幻燈機放大鏡

教學目標

知識目標

1．凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件

2．幻燈機、放大鏡的原理

能力目標

1．培養(yǎng)實驗能力

通過正確組裝、調整實驗儀器培養(yǎng)學生的實驗能力

2．培養(yǎng)分析概括能力

通過對凸透鏡成像現(xiàn)象的觀察分析，總結出凸透鏡成像規(guī)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、實像或虛像的條件．

3．培養(yǎng)應用知識解決實際問題的能力．

（1）利用凸透鏡的三條特殊光線，用作圖法解決凸透鏡的成像問題，培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力．

（2）通過對照相機、幻燈機、放大鏡原理的分析逐步培養(yǎng)運用所學基礎知識分析實際問題的能力．

4．通過觀察與實驗，就像和影、實像與虛像的成因，初步學習分析與綜合的思維方法．

分析，就是對各種相關現(xiàn)象分別進行研究，找出它們的相同點與不同點，找出最主要、最本質、帶決定性的因素．并在分析的基礎上，把通過對各種現(xiàn)象分析得到的結論、以及相關因素聯(lián)系起來進行研究從而得到較為完整的認識．例如對實像、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，找出它們的共同點是由光形成，有光進入眼睛引起人們的視覺，因而與影有著本質的不同．但它們的不同點是，實像由實際光線會聚形成，虛像是由反射（折射）光線的反向延長線相交形成，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．在物理學習中，形成概念，掌握規(guī)律離不開分析與綜合，有意識地培養(yǎng)學生這方面的能力將有助于今后的學習．

德育目標

通過研究凸透鏡成像的實驗，以及對其成像規(guī)律的分析有意識地滲透辯證唯物主義觀點．

 

教學建議

教材分析

本節(jié)首先以學生實驗開始，觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件．在學生獲得感性認識并認識規(guī)律的基礎上，講述幻燈機和放大鏡的原理．為了擴大學生的知識面，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．投影儀是教學中常用的儀器，原理與幻燈機類似．向學生簡單介紹顯微鏡的原理，有助于加強學科間的聯(lián)系．

教法建議

本節(jié)跟講照相機的方法相似，仍是先讓學生做實驗，觀察凸透鏡成放大的實像和虛像的條件．在學生獲得感性認識并認識規(guī)律的基礎上，講幻燈機和放大鏡的原理．為了擴大學生的知識，建議結合實際情況介紹投影儀、顯微鏡的構造和原理．針對本節(jié)內容，在教學中應以實驗教學為主，以學生為主體，教師適當提問，啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題．

 

教學設計示例

一、研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗教學說明

1．凸透鏡的成像規(guī)律是一個連續(xù)的變化過程，讓學生從這一物理現(xiàn)象變化全過程的高度來分析這一物理現(xiàn)象，有助于加深學生對這部分內容的理解認識．

2．由于本實驗要求學生同時觀察和考慮的內容比較多，如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點的位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置，同時還要觀察像的性質．對于一個初二的學生來講容易在觀察某一內容時忽略觀察其他內容，或者雖然觀察了但是頭腦中沒有反映出其它的內容，這樣就很難從整體上把握整個物理變化過程，為此在本節(jié)實驗設計中采取了兩個辦法．

（1）每進行完一個內容的實驗（如物體位于2倍焦距以外），要求同學畫圖從理論上進行分析，并逐步形成物體在這個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行分析．從而使學生在實驗現(xiàn)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程的認識和理解．

（2）三個內容的實驗全部完成以后．可用計算機模擬物體從2倍焦距以外移到焦點以里的過程．凸透鏡成像由小到大、由實到虛、從倒立變?yōu)檎�立、在透鏡另一側用屏幕接取到用眼直接觀看的整個動態(tài)變化，從而對凸透鏡成像形成一個宏觀的整體的認識（也可通過投影或畫圖進行）．

3．為便于操作，也為使學生對實驗現(xiàn)象形成深刻的認識從而為探索規(guī)律打下基礎，實驗前應要求學生在光具座中透鏡兩側的標尺上明顯的標出與焦距和2倍焦距等長的位置以便在實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(guī)律教學說明

要教育、引導學生不要死記硬背凸透鏡的成像規(guī)律，要在理解的基礎上掌握它．掌握它的途徑有三個

1．認真完成研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗，通過實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，并形成一個動態(tài)的變化過程．

3．將實驗現(xiàn)象、物理模型與平時應用幻燈機、放大鏡的實際有機聯(lián)系起來，以加深理解和記憶．

三、課時安排    1課時

四、學生活動設計

（一）完成“研究凸透鏡的成像規(guī)律”學生分組實驗．

1．完成分組實驗．（分兩個階段完成）

2．利用凸透鏡的特殊光線，運用作圖法來研究凸透鏡的成像規(guī)律．（分兩個階段完成）

3．每完成一個階段的實驗及相應的理論分析后，討論、研究在實踐中哪些光學儀器是運用這一原理制作的或工作的．

（二）結合上節(jié)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程及變化規(guī)律．

五、教學過程設計方案

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幻燈機和放大鏡的圖片，向學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(jié)課講到的照相機，指出照相機的工作原理，提出問題：如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間，物體成像特點是什么；若物體放在焦點以內，能成像嗎？像的特點是什么？從而引入新課．

2．新課教學

學生實驗：研究凸透鏡成像規(guī)律

研究物體位于1倍焦距與2倍焦距之間（畫出板圖）、位于焦點以里（畫出板圖），兩個位置凸透鏡的成像情況（包括像的位置，像的性質（指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立，是虛像還是實像））．我們用u來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，并重點強調以下幾個問題

（1）告訴同學凸透鏡的焦距

（2）把透鏡放在標尺中央，從透鏡的位置開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．

物體分別設兩個位置，進行兩個實驗，分兩次完成．每完成一個實驗，做一次小結，再進行下一個實驗．對每個位置成像情況的研究都要通過三個途徑進行

（1）通過實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（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，問同學們有無問題，然后宣布開始第一個實驗，將物體（蠟燭）放在1倍焦距與2倍焦距之間．

學生開始實驗，教師在同學中間巡視并進行指導．學生實驗結束，教師組織提問、進行總結．

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處移近的過程中，像成在透鏡另一側，像離透鏡越來越遠，像越來越大．2倍焦距處是一個變化點，物體在2倍焦距以外成縮小實像，進入2倍焦距內（大于焦距）成放大實像．焦點處是又一個變化點，而且使像發(fā)生了質的變化，物距大于焦距成倒立實像，物距小于焦距成正立放大虛像．應使學生們頭腦中對整個成像情況形成一個動態(tài)的模型．

教師結合實驗講述幻燈機、放大鏡的構造及應用．為了擴大學生的知識面，在講了幻燈機后簡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，結合前面學過的照相機，總結凸透鏡成像規(guī)律和特點．到目前為止，學生已經(jīng)學習過小孔成像、平面鏡成像，凸透鏡成像的三種情況．這里有三個成實像的情況，兩個成虛像的情況．實像是由實際光線會聚形成的，虛像是由反射光線（平面鏡成像）或者折射光線（物體位于焦點以里的凸透鏡成像）的反向延長線相交形成的．從岸邊觀察水中的魚、石子，看到的也是水中物體的虛像．它們的相同之處是：不論實像、虛像都是由光線形成的．從這點看影又與它們有本質的不同，影是光線照不到的黑暗區(qū)域．

 

探究活動

【課題】實驗學習投影儀的使用方法

【組織形式】學生活動小組

【活動流程】

提出問題；猜想與假設；制訂計劃與設計實驗；進行實驗與收集證據(jù)；分析與論證；評估；交流與合作．

【參考方案】利用學校的投影儀學習如何使用投影儀，并會一般的維護．

【備注】

1、寫出探究過程報告．

2、發(fā)現(xiàn)新問題．

幻燈機放大鏡

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