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5.2生活中的透镜 教学设计
一、核心素养目标
1.物理观念：认识照相机、投影仪、放大镜的基本结构，明确它们都是利用凸透镜成像规律工作的光学设备；掌握三种设备的成像特点（倒立/正立、放大/缩小、实像/虚像）及物距、像距与焦距的关系；建立“凸透镜成像规律与实际应用”的关联认知，理解光学设备的工作原理。
2.科学思维：通过分析三种设备的成像过程，培养“从现象抽象规律”的逻辑思维；在对比不同设备成像特点时，建立“分类对比、归纳共性”的思维方法；通过解释生活中透镜的应用场景，提升知识迁移与实际应用能力。
3.科学探究：参与“模拟照相机成像”“探究投影仪成像调节”等互动实验，学会“观察现象—分析原理—总结规律”的探究方法；在实验中自主调节物距、像距，观察成像变化，培养实验操作与数据分析能力。
4.科学态度与社会责任：结合透镜在摄影、教学、医疗等领域的应用，认识物理知识的实用价值；通过分析光学设备的发展历程（如从胶片相机到数码相机），感受科技进步与物理规律的关联；在小组合作探究中，培养沟通协作的团队意识和严谨求实的科学态度。
二、教学重难点
1.教学重点
三种设备的成像特点：明确照相机成“倒立、缩小的实像”，投影仪成“倒立、放大的实像”，放大镜成“正立、放大的虚像”。成像原理与结构对应：理解每种设备的核心结构（如照相机的镜头、胶片；投影仪的镜头、投影片、平面镜）如何配合凸透镜成像规律工作。物距与像距的关系：掌握“照相机物距大于像距”“投影仪物距小于像距”“放大镜物距小于焦距”的规律，能结合规律解释成像大小的调节方法。实像与虚像的区分：知道照相机和投影仪成实像（能呈现在光屏上），放大镜成虚像（不能呈现在光屏上，需通过透镜观察）。
2.教学难点
成像规律的实际应用：难以将“凸透镜成像特点”与“设备调节方法”建立关联，如不理解“照相机调焦是改变物距”“投影仪调镜头高度是改变像距”。倒立实像的理解：对投影仪、照相机成“倒立”实像的现象理解模糊，易与“我们看到的正立像”产生认知冲突（如投影仪投出的像为什么是正的）。虚像的成因：难以解释放大镜成虚像的原理，无法区分“实像由实际光线会聚形成”“虚像由光线反向延长线形成”的本质差异。复杂场景的应用分析：无法根据成像特点判断未知光学设备的工作原理，缺乏知识迁移能力。
三、教学环节设计
（一）情境导入：从“生活中的成像设备”引发探究
展示一组生活中常见的成像设备图片与短视频：①摄影师用照相机拍摄风景；②老师用投影仪展示课件；③学生用放大镜观察邮票。开展互动提问：“这些设备都能呈现清晰的像，它们内部都藏着什么共同的光学元件？”学生回顾上节课知识，回答“凸透镜”后，教师追问：“同样是凸透镜，为什么照相机能拍出缩小的像，投影仪能投出放大的像，放大镜能放大文字？它们的成像规律有什么不同？”通过矛盾性问题引发学生认知冲突，自然引出本节课主题——《生活中的透镜》，激发学生探究“凸透镜成像应用”的兴趣。
（二）新课讲授：照相机——捕捉瞬间的“魔法镜”
1.结构探秘：拆开照相机的“真面目”
教师展示老式胶片相机（或相机模型），拆开镜头部分，让学生观察核心结构。开展互动观察：“相机的镜头是什么形状？胶片的作用是什么？”学生发现“镜头是凸透镜”“胶片是承接像的光屏”。教师补充：现代数码相机的胶片被感光芯片（CCD或CMOS）替代，作用是记录实像。
2.实验模拟：自制照相机成像
组织分组实验，师生互动完成：①实验器材：凸透镜（焦距已知，如10cm）、两个纸筒（一个略粗可套在另一个外面）、半透明塑料膜（模拟胶片）。②实验操作：将凸透镜固定在粗纸筒一端，塑料膜固定在细纸筒一端，将细纸筒套入粗纸筒中；移动纸筒改变透镜与塑料膜的距离（像距），用相机对准窗外的景物（物距大于2倍焦距），观察塑料膜上的像。③互动提问：“塑料膜上看到的像是什么样子的？”学生回答“倒立、缩小的”，教师明确：“这就是照相机的成像特点——倒立、缩小的实像。”④调节探究：“如何让像变大？”引导学生移动相机（减小物距），同时拉长纸筒（增大像距），观察到像变大，总结：“物距减小、像距增大，像变大；反之则像变小。”
3.生活应用：相机的调节技巧
开展互动讨论：“拍照时，想让远处的景物变大，应该怎么做？”学生结合实验经验，回答“靠近景物（减小物距），同时调焦拉长镜头（增大像距）”。教师补充：“相机的‘调焦’本质是改变镜头与感光芯片的距离（像距），配合物距变化，使像清晰呈现在感光元件上。”
（三）新课讲授：投影仪——放大知识的“窗口”
1.结构分析：投影仪的“工作团队”
展示投影仪实物，打开外壳让学生观察内部结构。开展互动指认：“投影仪的镜头是什么？投影片放在哪里？平面镜的作用是什么？”学生指认后，教师总结核心结构：①镜头（凸透镜）；②投影片（物体，放在镜头一倍焦距和二倍焦距之间）；③平面镜（改变光的传播方向，使像成在屏幕上）；④光源（提供强光，使像更清晰）。
2.实验探究：投影仪成像特点
组织分组实验，师生互动突破难点：①实验器材：凸透镜、投影片（写有“F”的透明胶片）、光屏、光源、支架。②实验操作：将投影片放在凸透镜一侧（物距在一倍焦距和二倍焦距之间），打开光源照射投影片，移动光屏找到清晰的像。③互动观察：“光屏上的像是什么样子的？”学生发现“倒立、放大的”，教师追问：“投影片是正放的，为什么像却是倒立的？我们看到的课件是正的，原因是什么？”引导学生发现“投影片是倒放的，经过凸透镜成像后倒立一次，最终呈现正立的像”，理解“两次倒立变正立”的逻辑。④调节互动：“如何让屏幕上的像变大？”学生尝试移动投影仪（减小物距）或拉大投影仪与屏幕的距离（增大像距），观察到像变大，总结：“物距减小、像距增大，像变大；反之则像变小。”
3.拓展思考：投影仪的清晰度调节
开展互动提问：“如果屏幕上的像模糊，该如何调节？”学生提出“调节镜头高度（改变像距）”“调节投影片位置（改变物距）”，教师补充：“部分投影仪的镜头可以旋转调焦，本质是改变镜头的焦距，使像更清晰。”
（四）新课讲授：放大镜——微观世界的“放大镜”
1.直观体验：放大镜的成像特点
每个学生发放一个放大镜，开展互动观察：①用放大镜观察书上的文字，记录看到的像的特点（正立、放大的）；②慢慢增大放大镜与文字的距离，观察像的变化，当距离超过焦距时，发现像变得模糊、倒立，引导学生总结：“放大镜成正立、放大的虚像，且物距必须小于焦距。”
2.原理分析：虚像的成因
结合光路图讲解：“当物体放在凸透镜的一倍焦距以内时，光线经凸透镜后发散，发散光线的反向延长线交于一点，形成正立、放大的虚像。虚像不能呈现在光屏上，只能通过透镜观察到。”开展互动辨析：“放大镜成的像与照相机、投影仪成的像有什么本质不同？”引导学生明确：“放大镜成虚像，照相机和投影仪成实像；虚像由光线反向延长线形成，实像由实际光线会聚形成。”
3.生活拓展：放大镜的应用场景
开展互动列举：“生活中还有哪些设备利用了放大镜的成像原理？”学生提出“老花镜”“显微镜的目镜”，教师补充：“老花镜本质是凸透镜，通过成正立、放大的虚像矫正远视眼；显微镜的目镜相当于放大镜，将物镜成的实像再次放大，帮助我们观察微观世界。”
（五）新课讲授：三种设备的成像规律对比
1.互动总结：梳理核心规律
教师在黑板上列出“设备名称、成像特点、物距与焦距关系、像距与焦距关系、实像/虚像”等维度，组织学生分组讨论，完成对比总结。师生共同完善：①照相机：倒立、缩小、实像，物距>2倍焦距，像距在1~2倍焦距之间；②投影仪：倒立、放大、实像，物距在1~2倍焦距之间，像距>2倍焦距；③放大镜：正立、放大、虚像，物距<1倍焦距，像距>物距。
2.规律应用：判断成像设备
开展互动游戏“猜设备”：教师描述成像特点（如“倒立、放大的实像，物距在1~2倍焦距之间”），学生抢答对应的设备（投影仪）；反之，教师说出设备名称，学生描述成像规律，强化规律记忆。
（六）拓展延伸：凸透镜成像的其他应用
1.显微镜与望远镜
播放短视频：显微镜观察细胞、望远镜观察星空。开展互动提问：“显微镜和望远镜的镜头都是凸透镜，它们的成像原理与我们学过的设备有什么关联？”教师简要说明：“显微镜由物镜和目镜组成，物镜相当于投影仪（成倒立、放大的实像），目镜相当于放大镜（成正立、放大的虚像），经过两次放大；望远镜的物镜相当于照相机（成倒立、缩小的实像），目镜相当于放大镜（成正立、放大的虚像），通过拉近‘视角’实现放大效果。”
2.手机相机的“变焦”功能
开展互动讨论：“手机相机的‘数码变焦’和‘光学变焦’有什么区别？”学生发言后，教师补充：“光学变焦是通过改变镜头焦距（或物距、像距）实现放大，成像清晰；数码变焦是通过放大图片像素，成像会模糊，本质是‘数字放大’而非‘光学放大’。”
四、重点知识归纳概括
1.核心设备的成像规律
照相机：核心结构（凸透镜镜头、感光元件），成像特点（倒立、缩小、实像），物距条件（u>2f），像距条件（f投影仪：核心结构（凸透镜镜头、投影片、平面镜），成像特点（倒立、放大、实像），物距条件（f2f），调节方法（物距减小/像距增大→像变大；投影片倒放→屏幕呈现正像）。
放大镜：核心结构（凸透镜），成像特点（正立、放大、虚像），物距条件（u2.实像与虚像的核心区别
实像：由实际光线会聚形成，能呈现在光屏上（如照相机的胶片、投影仪的屏幕），倒立；
虚像：由光线的反向延长线形成，不能呈现在光屏上，只能通过透镜观察，正立（凸透镜成虚像时）。
3.成像规律的核心逻辑
凸透镜成像的大小、正倒、虚实，由物距（u）与焦距（f）的关系决定，遵循“物近像远像变大，物远像近像变小”（实像适用）；
实像的形成条件：物距大于焦距（u>f），虚像的形成条件：物距小于焦距（u所有利用凸透镜成像的设备，其工作原理都离不开上述规律，只是通过结构设计（如镜头、光屏、反射镜）适配不同的应用场景。
4.易错点辨析
易错点1：混淆投影仪的成像正倒，纠正：投影片需倒放，经过凸透镜倒立成像后，屏幕上呈现正立的像，本质是“两次倒立”；
易错点2：认为放大镜只能放大，纠正：当物距大于焦距时，放大镜也能成倒立的实像，只是我们常用其“正立放大的虚像”功能；
易错点3：混淆物距与像距的调节，纠正：实像调节时，物距与像距变化方向相反（物近→像远，物远→像近），虚像调节时，物距增大（在f内）→像距增大→像变大；
易错点4：认为虚像不存在，纠正：虚像能被人眼看到，是因为人眼会将发散的光线反向延长，形成视觉上的像，只是不能呈现在光屏上。
五、教学总结及反思
1.教学总结
本节课以“生活中的三种典型透镜设备”为核心，通过“情境导入—实验探究—规律总结—拓展延伸”的环节构建知识体系。从照相机、投影仪、放大镜的结构探秘入手，通过模拟实验和实物观察，让学生掌握了每种设备的成像特点与物距、焦距的关系；通过对比总结，梳理出凸透镜成像的核心规律；结合拓展应用，让学生体会了物理知识在科技领域的延伸。师生互动贯穿全程，从实验操作到规律辨析，从游戏抢答到应用讨论，有效突破了“实虚像区分”“倒立成像理解”等难点，培养了学生的实验能力和知识迁移能力，落实了核心素养目标。
2.教学反思
（1）成功之处：采用“生活实例+实验探究”的教学模式，将抽象的成像规律转化为直观的实验现象，符合八年级学生的认知特点；“自制照相机”“投影仪调节”等互动实验，让学生在动手操作中自主发现规律，避免了机械记忆；三种设备的对比总结和“猜设备”游戏，强化了规律的理解与应用；拓展延伸环节联系手机相机、显微镜等现代科技，增强了知识的实用性和趣味性。
（2）改进方向：部分学生在理解“投影仪投影片倒放”的逻辑时仍有困难，后续教学可增加“正放投影片观察像的效果”的对比实验，让学生直观感受“倒放才能正像”；对于“物距、像距与焦距的定量关系”，仅靠定性描述不够精准，可补充简单的数值示例（如f=10cm，u=30cm时成照相机的像），帮助学生建立定量认知；在拓展延伸环节，可增加“用手机相机探究成像规律”的实践任务，让学生在课后自主验证规律，强化知识迁移。
（3）教学启示：生活中的透镜设备是学生熟悉的事物，教学中应充分利用这一优势，将“生活经验”转化为“学习资源”，让学生在“学物理、用物理”的过程中感受物理的实用价值；对于光学部分的知识，实验是突破难点的关键，应多设计可操作、易观察的实验，让学生在“做中学、悟中学”；同时要关注学生的易错点，通过针对性的辨析和强化训练，帮助学生夯实基础，形成科学的物理观念。
六、课堂练习
1.关于照相机的成像特点，下列说法中正确的是（）
A.成正立、缩小的实像
B.成倒立、放大的实像
C.物距大于2倍焦距时成像
D.像距小于焦距时成像
2.投影仪在使用时，若想让屏幕上的像变大，下列操作中正确的是（）
A.增大投影仪与屏幕的距离，同时增大镜头与投影片的距离
B.增大投影仪与屏幕的距离，同时减小镜头与投影片的距离
C.减小投影仪与屏幕的距离，同时增大镜头与投影片的距离
D.减小投影仪与屏幕的距离，同时减小镜头与投影片的距离
3.下列关于放大镜的说法中，错误的是（）
A.放大镜是利用凸透镜成像的原理工作的
B.放大镜成正立、放大的虚像
C.物体放在放大镜的2倍焦距以外才能成像
D.增大放大镜与物体的距离（在焦距内），像会变大
4.完成下列填空：（1）照相机的镜头相当于一个________，它成的像是________、________的实像，物体应放在镜头的________以外。（2）投影仪的镜头相当于一个________，投影片应放在镜头的________和________之间，成的像是________、________的实像，平面镜的作用是________。（3）放大镜成的是________、________的虚像，物体应放在放大镜的________以内。（4）实像是由________会聚形成的，能呈现在________上；虚像是由________的反向延长线形成的，不能呈现在________上。
5.请根据凸透镜成像规律，分析下列问题：（1）小明用照相机拍摄远处的山峰，想让山峰的像更大一些，他应该怎么做？为什么？（2）老师用投影仪展示课件时，发现屏幕上的像模糊且偏小，如何调节才能让像清晰且变大？
6.阅读材料，回答问题：显微镜由物镜和目镜组成，物镜的焦距很短，相当于一个投影仪的镜头，物体放在物镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像；目镜的焦距较长，相当于一个放大镜，物镜成的实像刚好落在目镜的一倍焦距以内，经过目镜再次成正立、放大的虚像，最终我们看到的是物体倒立、放大的虚像。（1）显微镜的物镜成什么特点的像？与哪种设备的成像原理相同？（2）目镜成什么特点的像？与哪种设备的成像原理相同？（3）我们看到的最终像为什么是倒立的？（4）如果想让显微镜的放大倍数更大，你认为可以采取什么措施？（写出一条即可）
七、练习答案及解析
1.答案：C解析：A错误，照相机成倒立的实像；B错误，照相机成缩小的实像；C正确，照相机的物距需大于2倍焦距；D错误，照相机的像距在1~2倍焦距之间。故选C。
2.答案：B解析：投影仪成实像时，遵循“物近像远像变大”的规律。想让像变大，需减小物距（镜头与投影片的距离）、增大像距（投影仪与屏幕的距离）。故选B。
3.答案：C解析：A正确，放大镜是凸透镜；B正确，放大镜成正立、放大的虚像；C错误，物体需放在放大镜的一倍焦距以内；D正确，在焦距内，物距增大，像变大。故选C。
4.答案：（1）凸透镜；倒立；缩小；2倍焦距（2）凸透镜；一倍焦距；二倍焦距；倒立；放大；改变光的传播方向，使像成在屏幕上（3）正立；放大；一倍焦距（4）实际光线；光屏；光线；光屏解析：本题考查三种设备的核心结构、成像特点及实虚像的本质区别，需牢记凸透镜成像的核心规律。
5.答案：（1）小明应靠近山峰（减小物距），同时调节相机调焦，拉长镜头与感光元件的距离（增大像距）。原因：照相机成实像时，遵循“物近像远像变大”的规律，物距减小、像距增大，像会变大。（2）调节方法：①将投影仪远离屏幕（增大像距）；②减小镜头与投影片的距离（减小物距），直到像清晰；③若像仍模糊，可旋转镜头调焦，微调焦距。原因：投影仪成实像时，物距减小、像距增大，像会变大且更清晰。
6.答案：（1）物镜成倒立、放大的实像，与投影仪的成像原理相同。（2）目镜成正立、放大的虚像，与放大镜的成像原理相同。（3）因为物镜成的是倒立的实像，目镜只是将这个倒立的实像再次放大，没有改变像的正倒，所以最终看到的像仍是倒立的。（4）措施：减小物镜的焦距（或增大目镜的焦距、增加物镜和目镜的焦距差异等）。解析：结合材料中显微镜的成像过程，对比已学设备的成像规律，分析实像与虚像的形成逻辑，拓展知识迁移能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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