成狭缝，使点光源射出的光透过狭缝形成多条光束，
配合白色纸带显示光路，与现实生活中凸透镜成像光源更接近，更贴近实际生活；
图2-3 改进后的光路演示方案--效果展示2
(3)如图2-3,在白色纸上作出f 与 2f的标识位置，容易观察会聚规律；
图2-4 改进后的光路演示方案--效果展示3
(4)仅仅移动手机就能改变进入透镜入射光线的夹角，从而观察动态会聚效果。
(四)改进后的优点
(1)取材简单，贴近生活，效果明显，实验容易成功，容易激发学生学习兴趣；
(2)容易观察动态会聚效果，为凸透镜成像规律的学习打下基础。
四 、实验设计思路
(1)用手机闪光灯配合狭缝制作光栅，透射到纸带上显示光路
(2)将凸透镜放在光栅前，观察凸透镜对光的会聚作用，认识会聚作用
(3)将手机点光源由远及近逐渐靠近凸透镜，观察会聚点位置的变化，结 合2f 及 f 点的位置，展示凸透镜对光线的动态会聚规律。
五、实验教学目标
(1)文化基础目标
1)能识别凸透镜和凹透镜，了解凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
2)知道透镜的主光轴、光心
3)了解凸透镜的焦点和焦距。
(2)自主发展目标
亲历探究过程感受探究乐趣，学会探究方法
(3)社会参与目标
1)在探究过程中培养学习物理的兴趣，激发好奇心。
2)培养他们将科学技术应用于日常生活、社会实践服务于人类的意识。
六、实验教学内容
(1)认识凸透镜及其对光线的会聚作用
(2)观察探索凸透镜对光的会聚规律
七、实验教学过程
(一)认识凸透镜和凹透镜
(1)认识凸透镜和凹透镜 让学生观察，感受
凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，由两个球面相交而成
凹透镜：中间薄边缘厚的透镜，由两个球面相离而成 (2)认识主光轴：组成透镜的两个球心的连线
(3)介绍实验器材的使用方法---操作视频展示
1)铺平纸带
2)将凸透镜放在纸带指定的位置上
3)放置手机，同时打开手机闪光灯
4)在手机前放置纸制栅格，使形成光栅
(4)明确任务，指导实验操作，并仔细观察-—-视频展示
1)将手机闪光灯放在远近、上下不同的位置，分别观察发散光、平行光、会聚 光以不同角度射入凸透镜后，光线的折射情况(图3-1、图3-2、图3-3)
图3-1
图3-2
图3-3
2)通过观察，发现凸透镜对光有什么作用 答：凸透镜对光有会聚作用
3)观察(如图3-4),经凸透镜折射前后，有没有传播方向不变的光线
图3-4 答：有传播方向不变的光线
光心：经过凸透镜中某一点的光线，传播方向始终不改变，这一点叫光心。
4)认识焦点、焦距
图3-5
观察(如图3-5)平行于主光轴的光线经过凸透镜都会聚到主光轴上的某个点
焦点：平行于主光轴的光经凸透镜会聚后，相交于主光轴上的一点，此点叫做 凸透镜的焦点。
焦距：焦点到光心的距离叫做焦距。
(5)小结
1)凸透镜对光有会聚作用
2)经过光心的光线，传播方向不变
3)平行于主光轴的光线，被凸透镜折射后经过异侧焦点
4)经过焦点的光线，被凸透镜折射后平行于主光轴
(二)探索凸透镜对光的会聚规律
(1)如图4- 1,在一倍焦距以内时，点光源发出的光线被凸透镜会聚后，光线仍呈现 发散状，但这些光线的反向延长线相交于一点。
图4-1
(2)如图4-2,点光源在焦点上时，发出的光线经凸透镜会聚后成为平行光
图4-2
(3)如图4-3,点光源在f 和 2f 之间时，光线会聚相交于凸透镜异侧2f 以外
图4-3
(4)如图4-4,点光源在2f上，光线也会聚于另一侧的2f
图4-4
(5)如图4-5,点光源在2f 以外时，光线会聚于透镜异侧的f 与 2f 之间
图4-5
(6)凸透镜对光的会聚规律小结
(四)课堂总结
(1)凸透镜对光有会聚作用
(2)经过凸透镜光心的光线，传播方向不变
(3)平行于主光轴的光线，被凸透镜会聚后经过入射光异侧焦点
(4)经过焦点的光线，被凸透镜会聚后平行于主光轴
(5)经过2f 的光线，被凸透镜折射会聚后，经过异侧2f
(6)点光源移动时，光线会聚点也和点光源同方向移动 八、实验效果评价
本实验采用手机闪光灯作为点光源，配合纸质栅格制作出了光栅，然后利用带有f、2f 标记的白色纸带显示光路，非常直观地展示出凸透镜对光线的静态会聚及动态会聚规律。简 易的器材和直观的显示，为学生掌握凸透镜对光的会聚作用及会聚规律扫清了认知障碍，为 《凸透镜成像规律》的学习打下良好的基础。
由于采用生活化的器材，所以让同学们感受到了“物理就在身边”。

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