《透镜》教学设计
青铜峡市第五中学 马晓琴
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能正确区分凸透镜和凹透镜，了解透镜的光心、主光轴、焦点和焦距。
2．能说出凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用，能正确解释会聚、发散。
（二）过程与方法
1．通过观察凸透镜和凹透镜的实物及图片，得出两种透镜的两种不同构造，培养学生通过观察抓住事物的本质特征，能够识别不同事物的不同特点的能力。
2．经历探究凹透镜和凸透镜对光的作用的实验过程，培养学生动手、动脑、观察、分析问题的能力。
（三）情感态度和价值观
1．通过区分凸透镜和凹透镜的过程，培养学生爱护光学仪器的好习惯。
2．通过探究性物理学习活动，使学生获得成功的愉悦，乐于参与物理学习活动。
二、教学重难点
教学重点：凸透镜和凹透镜对光线的作用；测量凸透镜的焦距的方法。
教学难点：理解光的会聚、发散。利用光路具有可逆性画出逆向光路图。
三、教学策略
由日常生活中小实验现象引入，对透镜的认识由外观到其特征概念，从对光线的一般偏折作用是会聚还是发散，到三条特殊光线，由浅入深，由具体到抽象，要符合学生一般的认知规律。教学中不应只是从理论加以介绍，特别重视通过实验和实际操作，让学生体会各种术语名词和偏折规律。通过学生探究实验得出凸透镜对光线的会聚作用以及凹透镜对光线的发散作用，并学会测定凸透镜的焦距。本节教法以讲授法和讨论法为辅，指导学生通过观察实验现象，讨论分析实验结果。这样即培养了学生的观察能力，同时也培养了学生的合作意识。通过学生讨论的方式，总结出判断透镜种类的两种方法和三条特殊的光线，培养学生分析和归纳的能力。
四、教学资源准备
多媒体课件、凸透镜、凹透镜、演示用光学器件组一套。
五、教学过程
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
导入新课 | 利用一个透明玻璃杯，画有箭头的白纸完成生活小实验。引出生活中的透镜知识，和我们即将要学习的第五单元《透镜及其应用》这一章的知识结构。告诉学生我们先学习第一节《透镜》的相关知识。 透镜在生活中有广泛的应用。比如放大镜的镜片，眼镜的镜片，照相机的镜头，投影仪、显微镜、望远镜等仪器的镜头，都是由透镜组的 | 学生观察并回答：箭头的方向发生了变化。 聆听、思考 | 从学生已有的生活和学习经验入手，引出物理问题，体现从生活到物理的课程理念。通过趣味小实验激起学习的兴趣。 |
新课教学 | 一、凸透镜和凹透镜 让学生自主完成三个小活动： 1.用手指触摸桌面上的两种透镜 2.分别用两种透镜看书上的字 3.观察老师演示的实验 总结： 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片、照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等。 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片。 一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫薄透镜。下面我们只研究薄透镜。 引导学生观察凸透镜和凹透镜的示意图，了解研究透镜时常用的两个科学术语。 主光轴：组成透镜的两个球面的球心连线叫主光轴。 光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变，这一点叫透镜的光心，可以认为透镜的光心就在透镜的中心。 教师拿出一块透镜，请学生判断它是凸透镜还是凹透镜？你判断的依据是什么？分别找两位持不同意见的同学回答。那我们如何判断谁说得对呢？ 许多器材上用的透镜是不能用手摸的，那有没有其他办法来区分凸透镜和凹透镜呢？ 学生活动： 凸透镜和凹透镜只是外形不同吗？大家分别手持近视眼镜和远视眼镜，靠近书上的字，观察书上的文字有什么变化？ 学生活动： 它们还有什么不一样？拿出一个凸透镜，正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，来回移动，观察到什么？换一个凹透镜，重做上面的实验，纸上能够得到很小、很亮的光斑吗？这说明了什么？ 
图1
图2 | 学生交流讨论：它们的形状不同，近视镜片中间薄、边缘厚，而远视镜片中间厚、边缘薄。 学生通过“摸”的方法能够判断是哪种透镜。 学生：近视眼镜和远视眼镜的成像不同，远视眼镜能成放大的像；近视眼镜能成缩小的像。 学生：用凸透镜时，纸上出现一个最小最亮的点（如图1），说明凸透镜能把太阳光会聚到一起。换用凹透镜时，纸上始终得不到很小、很亮的光斑，而且四周比中间还要亮些（如图2）。这说明凹透镜不能让光会聚，而是让光向四周散开。 | 通过观察发现不同事物的本质区别。 通过阅读和画图理解主光轴、光心等概念，了解通过光心的特殊光线。 对学生进行使用器材要注意器材安全教育。 通过体验发现两种透镜在成像方面的不同。 通过体验发现两种透镜在对光的作用方面的不同。为下面进一步探究透镜对光的作用做好铺垫。培养学生猜想能力，让学生从以前的经验出发或者从观察的实验出发来作出有根据的猜想。 |
二、透镜对光的作用 前面的实验说明两种透镜对光有不同的作用。如果我们实验时能观察到光的传播路径，看得会更清楚。 1．凸透镜对光的作用 演示实验1：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凸透镜，三条光线将会怎样传播？ 引导学生观察折射光线与入射光线的位置关系（如图3）。我们把凸透镜对光线的这种作用就叫会聚。
图3 总结：凸透镜对光起会聚作用，因此凸透镜又叫会聚透镜。 指导学生用作图法把上面实验中的折射光线画出来。 引导学生理解会聚：折射光线与入射光线比较，向中间偏折，中间的位置其实就是主光轴。因此，会聚就是折射光线与入射光线比较，靠近主光轴。 2．凹透镜对光的作用 演示实验2：利用激光笔在磁性黑板上演示三条平行光线，根据演示实验在黑板上描出入射光线。请你猜想如果放凹透镜，三条光线将会怎样传播？。 引导学生类比凸透镜，观察折射光线与入射光线的位置关系。
图4 总结：凹透镜对光起发散作用，因此凹透镜又叫发散透镜。 指导学生用作图法把上面的实验画出来。 结合演示实验引导学生解释发散：折射光线与入射光线比较，远离主光轴。 | 学生通过讨论回答：上面的光线会向下偏折，下面的会向上偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。 学生通过讨论回答：上面的光线会向上偏折，下面的会向下偏折，中间的因为通过光心，传播方向不变。 | 培养学生科学猜想的能力。 猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凸透镜对光的会聚作用。 加深理解凸透镜的会聚作用。 培养学生科学猜想的能力。 猜想得到验证。通过观察体验，进一步体会凹透镜对光的会聚作用。加深理解凹透镜的发散作用。 |
三、焦点和焦距 1．凸透镜的焦点和焦距 结合上述凸透镜会聚光的实验，阅读教材，并结合作图回答让学生明确： 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用“F”字母表示；焦点到光心的距离叫做焦距，用“f ”字母表示。凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。 由于这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以我们叫它实焦点。 凸透镜有几个焦点呢？同学们设想一下，如果让一束跟主光轴平行的光线从凸透镜的右面射向左面，它是否也能会聚于一点呢？让我们一起来观察实验。 演示实验：用激光笔和凸透镜在磁性黑板上演示，激光从凸透镜右边射向左边，会看到光线会聚于一点。 2．凹透镜的焦点和焦距 光经过凹透镜后的发散是不是也有规律可循？ 结合上述实验，问：折射光线相交吗？那把折射光线反向延长呢？教师利用演示实验，把折射光线反向延长，引导学生观察折射光线的反向延长线相交在哪。PPT演示平行于凹透镜主光轴的光线的反向延长线通过焦点。 引导学生小结：平行于凹透镜主光轴入射的光线，折射光线的反向延长线通过焦点。 总结： 凸透镜和凹透镜的三条特殊光路： ①平行于主光轴的光线折射后通过焦点。对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点。 ②通过焦点的光线（对凹透镜而言，是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行。 ③通过光心的光线不改变传播方向。 3．测量凸透镜的焦距 （拿出一个凸透镜）怎样可以测得它的焦距？ 这有两个直径相同的凸透镜，它们的焦距分别是3cm和5cm，按照实际尺寸画出平行光经过它们之后的径迹，哪个凸透镜使光偏折得更厉害？ 焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强。凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，表面越凸，焦距越短。 | 学生阅读、思考。 学生：拿一个凸透镜正对着太阳光，让光通过凸透镜照到白纸上，移动凸透镜使光斑最小最亮，用刻度尺量出光斑到凸透镜的距离。 学生：焦距短的偏折得厉害。 | 理解焦点、焦距。 发现事物的对称性规律。 掌握透镜的作图。 用学到的知识解决问题。一方面巩固了新知识，另一方面培养学生应用知识解决问题的能力。 |
课堂小结（5分钟） | 通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。 | 梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。 | 培养学生总结归纳的能力。同时也可以帮助学生记忆。 |
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