5.2 生活中的透镜 创新教学案例 人教版(新教材)八年级上册

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5.2 生活中的透镜 创新教学案例 人教版(新教材)八年级上册

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人教版八年级物理上册《生活中的透镜》教学案例
基本信息:
1.授课教师:常宁市第九中学 雷洋文
2.授课年级:八年级(上册)
3.教材版本:人教版八年级物理上册 第五章 透镜及其应用 第 2 节
4.授课时长:40 分钟(1 课时;本节以定性观察为主,第 3 节另行安排完整探究实验)
学情分析:
学生在第 1 节已经会辨认凸透镜与凹透镜,知道凸透镜对光有会聚作用,也测过焦距;生活中几乎天天用手机拍照、看教室里的投影、用放大镜观察小字,对“同一个镜片有时把东西放大、有时把东西缩小”并不陌生。但经验并不等于理解:多数学生说不清照相机、投影仪、放大镜所成的像分别是倒立还是正立、放大还是缩小、实像还是虚像;常把“看得见”直接等同于“实像”,认为放大镜里放大的字也能印在纸上;还有学生把“倒立”只理解成上下颠倒,不知道实像相对物体是上下、左右同时颠倒,因此想不通投影仪的投影片为什么要倒着插。更隐蔽的一处是:学生习惯追问“到底离多远才会变大”,而本节在教材编排上先于成像规律,定量关系尚未建立。
基于学情,本节以“认仪器—辨像性—分虚实—留悬念”为主线:先用一台手机、一台投影仪、一片放大镜把三种像并排呈现在学生眼前,再用白屏承接这一可操作的判据把实像与虚像分开,最后把“为什么同一片透镜会有三种像”郑重地留成第 3 节的探究课题。任务按基础层、提升层、拓展层三级设置,对应教研口径的基础/培优/领航三档,并把“本节只作定性认识、不提前套用物距焦距关系”作为全课共同底线。
设计理念:
立足物理学科核心素养,延续“幸福教育”理念,以“趣味探究、分层赋能、德育渗透、成长导向”为核心。用“给全班拍一张照、把照片投到屏幕上、再用放大镜看照片里的一行小字”串成一镜三用,让学生在熟悉得不能再熟悉的生活场景里发现物理问题;借照相术与幻灯技术的演进、以及常宁本地照相馆与校园运动会影像记录等真实场景,让知识回到学生自己的生活;实施异质分组与三级任务单,把“人人能说全三种像的性质、人人能用光屏判断一次虚实”作为最低成就线。全课突出“能承接与能看见不是一回事”的证据意识,在观察与互评中涵养严谨求真的科学态度,实现“以理育人、以行润心、以知启智”。
四、核心素养目标:
维度 目标描述
物理观念 知道照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜都相当于凸透镜;知道照相机成倒立、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;知道实像能用光屏承接、虚像不能用光屏承接但能被眼睛看到;初步认识“像”由透镜折射形成,并知道本节只作定性描述。
科学思维 会用“光屏能否承接”这一可操作判据区分实像与虚像,纠正“看得见就是实像”的前概念;理解“倒立”指相对物体上下、左右同时颠倒,能据此解释投影片倒插;能根据同一透镜在不同场景下成像不同,提出“成像性质与物体到透镜的距离有关”的可探究问题。
科学探究 会用白纸作光屏在透镜另一侧寻找清晰的像,规范完成“固定物体与透镜、移动光屏、判断最清晰、记录像的性质”;能设计简单操作检验放大镜的像能否被承接;能如实记录观察现象,不把预期当结论。
科学态度与责任 养成如实记录、先观察后下结论、不把猜想写成结论的习惯;在小组分工与互评中学会倾听与协作;通过影像技术记录校园与家乡生活的实践,体会技术服务于人的温度,增强观察生活、热爱家乡的情感。
五、教学重难点
1.重点:照相机、投影仪、放大镜三种成像的性质;实像与虚像的区分判据;用光屏承接像的操作;由三种像的差异提出第 3 节的探究问题。
2.难点:理解实像“能被光屏承接”与虚像“看得见却接不到”的区别;理解实像相对物体上下、左右同时颠倒,并解释投影片倒插;克制“提前套用物距与焦距定量关系”的冲动,把规律留到第 3 节由实验得出;兼顾三档学生在证据表述上的差异。
六、教学准备
1.实验器材:凸透镜(放大镜)若干、照相机或手机(教师演示用)、投影仪或简易幻灯装置、投影片(带明显上下左右标记的文字或箭头图案)、白色光屏与白纸、刻度尺、支架、蜡烛或 F 形 LED 光源、光具座(供演示承接远处景物的像)。手机拍摄只用于课堂展示,遵守学校电子设备管理规定。
2.教学资源:多媒体课件(三种仪器的成像示意、实像与虚像光路对比、投影片倒插演示、照相术与幻灯技术演进图文)、三级分层练习单、观察记录卡、成长型评价记录表、实践作业任务单。
3.分组设计:采用“异质分组”打造互助学习小组,每组 4 人,包含逻辑思维型、动手操作型、表达交流型、基础薄弱型学生,明确分工(持镜与调位、移动光屏、现象记录、发言与安全监督),实现优势互补。
4.评价工具:成长型评价记录表、三级分层练习单、小组观察互评表、观察记录卡、像的性质对照卡。
考向对接与易错点清单(教研补充):
考点 常见题型 高频易错点
三种仪器的像的性质 选择、填表、连线题 把照相机答成“正立缩小”、把投影仪答成“正立放大”;漏答“实像/虚像”;把放大镜的像写成实像。
实像与虚像的判别 实验、现象解释 用“看得见”判断实像;说不清虚像由折射光反向延长线相交形成;把光屏接不到像误判为“没有成像”。
照相机与投影仪的结构 识图、器材对应 说不清镜头相当于凸透镜、胶片或感光元件与屏幕相当于光屏;忽略投影仪中平面镜只改变光路、不改变像的性质。
投影片倒插与像的倒正 说理、作图 把“倒立”只当成上下颠倒;答不出投影片为何要倒放;把屏幕上的像说成“正立的实像”。
同一透镜成像性质不同 现象分析、提出问题 认为“一片透镜只能成一种像”;把本节定性观察直接写成物距焦距的定量规律;不会把差异转写成可探究的问题。
七、教学过程(5+22+8+3+2=40 分钟)
(一)情境导入:一片透镜,三种像(5 分钟)
教师用手机给全班拍一张合影,投到大屏幕上;再把一张写着“幸福教室”的投影片放进投影仪,屏幕上出现放大的字;最后请一名学生用放大镜看课本上的一行小字,字被放大且正立。三幅画面并排呈现后追问:“同样是凸透镜,为什么一个把人缩小、一个把字放大、一个把字放大却还是正立的?这三种像,哪一种能印在纸上?”教师不公布答案,只把学生的三种猜测写在黑板上。设计意图:用学生自己的合影与教室里的真实设备制造“熟悉里的陌生”,把“倒正、大小、虚实”三个待辨的量一次性交给学生,同时自然埋下第 3 节“成像由距离决定”的问题。
(二)探究新知:观察—判据—设问,三级共建像的性质表(22 分钟)
本环节以“现象取证+判据建模+提出课题”为主线,分三个模块推进;每个模块设置基础探究与拓展探究任务,教师巡回指导并对基础薄弱学生进行个性化点拨。
模块 1:认仪器,把生活器件拆成物理模型
对照观察:请学生指认手机镜头、投影仪镜头、放大镜,找出共同部件——都是凸透镜;再找出“接像的另一半”——照相机的感光元件、投影仪与幻灯的屏幕,相当于光屏;放大镜后面没有光屏,眼睛直接接收折射光。
基础探究:在观察记录卡上填写“镜头=凸透镜”“屏幕或感光元件=光屏”。教师补充:投影仪里还有一块平面镜,作用是改变光的传播方向、把像投到竖直屏幕上,它不改变像的倒正、大小与虚实。
操作要点追问:为什么投影仪要用强光照亮投影片?(让屏幕上的像足够亮)为什么照相机拍远处景物时画面里的人很小?(先记为现象,不下结论)
拓展探究(领航档):把投影片上下颠倒、左右翻转后重新插入,观察屏幕上的字是否正立,并用一句话解释。
模块 2:辨像性,用光屏立判据
分组实验一:把放大镜正对窗外的楼房或树,在透镜另一侧用白纸前后移动,直到纸上出现清晰的像。学生看到纸上是倒立、缩小的像,且能被白纸承接。
分组实验二:用放大镜看近处课本上的小字,看到正立、放大的字;把白纸放到字的像所在一侧反复移动,纸上始终接不到这个放大的字。
规范建模:由实际光线会聚而成、能用光屏承接的像叫实像;由折射光的反向延长线相交而成、不能用光屏承接但能被眼睛看到的像叫虚像。因此“看得见”不等于“实像”,“光屏能不能接到”才是可操作的判据。教师归纳三种性质并板书:照相机——倒立、缩小、实像;投影仪——倒立、放大、实像;放大镜——正立、放大、虚像。
回到导入冲突:请学生用判据解释“放大镜里放大的字为什么印不到纸上”。明确它不是没有像,而是虚像。请持“放大镜成实像”意见的学生自己说说修正理由,教师及时肯定这种“敢于改口”的证据意识。
拓展探究:请领航档学生用带箭头与字母的投影片验证“倒立”究竟是上下颠倒还是上下、左右都颠倒,并说明投影片要怎样放置才能让屏幕上的字正立。
模块 3:留悬念,把差异变成可探究的问题
对比追问:同一片放大镜,看近处小字是正立放大的虚像,对准窗外远处楼房却能在白纸上接到倒立缩小的实像。变量是什么?引导学生说出“物体到透镜的远近不同”。
提出课题:把“物体到透镜的距离怎样改变像的性质”写成第 3 节的探究问题,写在班级问题墙上。教师明确本节边界:三种像的性质是观察事实,至于“离多远会变小、离多远会变大”,须由下一节用光具座测出物距与像距后再下结论,今天不提前套用任何定量关系。
育人渗透:“同一片玻璃,因为站的位置不同,给出的答案就完全不同。人也一样,换个距离、换个角度,许多想不通的事就换了样子。别急着给一个现象定性,先问问它站在哪儿。”
分层任务:
基础(基础层):完整说出三种仪器所成像的倒正、大小与虚实,并判断哪些能被光屏承接。
培优(提升层):用“光屏能否承接”设计一次检验,判断某未知像是不是实像,写出操作步骤与判断依据。
领航(拓展层):把“同一透镜成像不同”转写成一个可用实验检验的问题,并列出至少要改变和测量的两个量。
个性化指导:对始终找不到清晰像的小组,提示先让透镜对着足够远的明亮景物、再缓慢移动白纸;对表述困难的学生,允许用“能印在纸上/印不到纸上”先说,再替换成“实像/虚像”。及时记录参与度与合作表现。
(三)巩固应用:三级练习强素养,落实成长型评价(8 分钟)
发放三级分层练习单,学生按自身情况选择,可独立完成也可小组互助完成;教师巡回批改、及时反馈,对基础薄弱学生的微小进步给予口头表扬并记入成长型评价记录表。以下三题均附答案与评分点。
基础层(对应基础档):填写三种仪器所成像的性质——照相机成________、________的________像;投影仪成________、________的________像;放大镜成________、________的________像;其中能被光屏承接的是________像。
参考答案与评分点:倒立、缩小、实(每空 1 分,共 3 分);倒立、放大、实(3 分);正立、放大、虚(3 分);实(1 分)。说明:本题只考性质辨识,不要求解释成因。
提升层(对应培优档):① 使用投影仪时,为了让屏幕上的字正立,投影片为什么要倒着插入?② 把白纸放在放大镜所成放大的字的位置,纸上却什么也没有,这说明了什么?③ 投影仪中的平面镜起什么作用,它会不会改变像的虚实?
参考答案与评分点:凸透镜成的实像相对物体上下、左右同时颠倒,投影片倒插后屏幕上的字才正立(2 分);白纸接不到说明放大镜成的是虚像,虚像由折射光反向延长线相交形成、不能用光屏承接但眼睛能看到(2 分);平面镜只改变光的传播方向、把像投到屏幕上,不改变像的性质(1 分);表述中区分“看得见”与“能承接”再得 1 分。
拓展层(对应领航档):小明用放大镜看近处课本上的小字,看到正立、放大的字。① 若他把放大镜对准窗外远处的楼房,并在透镜另一侧用白纸前后移动,纸上可能出现什么样的像?② 若他让放大镜逐渐远离课本上的字,正立放大的字会在什么时候不再出现?③ 由①②可以提出一个什么探究问题?
参考答案与评分点:白纸上可能承接到倒立、缩小的实像(远处明亮景物,需缓慢移动白纸找最清晰位置)(2 分);字到透镜的距离超过焦距后,正立、放大的虚像不再出现,眼睛可能看到倒立的像(定性描述即可,1 分);可探究问题为“像的性质与物体到透镜的距离有什么关系”,并指出要改变物距、观察或测量像的性质与像距(2 分);说明本节只作定性观察,不要求写出物距与焦距的定量关系(1 分)。说明:本题为承上启下的现象迁移,结论留待第 3 节用实验得出。
(四)课堂小结:知识梳理 + 育人升华(3 分钟)
学生自主梳理:以“清单式”思维导图为载体,同桌互查、小组分享,回顾“三仪器、三性质、一判据、一问题”(三种像的性质;光屏能否承接;成像性质与物体远近有关);基础薄弱学生可对照像的性质对照卡完成。
教师育人升华:“今天我们用一张白纸,把‘看得见’和‘接得住’分开了。很多事也是这样:听上去确定,不见得落得下来。愿你们既保留放大镜里那份把小字看大的好奇,也养成把结论放到证据上验一验的踏实——下一节课,我们就去量一量,那片玻璃到底在什么距离上换了脾气。”
(五)布置作业:实践导向融德育,延伸幸福教育内涵(2 分钟)
作业设计坚持“分层、实践、德育、乡土”原则,分为基础作业、实践作业、拓展作业,学生可自主选择完成,鼓励小组合作完成实践与拓展作业,摒弃唯分数论,让作业成为知识巩固、能力提升与品格涵养的载体。详见文末《生活中的透镜》作业设计。
八、板书设计
生活中的透镜
一、三仪器 | 三性质
照相机:镜头=凸透镜,感光元件=光屏 → 倒立、缩小、实像
投影仪:镜头=凸透镜,屏幕=光屏 → 倒立、放大、实像
放大镜:凸透镜,无光屏 → 正立、放大、虚像
二、一判据:光屏能否承接
实像:实际光线会聚,能被光屏承接
虚像:反向延长线相交,接不到但看得见
“看得见”≠“实像”
三、两处提醒
实像的“倒立”:上下、左右同时颠倒 → 投影片要倒插
投影仪中的平面镜:只改光路,不改像的性质
四、留一个问题给下一节
同一片透镜,为什么像会变?→ 像的性质与物体到透镜的距离有关
本节只作定性认识,定量规律由第 3 节实验得出
育人点睛
用一张白纸分开看见与接住 换个距离看世界 把猜想留到证据到位
九、教学评价
摒弃唯分数论,采用“过程 + 结果”“自评 + 互评 + 师评”“知识 + 素养”的多元成长型评价方式,建立学生个人成长评价记录表,记录课堂参与度、观察操作规范性(透镜对准明亮远处、缓慢移动白纸、判断最清晰像)、证据表述完整度、是否克制“提前下定量结论”、互助合作表现与微小进步。
自评:课后自主评价是否改掉“看得见就是实像”“放大镜成实像”等前概念,是否能独立用白纸检验一次虚实,制定后续学习小目标。
互评:小组内对照《观察记录卡》与《像的性质对照卡》互查,用鼓励性语言提出 1—2 条具体建议。
师评:结合三级练习与观察记录作个性化评价,重点肯定基础薄弱学生“能说全三种像”“能用白纸接到一次像”等点滴进步;将结果记入成长型评价记录表,作为成长档案的组成部分。
十、教学反思
本节把学生自己的合影、教室里的投影与课本上的小字并排呈现,三种像的性质不再是表格里的死知识;用“白纸能不能接到”作唯一判据,多数学生能自己纠正“看得见就是实像”,并把投影片倒插解释清楚。明确划出“本节只作定性认识”的边界后,领航档学生仍提出了很有质量的探究问题,为第 3 节作了自然铺垫。
仍需改进之处:一是窗外景物承接实像受天气与教室朝向影响,个别小组像偏暗,下次可统一改用 F 形 LED 光源与光具座做教师演示,学生分组只做放大镜虚像检验;二是“上下、左右同时颠倒”只有投影片一组素材,部分学生仍按上下翻转理解,宜补一张带左右箭头的图案;三是本节未引用任何具体分值、题号与频次,考向清单中本地(常宁/湖南)真实错题与得分率待核实,待数据到位后再校准三级任务的难度配比。课堂观察显示“实像一定是倒立的”“放大就一定是虚像”等过度概括会在第 3 节反复出现,需持续回扣。
人教版八年级物理上册《生活中的透镜》作业设计
一、基础作业(全员必做)
1.规范完成教材本节课后习题;凡判断实像、虚像的题目,一律写出判据“能否用光屏承接”。
2.完成核心知识填空,并用自己的话订正错误项。参考答案要点:(1)照相机成________、________的________像(倒立、缩小、实)。(2)投影仪成________、________的________像(倒立、放大、实)。(3)放大镜成________、________的________像(正立、放大、虚)。(4)由实际光线会聚而成、能用光屏承接的是________像(实)。(5)投影仪里的平面镜只改变________,不改变像的性质(光的传播方向)。
3.用规范物理语言解释 3 个现象:投影片要倒着插、放大镜里放大的字印不到纸上、手机拍远处合影时人显得很小,每题不少于一句话,必须区分“看得见”与“能承接”。
二、实践作业(自主选做,任选 1 项完成)
1.“三镜寻访”记录:在校园、家中或常宁本地生活场景中找到照相机(或手机镜头)、投影仪(或幻灯设备)、放大镜各 1 例,拍 3 张照片,每张配 50 字左右说明,写出该仪器所成像的倒正、大小与虚实,下节课小组内分享,评选“最佳观察小能手”。
2.白屏承接小实验:选一个晴朗的白天,把放大镜对准窗外远处明亮的楼房或树,在另一侧用白纸缓慢前后移动,尝试接到清晰的像;记录看到的现象(倒正、大小、能否承接)与白纸大致位置,并说明为什么本节只把结果记作现象、不下定量结论。注意不要把透镜对准太阳,也不要用眼透过透镜直视太阳。
3.影像里的家乡:用手机或相机拍摄 3 张记录校园或常宁本地生活的照片(如运动会、集市、家门口的老树),各配 50 字左右说明,说清拍摄时镜头与景物的远近,并谈谈“把远处收进一张小照片”给你的感受。
三、拓展作业(特色德育作业)
以“换个距离看世界”为题,结合本节“同一片透镜因物体远近不同而给出不同答案”的观察,写 80—100 字感悟,谈谈与同学或家人意见不合时,怎样先弄清对方“站在什么位置”再下判断;也可采访一位从事摄影、放映、打印复印或眼镜验配工作的劳动者,了解他们如何调整镜头与屏幕的距离把画面调清楚,记录其耐心细致的职业习惯,形成 100 字左右访谈感悟。鼓励小组合作完成并在班级成长共同体中分享。
四、作业评价要求
A.评价维度
知识维度:三种像的性质表述完整、实像与虚像判据准确、投影片倒插解释到位、平面镜作用不夸大;
实践维度:观察与操作认真参与,记录真实,能区分“现象”与“结论”,体现安全用眼意识;
德育维度:感悟能体现换位思考、证据意识、热爱生活与家乡或对劳动者的尊重;
表达维度:物理语言规范、照片与说明对应一致、书写工整、不把猜想写成结论。
B.评价方式(自评 + 互评 + 师评)
自评:填写《作业成长记录卡》,记录知识收获与实践体会,标注进步与不足,制定下次学习计划;
互评:下节课小组内交流实践与拓展作业,对照像的性质对照卡互查,用鼓励性语言提出 1—2 条具体改进建议;
师评:结合完成质量批改,重点关注基础薄弱学生的点滴进步,对特色作业作个性化点评与班级展示,结果记入成长型评价记录表。
C.作业成长记录卡(学生填写)
作业类型 本次作业收获 自身进步点 待改进之处 下次学习计划
基础作业
实践作业
拓展作业
作业设计意图:
延续课堂“幸福教育”内核,以知识巩固为基、以实践探究为径、以素养培育为归。基础作业用“填空 + 参考答案要点”钉牢三种像的性质与一条判据,避免把方法题做成背诵题;实践作业把镜头带回校园、家庭与家乡,并明确“只记现象、不下定量结论”,为第 3 节的实验探究守住边界;拓展作业由“换个距离看世界”自然引向换位思考与劳动教育,并由影像记录涵养热爱生活、热爱家乡的情感。三级作业与课堂三级任务一脉相承,使基础档学生说得全性质、培优档学生判得准虚实、领航档学生提得出问题,让作业成为知识习得、能力提升与品格涵养的共同载体。
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