资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
3.5 奇妙的透镜 教学设计
课题 3.5 奇妙的透镜 单元 第三章 光和眼睛 学科 物理 年级 八年级上册
教材内容分析 本节是沪粤版（2024年版）物理八年级上册第三章第5节（教材第71~75页）。前面学习了光的折射规律，本节介绍利用折射制成的最普遍的器件——透镜，认识透镜的种类和对光的作用，为下一节“凸透镜成像规律”和第7节“眼睛与光学仪器”打基础。 透镜：用光学玻璃（或树脂）制成，表面常磨成球面。中间比边缘厚的叫凸透镜，中间比边缘薄的叫凹透镜。透镜的中心O叫光心，经过光心的光不改变传播方向；通过光心和球面球心C的直线叫主光轴。 活动1“观察透镜对光的作用”：将平行光分别照射到凸透镜和凹透镜上，观察两种透镜对光的作用有什么不同。结论：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。 焦点和焦距：平行于主光轴的光经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点，这一点光斑最小最亮，叫焦点F；焦点到光心的距离叫焦距f。平行于主光轴的光经凹透镜折射后向外散开，反向延长线交于虚焦点，它不是实际光线会聚的点。 活动2“测量凸透镜的焦距”：在光具座上，用手电筒的光水平照射凸透镜，移动光屏找到光的会聚点，多次测量记入表3-5-1，换另一块凸透镜重复；讨论影响测量准确度的主要因素。信息浏览：用冰凸透镜向日取火。 自我评价与作业共4题：判断六个透镜的类别；根据已知光线作出折射光线或入射光线（三条特殊光线）；用老花镜、近视镜判断凸凹；解释林区为什么不能乱丢饮料瓶。课外活动：太阳光聚焦法点燃纸并测焦距（注意安全）。
新课标要求 内容要求（《义务教育物理课程标准（2022年版）》“运动和相互作用”学习主题·光和电磁波） 了解凸透镜和凹透镜对光的作用；通过实验，探究并知道凸透镜成像的规律（本节为铺垫）。 学业要求 能区分凸透镜和凹透镜，知道它们对光的作用；知道焦点、焦距、虚焦点；会画三条特殊光线经透镜后的光路；会测量凸透镜的焦距；知道透镜在生活中的应用及安全使用。 活动建议 用手电筒、光具座、光屏观察和测量；找老花镜、近视镜判断凸凹；了解“用冰取火”的故事。
学习 目标与核心素养 物理观念：知道透镜的种类，认识光心、主光轴；知道凸透镜会聚、凹透镜发散；知道焦点、焦距和虚焦点。 科学思维：用“会聚”“发散”描述光束的变化；运用三条特殊光线作图；用光屏上光斑最小最亮来判断焦点，初步理解“反向延长线”与虚焦点。 科学探究：完成观察透镜对光作用的活动和测量焦距的活动，会多次测量求平均值，并分析误差来源；借助 HTML 互动实验 看透镜、拖光屏、测焦距、画光线。 科学态度与责任：了解我国古代“冰取火”的发明，增强文化自信；理解饮料瓶引发森林火灾的原理，树立安全和环保意识；知道不能通过凸透镜看太阳。
学情分析 学生对放大镜、眼镜较熟悉，但对“会聚”“发散”和焦点的理解多停留在字面。本节的难点有： （1）凸、凹透镜的区分：易按“凸出来的是凸透镜”判断，要抓住“中间与边缘谁厚”，并注意带凹凸的月牙形透镜； （2）焦点与虚焦点：凹透镜的焦点是反向延长线的交点，学生容易当成实际会聚点； （3）三条特殊光线：易把“过焦点”和“平行于主光轴”的方向搞反，凹透镜的光线更易错； （4）测焦距：判断“光斑最小最亮”的位置有主观性，误差较大； （5）安全：聚焦太阳光会点火，不能通过凸透镜看太阳。
重点 1.凸透镜和凹透镜对光的作用；焦点、焦距； 2.三条特殊光线。
难点 1.凹透镜的虚焦点与三条特殊光线的画法； 2.测量凸透镜焦距的方法与误差分析。
材料准备 教师：多媒体课件（含“ 互动实验”按钮）、HTML 互动素材“3.5互动实验_奇妙的透镜.html”（在课件同一文件夹下的“HTML素材”文件夹内）、各种透镜、手电筒或激光笔、光具座、光屏、老花镜、近视镜、盛水的饮料瓶。 学生：分组器材——凸透镜两块、凹透镜一块、手电筒、光屏（白卡纸）、光具座或刻度尺；自带老花镜、近视镜（可选）。注意：不得用激光笔照射眼睛，不得通过凸透镜看太阳。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 （情景导入） 【透镜工坊】 1.出示情境（课件第6页）：科技节第五站是“透镜工坊”，桌上摆着放大镜、眼镜和一只盛水的饮料瓶。请学生拿放大镜观察课本上的字。 2.提出三个问题：放大镜是中间厚还是中间薄的？它对太阳光有会聚还是发散作用？林区为什么禁止乱丢饮料瓶？学生先猜，答案点击后出现。 【任务发布】 这节课四步走：认识透镜 → 透镜对光的作用 → 三条特殊光线 → 透镜与安全。 1.用放大镜看字，说出对三个问题的第一反应； 2.带着疑问进入新课。 用学生熟悉的放大镜、眼镜引入，三个问题分别对应本节的“透镜分类、会聚作用、安全应用”，课末回收。
讲授新课 （任务式教学） 任务一 认识透镜 【透镜与分类】 1.课件第7页：透镜用光学玻璃或树脂制成，表面常磨成球面；中间比边缘厚的叫凸透镜，中间比边缘薄的叫凹透镜。 2.课件第8页（教材图3-5-1、习题1）：判断六个透镜（含平凸、凹凸月牙形）的类别，总结“看中间与边缘谁厚”“摸一摸”“照一照”。 3.课件第9页（教材图3-5-2）：认识光心O、主光轴、球心C；经过光心的光传播方向不变。 1.判断六个透镜的类别，说出依据； 2.在图上指出光心、主光轴。 先用生活经验、再用“厚薄”这个物理标准判断，纠正“凸出来就是凸透镜”的误区；月牙形透镜是易错点。
任务二 透镜对光的作用 ——活动与焦点焦距 【提出问题】 1.课件第10页：将平行光分别照射到凸透镜和凹透镜上，观察两种透镜对光的作用有什么不同？预测光束的变化。 【活动1：观察透镜对光的作用】 2.出示课件第11页（教材图3-5-3），学生分组实验：手电筒或激光笔产生平行光，分别射向凸透镜和凹透镜，观察折射后的光束；在后面放光屏，观察光斑。 3.【AI互动实验①：透镜对光的作用】单击课件第11页（或第13页）“ 互动实验”按钮，打开“3.5互动实验_奇妙的透镜.html”的“实验一”：①切换凸透镜、凹透镜；②拖动焦距滑块和光线条数；③勾选“显示焦点”；④拖动光屏，观察光斑大小的变化，找到凸透镜后光斑最小最亮的位置。 【归纳结论】 4.课件第12页：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用（表格对比）；生活中的放大镜、老花镜是凸透镜，近视镜是凹透镜。 5.课件第13页：焦点F——平行于主光轴的光经凸透镜后会聚的点，光斑最小最亮；焦距f——焦点到光心的距离；凸透镜有两个焦点。 6.课件第14页：虚焦点——平行于主光轴的光经凹透镜后发散，反向延长线交于一点，不是实际光线会聚的点。 1.预测并观察两种透镜对光的作用； 2.分组完成活动1并描述现象； 3.操作互动实验，理解焦点与光斑的关系； 4.归纳结论，说出焦点、焦距、虚焦点。 用“光斑最小最亮”把抽象的焦点变成可观察的现象；虚焦点用反向延长线说明，为后面学习虚像做铺垫。 互动实验可随意改变焦距，弥补课堂上透镜种类不多的不足。
任务三 三条特殊光线 【三条特殊光线】 1.课件第15页：以凸透镜为例总结——①平行于主光轴的光，折射后过焦点；②过光心的光，传播方向不变；③过焦点的光，折射后平行于主光轴（光路可逆）。 2.课件第16页：学生在学案上完成作图（教材习题2），强调：入射、折射光线都标箭头，辅助线与反向延长线画虚线。【AI互动实验②：三条特殊光线】单击第16页按钮，切换到“实验二”：拖动发光点S，分别勾选三条光线，观察交点位置。 3.课件第17页：凹透镜的三条特殊光线——①平行于主光轴的光，折射后发散，反向延长线过虚焦点；②过光心的光不变；③指向另一侧虚焦点的光，折射后平行于主光轴。再次用互动实验验证。 4.课件第18页：辨别凸、凹透镜的方法——看、摸、照、放大；教材习题3：用老花镜、近视镜实验。 1.总结三条特殊光线并作图； 2.操作互动实验验证； 3.归纳辨别凸、凹透镜的方法。 作图是本节重点，互动实验中光线随发光点实时变化，帮助学生看出“为什么这样画”；凹透镜光线容易错，需要专门练习。
任务四 测量焦距与透镜的安全 【活动2：测量凸透镜的焦距（学生分组实验）】 1.课件第19页（教材活动2）：将凸透镜置于光具座上，用手电筒的光水平照射，移动光屏找到光的会聚点；量出光屏到光心的距离即焦距；多测几次，记入表3-5-1，求平均值；换另一块凸透镜重复。【AI互动实验③：测量凸透镜的焦距】单击第19页按钮，切换到“实验三”：拖动光屏，点“记录这一次”，自动计算平均值；勾选“让光线不平行”对比误差。 2.课件第20页：讨论影响测量准确度的因素——光线不平行、难判断光斑最小最亮的位置、光心位置和刻度读数的误差；多次测量求平均值。信息浏览：《博物志》记载的“削冰令圆，举以向日，以艾承其影得火”，体会我国古代人民的智慧。 【透镜与安全】 3.课件第21页：林区警示牌“不要随意丢弃盛有饮料的透明瓶”——瓶中的水相当于凸透镜，会聚阳光，焦点处温度很高，会点燃枯草。【AI互动实验④：饮料瓶与森林火灾】单击第21页按钮，切换到“实验四”：拖动滑块改变枯草到瓶底的距离，观察光斑大小和温度，用“自动找最亮处”找到焦点；换成空瓶对比。强调：课外活动戴墨镜，千万不要通过凸透镜看太阳。 1.分组测量两块凸透镜的焦距并记录； 2.讨论误差来源； 3.用互动实验理解饮料瓶引发火灾的原因，树立安全意识。 测焦距既是教材活动，也为下一节探究凸透镜成像做准备；饮料瓶引火是教材习题4的现实应用，互动实验用光线追踪把“焦点处温度高”变得可见。
课堂练习 完成课件“小试牛刀”（第22~24页）及学案“课堂练习”： 1.中间比边缘厚的透镜叫（　）透镜，对光有（　）作用；中间比边缘薄的叫（　）透镜，对光有（　）作用。 2.经过光心的光，传播方向（　）。 3.太阳光经凸透镜后，光斑最小最亮的位置是凸透镜的（　）；光屏到光心10 cm时光斑最小，则焦距f＝（　）cm。 4.判断：凹透镜的虚焦点是实际光线会聚的点。 5.林区不能随意丢弃盛水的饮料瓶，因为瓶中的水相当于（　）透镜，对太阳光有（　）作用。 6.平行于主光轴的光经凹透镜后，折射光线的反向延长线过（　）。 答案：1.凸，会聚，凹，发散；2.不变；3.焦点，10；4.×；5.凸，会聚；6.虚焦点。 独立完成，同桌互批，错题说明错因。 六题覆盖分类、作用、光心、焦点焦距、虚焦点、安全应用。
课堂小结 回到“透镜工坊”的三个问题，请学生用本节知识作答：①放大镜中间厚，是凸透镜；②对太阳光有会聚作用；③盛水的饮料瓶像凸透镜，会聚阳光可能引起火灾。 一条主线：透镜（凸、凹）→ 光心与主光轴 → 对光的作用 → 焦点、焦距、虚焦点 → 三条特殊光线 → 测焦距 → 应用与安全。 回答导入问题，补全学案“归纳整理”的思维导图。 首尾呼应，检验学生是否真正理解。
板书 3.5 奇妙的透镜 一、透镜：中间比边缘厚——凸透镜；中间比边缘薄——凹透镜 二、光心O　主光轴　经过光心的光传播方向不变 三、作用：凸透镜会聚　凹透镜发散 四、焦点F（光斑最小最亮）　焦距f　虚焦点（反向延长线交点） 五、三条光线：平行→过焦点　过光心→不变　过焦点→平行 六、测焦距：光屏到光心的距离　多次测量求平均值 七、应用与安全：放大镜、老花镜；不乱丢饮料瓶；不通过凸透镜看太阳 —— 板书左侧列概念，右侧画三条特殊光线示意图，便于对照。
课外拓展 /课外阅读内容 一、水滴也是透镜 一滴水落在书页上，字被放大——水滴中间厚、边缘薄，相当于凸透镜。 二、菲涅尔透镜 把厚透镜“切”成一圈圈薄环，仍有会聚作用，又薄又轻，用于灯塔、汽车灯、放大片。 三、课后探索 找一副老花镜和一副近视镜，用手电筒垂直照射镜片并投到白墙上，判断凸凹；打开互动实验“实验三”，测两块透镜的焦距。 1.阅读拓展材料； 2.完成课后探索。 拓展联系生活中的透镜；课后探索让 HTML 素材延伸到课外。
特色资源分析和技术手段说明 一、AI 互动实验（HTML 素材）使用说明 1.配套文件：课件同一文件夹下“HTML素材”文件夹内的“3.5互动实验_奇妙的透镜.html”，含4个实验页：实验一 透镜对光的作用（切换凸凹、调焦距、拖光屏看光斑）；实验二 三条特殊光线（拖动发光点，凸、凹透镜）；实验三 测量凸透镜的焦距（拖光屏找最小最亮光斑，记录并求平均值）；实验四 饮料瓶与森林火灾（逐条光线追踪，光斑大小与温度联动）。 2.在课件中打开：课件第11、13、16、17、19、21页各有一个绿色“ 互动实验”按钮，放映时单击即用默认浏览器打开同一个网页；在页面顶部切换对应实验后，按 Alt+Tab 切回课件。PowerPoint 与 WPS 均可使用。 3.单独打开：也可直接双击网页文件，用任意浏览器打开，按 F11 全屏投影。 4.无需联网，鼠标或一体机触屏均可拖动操作；右侧“想一想”点击显示答案。 5.注意：课件和“HTML素材”文件夹必须放在同一个文件夹里，移动时一起移动，否则按钮会找不到文件。如按钮无法跳转（个别电脑的 WPS 会遇到），在 WPS 中右键该绿色按钮 → “编辑超链接”，在 HTML素材 文件夹里重新选中对应的 .html 文件，确定即可；也可以直接双击 .html 文件打开，效果相同。 二、实验与安全 1.激光笔严禁照射眼睛；不得通过凸透镜看太阳；课外聚焦太阳光点火必须戴墨镜、远离易燃物，等燃烧物熄灭后再处理。 2.测焦距时手电筒应尽量产生平行光，光屏要与主光轴垂直；互动实验中的数据是理想值，实测会有误差。 —— 互动实验解决了“透镜种类不足、焦点难以看见、测焦距误差大、饮料瓶引火难以演示”四个教学痛点；使用说明保证不熟悉信息技术的教师也能顺利使用。
教学反思 成功之处： “透镜工坊”三个问题首尾呼应；互动实验里调焦距、拖光屏的操作直观，学生很快找到“光斑最小最亮”的位置；“饮料瓶与森林火灾”贴近生活，安全教育效果好。 不足之处： 1.分组实验中平行光不易获得，光斑最小的位置判断分歧大； 2.凹透镜三条特殊光线的方向仍有学生画错； 3.月牙形透镜的凹凸判断易错。 改进设想： 1.实验前用互动实验示范“怎样判断光斑最小最亮”； 2.用“反向延长线画虚线”作为凹透镜作图的统一口诀； 3.准备月牙形透镜实物，让学生“摸厚薄”。 —— 反思聚焦具体的学生表现与可操作的改进措施，便于同课教师直接借鉴。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑