幻燈機放大鏡的教案設計
知識目標
1.凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件
2.幻燈機、放大鏡的原理
能力目標
1.培養實(shí)驗能力
通過(guò)正確組裝、調整實(shí)驗儀器培養學(xué)生的實(shí)驗能力
2.培養分析概括能力
通過(guò)對凸透鏡成像現象的觀(guān)察分析，總結出凸透鏡成像規律，并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實(shí)像或虛像的條件.
3.培養應用知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
(1)利用凸透鏡的三條特殊光線(xiàn)，用作圖法解決凸透鏡的成像問(wèn)題，培養學(xué)生運用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力.
(2)通過(guò)對照相機、幻燈機、放大鏡原理的分析逐步培養運用所學(xué)基礎知識分析實(shí)際問(wèn)題的能力.
4.通過(guò)觀(guān)察與實(shí)驗，就像和影、實(shí)像與虛像的成因，初步學(xué)習分析與綜合的思維方法.
分析，就是對各種相關(guān)現象分別進(jìn)行研究，找出它們的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，找出最主要、最本質(zhì)、帶決定性的因素.并在分析的基礎上，把通過(guò)對各種現象分析得到的結論、以及相關(guān)因素聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行研究從而得到較為完整的認識.例如對實(shí)像、虛像的認識是在分析小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像(三種情況)的基礎上，找出它們的共同點(diǎn)是由光形成，有光進(jìn)入眼睛引起人們的視覺(jué)，因而與影有著(zhù)本質(zhì)的不同.但它們的不同點(diǎn)是，實(shí)像由實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚形成，虛像是由反射(折射)光線(xiàn)的反向延長(cháng)線(xiàn)相交形成，因而決定了它們的顯像方法也不相同.這就是在分析基礎上的綜合，綜合指導下的分析.在物理學(xué)習中，形成概念，掌握規律離不開(kāi)分析與綜合，有意識地培養學(xué)生這方面的能力將有助于今后的學(xué)習.
德育目標
通過(guò)研究凸透鏡成像的實(shí)驗，以及對其成像規律的分析有意識地滲透辯證唯物主義觀(guān)點(diǎn).
教學(xué)建議
教材分析
本節首先以學(xué)生實(shí)驗開(kāi)始，觀(guān)察凸透鏡成放大的實(shí)像和虛像的條件.在學(xué)生獲得感性認識并認識規律的基礎上，講述幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學(xué)生的知識面，在講了幻燈機后還介紹了投影儀的構造和原理，講了放大鏡后介紹了顯微鏡的原理.投影儀是教學(xué)中常用的儀器，原理與幻燈機類(lèi)似.向學(xué)生簡(jiǎn)單介紹顯微鏡的原理，有助于加強學(xué)科間的聯(lián)系.
教法建議
本節跟講照相機的方法相似，仍是先讓學(xué)生做實(shí)驗，觀(guān)察凸透鏡成放大的實(shí)像和虛像的條件.在學(xué)生獲得感性認識并認識規律的基礎上，講幻燈機和放大鏡的原理.為了擴大學(xué)生的知識，建議結合實(shí)際情況介紹投影儀、顯微鏡的構造和原理.針對本節內容，在教學(xué)中應以實(shí)驗教學(xué)為主，以學(xué)生為主體，教師適當提問(wèn)，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現問(wèn)題，思考問(wèn)題，解決問(wèn)題.
教學(xué)設計示例
一、研究凸透鏡成像規律的實(shí)驗教學(xué)說(shuō)明
1.凸透鏡的成像規律是一個(gè)連續的變化過(guò)程，讓學(xué)生從這一物理現象變化全過(guò)程的高度來(lái)分析這一物理現象，有助于加深學(xué)生對這部分內容的理解認識.
2.由于本實(shí)驗要求學(xué)生同時(shí)觀(guān)察和考慮的內容比較多，如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點(diǎn)的.位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置，同時(shí)還要觀(guān)察像的性質(zhì).對于一個(gè)初二的學(xué)生來(lái)講容易在觀(guān)察某一內容時(shí)忽略觀(guān)察其他內容，或者雖然觀(guān)察了但是頭腦中沒(méi)有反映出其它的內容，這樣就很難從整體上把握整個(gè)物理變化過(guò)程，為此在本節實(shí)驗設計中采取了兩個(gè)辦法.
(1)每進(jìn)行完一個(gè)內容的實(shí)驗(如物體位于2倍焦距以外)，要求同學(xué)畫(huà)圖從理論上進(jìn)行分析，并逐步形成物體在這個(gè)范圍內成像的物理模型、然后由教師利用復合投影的燈片進(jìn)行分析.從而使學(xué)生在實(shí)驗現象與物理模型之間建立起必然的聯(lián)系，從而加深對這一物理過(guò)程的認識和理解.
(2)三個(gè)內容的實(shí)驗全部完成以后.可用計算機模擬物體從2倍焦距以外移到焦點(diǎn)以里的過(guò)程.凸透鏡成像由小到大、由實(shí)到虛、從倒立變?yōu)檎�、在透鏡另一側用屏幕接取到用眼直接觀(guān)看的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化，從而對凸透鏡成像形成一個(gè)宏觀(guān)的整體的認識(也可通過(guò)投影或畫(huà)圖進(jìn)行).
3.為便于操作，也為使學(xué)生對實(shí)驗現象形成深刻的認識從而為探索規律打下基礎，實(shí)驗前應要求學(xué)生在光具座中透鏡兩側的標尺上明顯的標出與焦距和2倍焦距等長(cháng)的位置以便在實(shí)驗中能迅速準確的找到應找的位置，并對物、像所處位置形成深刻的印象.
二、凸透鏡的成像規律教學(xué)說(shuō)明
要教育、引導學(xué)生不要死記硬背凸透鏡的成像規律，要在理解的基礎上掌握它.掌握它的途徑有三個(gè)
1.認真完成研究凸透鏡成像規律的實(shí)驗，通過(guò)實(shí)驗獲得深刻的感性認識.
2.采用作圖法，利用凸透鏡三條特殊光線(xiàn)中的任意兩條，作出凸透鏡在三種情況下的成像光路圖，從而在頭腦中形成凸透鏡成像的物理模型，并形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程.
3.將實(shí)驗現象、物理模型與平時(shí)應用幻燈機、放大鏡的實(shí)際有機聯(lián)系起來(lái)，以加深理解和記憶.
三、課時(shí)安排 1課時(shí)
四、學(xué)生活動(dòng)設計
(一)完成研究凸透鏡的成像規律學(xué)生分組實(shí)驗.
1.完成分組實(shí)驗.(分兩個(gè)階段完成)
2.利用凸透鏡的特殊光線(xiàn)，運用作圖法來(lái)研究凸透鏡的成像規律.(分兩個(gè)階段完成)
3.每完成一個(gè)階段的實(shí)驗及相應的理論分析后，討論、研究在實(shí)踐中哪些光學(xué)儀器是運用這一原理制作的或工作的.
(二)結合上節照相機的知識分析、研究在三種情況下凸透鏡成像的變化過(guò)程及變化規律.
五、教學(xué)過(guò)程設計方案
1. 引入課題
方案一：教師采用幻燈機和投影儀在屏幕上展示各種有關(guān)幻燈機和放大鏡的圖片，向學(xué)生介紹這些儀器的主要工作元件都是凸透鏡，從而引入新課.
方案二：結合上節課講到的照相機，指出照相機的工作原理，提出問(wèn)題：如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間，物體成像特點(diǎn)是什么;若物體放在焦點(diǎn)以?xún)�，能成像�?像的特點(diǎn)是什么?從而引入新課.
2.新課教學(xué)
學(xué)生實(shí)驗：研究凸透鏡成像規律
研究物體位于1倍焦距與2倍焦距之間(畫(huà)出板圖)、位于焦點(diǎn)以里(畫(huà)出板圖)，兩個(gè)位置凸透鏡的成像情況(包括像的位置，像的性質(zhì)(指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立，是虛像還是實(shí)像)).我們用u來(lái)表示物體到透鏡的距離，用v表示像到透鏡的距離、f表示焦距.
教師介紹儀器及使用方法，并重點(diǎn)強調以下幾個(gè)問(wèn)題
(1)告訴同學(xué)凸透鏡的焦距
(2)把透鏡放在標尺中央，從透鏡的位置開(kāi)始在左右兩邊的標尺上用粉筆標出等于焦距和2倍焦距的位置.
物體分別設兩個(gè)位置，進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗，分兩次完成.每完成一個(gè)實(shí)驗，做一次小結，再進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗.對每個(gè)位置成像情況的研究都要通過(guò)三個(gè)途徑進(jìn)行
(1)通過(guò)實(shí)驗研究物體在某一位置的成像情況.略調整物距和光屏位置，看像發(fā)生什么變化.
(2)利用凸透鏡的特殊光線(xiàn)(兩條就可以)，用作圖法研究凸透鏡在同一位置的成像情況.
(3)研究、分析在照相機、幻燈機、放大鏡三種儀器中，哪種儀器利用了凸透鏡在這一位置的成像原理.
教師講完后，問(wèn)同學(xué)們有無(wú)問(wèn)題，然后宣布開(kāi)始第一個(gè)實(shí)驗，將物體(蠟燭)放在1倍焦距與2倍焦距之間.
學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗，教師在同學(xué)中間巡視并進(jìn)行指導.學(xué)生實(shí)驗結束，教師組織提問(wèn)、進(jìn)行總結.
教師利用作圖法分析物體從2倍焦距以外向透鏡移近的過(guò)程中，凸透鏡成像的變化情況(有條件可用計算機模擬).
物體從大于2倍焦距以外的位置向焦點(diǎn)處移近的過(guò)程中，像成在透鏡另一側，像離透鏡越來(lái)越遠，像越來(lái)越大.2倍焦距處是一個(gè)變化點(diǎn)，物體在2倍焦距以外成縮小實(shí)像，進(jìn)入2倍焦距內(大于焦距)成放大實(shí)像.焦點(diǎn)處是又一個(gè)變化點(diǎn)，而且使像發(fā)生了質(zhì)的變化，物距大于焦距成倒立實(shí)像，物距小于焦距成正立放大虛像.應使學(xué)生們頭腦中對整個(gè)成像情況形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的模型.
教師結合實(shí)驗講述幻燈機、放大鏡的構造及應用.為了擴大學(xué)生的知識面，在講了幻燈機后簡(jiǎn)要介紹一些投影儀的構造和原理.講放大鏡之后可介紹一下顯微鏡的知識，有助于學(xué)科間的聯(lián)系.
3.總結
分析了幻燈機、放大鏡的工作原理，結合前面學(xué)過(guò)的照相機，總結凸透鏡成像規律和特點(diǎn).到目前為止，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習過(guò)小孔成像、平面鏡成像，凸透鏡成像的三種情況.這里有三個(gè)成實(shí)像的情況，兩個(gè)成虛像的情況.實(shí)像是由實(shí)際光線(xiàn)會(huì )聚形成的，虛像是由反射光線(xiàn)(平面鏡成像)或者折射光線(xiàn)(物體位于焦點(diǎn)以里的凸透鏡成像)的反向延長(cháng)線(xiàn)相交形成的.從岸邊觀(guān)察水中的魚(yú)、石子，看到的也是水中物體的虛像.它們的相同之處是：不論實(shí)像、虛像都是由光線(xiàn)形成的.從這點(diǎn)看影又與它們有本質(zhì)的不同，影是光線(xiàn)照不到的黑暗區域.
探究活動(dòng)
【課題】實(shí)驗學(xué)習投影儀的使用方法
【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組
【活動(dòng)流程】
提出問(wèn)題;猜想與假設;制訂計劃與設計實(shí)驗;進(jìn)行實(shí)驗與收集證據;分析與論證;評估;交流與合作.
【參考方案】利用學(xué)校的投影儀學(xué)習如何使用投影儀，并會(huì )一般的維護.
【備注】
1、寫(xiě)出探究過(guò)程報告.
2、發(fā)現新問(wèn)題
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