让有理的科学知识被有理的验证

　　【教材依据】

 

　　《探究凸透镜成像规律》是光学中的两个重要实验之一，它是光的折射的一个应用。做好这个探究实验对于学生理解其规律有着十分重要的作用。教材以探究为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究等教学过程，让学生在体验知识的过程中形成、发展主动获取的意识，活化学生自主有效的学习。

 

　　【教学思想】

 

　　在物理教学中，实验教学有着非常重要的作用，如今的物理实验教学虽然已经从以前的“嘴巴讲实验”、“粉笔画实验”走出来了，但是却又走进了“有理知识被无理验证”的两难境地：一方面做出的实验结果不支持实验结论，一方面又要得出实验结论。为了能够两全齐美，于是乎“这是实验存在误差”便成了我们无理验证科学知识的有力证据。如何让有理的物理知识被有理的证明便成了我在《探究凸透镜成像规律》中努力追求的有效教学思想。

 

　　【教学目标】

 

　　1．知识与技能

 

　　(1)知道凸透镜成像规律。

 

　　(2)知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系，进一步理解虚、实像概念。

 

　　2．过程与方法

 

　　(1)能在探究实践中初步获得提出问题的能力。

 

　　(2)通过研究凸透镜成像规律的过程，体验科学研究的过程与方法。

 

　　(3)学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法。

 

　　3．情感、态度和价值观

 

　　(1)具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理。

 

　　(2)在探究问题的过程中，有克服困难的信心和决心，有主动与他人合作和交流的精神。

 

　　【教学重点】

 

　　凸透镜的成像规律的探究过程。

 

　　【教学难点】

 

　　让学生在自己的实验数据中发现成“放大实像”和“缩小实像”的物距和像距范围。

 

　　【教学准备】

 

　　光具座、发光二极管做成的三角形、光屏、电池、凸透镜、毛玻璃、印有数轴的明胶片、蜡烛。

 

　　【教学过程】

 

　　一、复习旧知，为猜想作准备

 

　　1、在你们桌上的盒中有一个透镜，认识他吗？

 

　　2、为什么？

 

　　3、光学透镜不可以用手摸。

 

　　4、有不同的方法吗？

 

　　5、用这种方法可以辨别出是不是凸透镜以及测出凸透镜的焦距，上节课我们测出它的焦距大约是多少的（教师板书：10cm）

 

　　6、还有其他方法判断是不是凸透镜吗？

 

　　7、“正立的还是倒立的？”

 

　　（板书：正立放大的）

 

　　二、游戏中进行猜想

 

　　8、如果把刚才能够将字放大的凸透镜对准同学，并且在人眼与凸透镜之间放一个毛玻璃，你能在毛玻璃上看到什么呢？

 

　　9、看到了什么？（教师板书：倒立缩小的像）

 

　　10、如果我把这个灯丝开口向下灯打开，对着我这个凸透镜？你们看到了什么？

 

　　（板书：倒立放大的像）

 

　　11、刚才的几个实验说明凸透镜能不能成像？

 

　　那么，凸透镜成什么样的像与什么有关呢？

 

　　回忆一下刚才的实验过程，教师拿着同一个凸透镜远离靠近，和将学生的透镜和我的透镜拿在手里。

 

　　12、介绍物距像距，并板书u、v。

 

　　凸透镜与物距有什么关系呢？

 

　　三、讨论中设计实验方案

 

　　13、猜想可能是对的也有可能是错的，那怎样才知道对与错呢？

 

　　14、要实验我们就要计划计划了，首先我们选择什么样的器材？（光源有二极管做成的三角形、蜡烛等）

 

　　15、用凸透镜、刻度尺，在测焦距时有什么麻烦？

 

　　16、为了解决这些问题，我们可以用光具座，它可以让凸透镜固定，而且还能直接读出距离，方便我们的实验。（教师演示光具座的使用方法）

 

　　17、选好了器材，我们需要商量一个方案。课件出示：“清晰像与不清晰像”能图片

 

　　18、哪一个清晰？什么样的像才是清晰呢？

 

　　19、实验之前，老师想对大家提几点建议（课件出示：实验小贴士）

 

　　20、下面的任务就请大家在光屏上得到几个不同的像，并将你在实验中的物距和像距记到印有数轴的明胶片上。

 

　　四、利用数轴处理数据得出规律

 

　　21、将各组的胶片收上来，相互重叠，让学生观察发现有什么规律？

 

　　22、归纳出：u>2f成倒立缩小的实像

 

　　f<u<2f成倒立放大的实像

 

　　23、刚才实验中，有点遗憾，没能得到正立的像，那凸透镜能不能成正立的像呢？怎样才能看到呢？回忆平面镜所成的虚像当时是在哪里看到的？

 

　　24、那么，凸透镜的虚像应在哪里看呢？

 

　　25、再观察，从规律中你能发现什么？

 

　　26、你们认为物体在两倍焦距上会成什么像呢？

 

　　27、一倍焦距以下呢？

 

　　28、归纳出两倍焦距上成倒立等大的像。

 

　　五、实验反思

 

　　通过实验和数据分析，我们得出了凸透镜成像的规律，那现在，让我们在回忆的过程中，反思一下我们的实验：

 

　　1、你们小组在实验中还有哪些方面存在不足？（如：用蜡烛的，实验中蜡烛变短，用二极管的亮度不够等）

 

　　2、你们小组在实验过程中有哪些新发现？

 

　　六、动画总结深化规律

 

　　反思得很好，课上到这个地方我们有必要来总结一下今天这堂课。

 

　　1、课题。

 

　　2、动画演示成像的规律。

 

　　制作土照相机。

 

　　【教学反思】

 

　　1．拍照激趣，新意导入，有效活化学生自主学习意识

 

　　精心创设情景，设疑激欲引入新课，可以活化学生自主学习的意识。本堂课的导入分为两个环节，首先复习旧知，理清凸透镜的特征，顺利地得出凸透镜成放大的像，然后通过用凸透镜毛玻璃拍照引发学生学习的兴趣，并提出了物体通过凸透镜成像的课题；通过利用凸透镜找像的过程，产生凸透镜既可成缩小实像，也可成放大实像的思维冲突，激发学生探究的欲望，同时也为后面让学生猜想凸透镜成什么样的像与哪些因素有关，作了铺垫。

 

　　2．改进实验，让学生有效探究

 

　　本课的大部分时间用于学生分组探究得出凸透镜成像的规律：学生经历了提出问题、作出假设、制定计划、动手实验、搜集数据和分析数据等探究过程。

 

　　先通过判断一个透镜是凸透镜还是凹透镜，在已有的知识中引发联想，同时通过游戏和教师的演示实验，让学生猜测光屏上像的大小与物距有关，然后设计实验探究像的大小与物距之间究竟有怎样的关系。并对学生实验进行了合理的分组，不同小组分别进行缩小实像和放大实像的实验既解决了时间紧的矛盾，又让学生体验到合作学习在科学探究中的作用。

 

　　为了解决蜡烛在实验过程中会变短的问题，我将成像实验中的发光物体做成一个由三个发光二极管排列成的三角形，同时在发光体和光屏上都标上同样高度的格子，起到了稳定、量化、无污染的功能，有效降低了对实验环境的要求。使全体学生在科学情趣的引导下各个成为投入科学探究的主角，获得了印象鲜明的物理规律。

 

　　3、数轴处理数据，有效验证科学知识

 

　　在探究实验的交流评估阶段，如何让学生在自己的实验数据中发现成“放大实像”和“缩小实像”的物距和像距范围，是这一环节的难点也是这节课的难点。我用印有数轴的塑料透明薄膜处理实验数据以此寻找规律的方法。在分析数据的过程中，要求学生将实验中得到的物距和像距画到数轴上，然后将不同小组透明薄膜层层叠加，既直观地处理多组实验数据，突破了“像与物所在范围确定”这一教学难点，又让学生体验了合作学习的功能和乐趣。

 

　　4、实验反思，让学生理性探究

 

　　为了探究的有序、有效，我让学生在组内讨论方案后，进行组间的交流，在交流中不断修正自己的方案，也实现了学生和老师一起进行探究的目的；为了探究有理，我在实验结束时组织学生进行了数据分析、实验评价、“实验反思”，在信息的处理中，在学生的自省中，培养学生实验探究的理性。反思结束我还要求学生思考，实验中出现的问题我们该如何解决？这样让学生对实验进行改进，促进了学生实验能力的形成。

 

　　5、方法和注意事项的介绍，安全进行实验

 

　　为了让实验安全有效地进行，我设计了实验小贴士环节，提醒学生在实验过程中不要忘了安全操作，通过课件对比清晰像与不清晰像，为学生高效地探究打下了基础。