時間:2023-09-19 18:54:47
序論:寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇初中物理透鏡成像范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容是本章的核心,它是在學(xué)生對生活中常用的透鏡及其成像情況,獲得豐富、具體的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,帶著問題,用探究的方法研究的內(nèi)容。本節(jié)的主要內(nèi)容,就是讓學(xué)生通過科學(xué)探究的活動,找出凸透鏡成像的規(guī)律。使學(xué)生在全過程中自主研究,體驗科學(xué)探究的全過程,從而培養(yǎng)科學(xué)研究方法,得出清晰的凸透鏡成像規(guī)律。同時還培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、分析歸納、動手、創(chuàng)造等多方面能力,以及培養(yǎng)了對科學(xué)的求知欲,樂于探究的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能
1.理解凸透鏡的成像規(guī)律,知道凸透鏡所成像的虛實、倒正、大小與發(fā)光置的關(guān)系。
過程與方法
1.能在探究實踐中,初步獲得提出問題的能力。
2.通過探究活動,體驗科學(xué)探究的全過程和方法。
3.學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
情感態(tài)度與價值觀
1.具有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理,勇于探究日常用品中的物理學(xué)原理。
2.樂于參與觀察、實驗、制作等科學(xué)實踐。
【教學(xué)重點與難點】
2.使學(xué)生初步了解科學(xué)探究的方法。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
多媒體、教師和學(xué)生用光具座、凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴。
【教學(xué)設(shè)計】
創(chuàng)設(shè)情景,引入新課
提出問題
請同學(xué)們做這樣一組小實驗:
(幻燈)
你看到什么:
①用凸透鏡近距離的看書上的字;
②用凸透鏡遠(yuǎn)距離的看屏幕;
(用凸透鏡近距離看看到正立、放大的虛像;用凸透鏡遠(yuǎn)距離的看到倒立、縮小的實像。)
同樣是凸透鏡,所成的像卻有如此大的差別。相信大家一定有許多疑問,請把你的疑問寫下來,然后我們一起交流一下。
(①凸透鏡成像有什么規(guī)律?②為什么會有時成放大的像,有時成縮小的像?③什么時候成放大的像,什么時候成縮小的像?……)
當(dāng)然,同學(xué)們一定還有許多其它的問題,今天我們先來解決這個問題:
(幻燈)課題:凸透鏡成像有什么規(guī)律
提出猜想
同學(xué)們想一想:凸透鏡成像的不同與什么因素有關(guān)?你這樣猜想的根據(jù)是什么?
(與物距有關(guān);與像距有關(guān)……當(dāng)放大鏡靠近物體時成正立、放大的虛像;當(dāng)放大鏡遠(yuǎn)離物體時看到倒立、縮小的實像。)
為了驗證同學(xué)們的猜想,我們必須干什么?(做實驗)
制定實驗計劃
在制定實驗計劃之前,我們先來回顧一下上節(jié)課學(xué)習(xí)的照相機(jī)的使用。
請一位同學(xué)到前面來,配合一下老師。
現(xiàn)在老師想用這架照相機(jī)拍下他的相貌,大家看看老師這樣做行不行。
①(把鏡頭對著大家)我這樣拍,能拍到他的臉嗎?怎么辦?
②(把鏡頭倒過來,對準(zhǔn)自己)能拍到像嗎?景物、鏡頭和膠片必須誰在中間?
③(把相機(jī)高高舉過頭頂)能不能拍到他的臉?應(yīng)該怎么辦?
④(把鏡頭非常的靠近該同學(xué)的臉部)能拍到像嗎?
好,現(xiàn)在老師學(xué)會拍照了。(拍下一張照片)同時,老師也相信大家一定能設(shè)計好本次的探究活動。
小組討論完成學(xué)案上的實驗計劃。
①你打算如何改變物距來研究像的性質(zhì)與物距的關(guān)系?
(先把物體放在u>2f處,然后放在2f>u>f處,最后放在u<f處。這樣,由遠(yuǎn)到近,研究像的性質(zhì)與物距的關(guān)系。)
②你打算使用哪些器材來完成本次探究活動?
(蠟燭、凸透鏡、光屏、火柴、光具座)
介紹:大部分同學(xué)也許不了解光具座,它是專門用來研究凸透鏡成像規(guī)律的儀器。另外,本次實驗我為大家準(zhǔn)備的凸透鏡焦距都是10cm的。
③實驗具體步驟:
(a、把蠟燭、凸透鏡和光屏依次擺放到光具座上,并使它們在同一直線、同一高度。
b、逐次固定蠟燭與凸透鏡的距離分別為:30cm、15cm和5cm,移動光屏,使光屏上成清晰的像,記錄像距和像的性質(zhì)。
插入:在這里,老師有一個疑問,當(dāng)物距為5cm時,會不會像我們剛才使用照相機(jī)一樣,在光屏上看不見像?如果無法成清晰的像,我們可以透過透鏡看看像的性質(zhì)。
c、實驗完成后熄滅蠟燭并整理儀器。)
④你認(rèn)為本次實驗還應(yīng)注意什么?
(及時記錄數(shù)據(jù)……)
下面請同學(xué)們按照設(shè)計好的實驗步驟開始實驗。
(學(xué)生開始實驗,老師巡回指導(dǎo))
好!實驗結(jié)束,請同學(xué)們把蠟燭熄滅。我們請一個小組匯報一下實驗結(jié)果。
物距與焦距關(guān)系
物距u
(cm)
像的性質(zhì)(f=10cm)
像距v
(cm)
正倒
大小
虛實
u>2f
30
2f>u>f
15
U<f
5
(介紹像距與焦距的關(guān)系)
其他小組的實驗結(jié)果與他們的是否相似?
我們一起來討論一下,從這張數(shù)據(jù)表格中可以得到什么?
①像的大小與物距是否有關(guān)?當(dāng)物距在什么情況下成縮小的像?在什么情況下成放大的像?
②像的正倒與物距是否有關(guān)?當(dāng)物距在什么情況下成正立的像?在什么情況下成倒立的像?
③像的虛實與物距是否有關(guān)?當(dāng)物距在什么情況下成虛像?在什么情況下成實像?有沒有正立的實像?有沒有倒立的虛像?
思考:根據(jù)上表的數(shù)據(jù),凸透鏡成放大的實像時,物距跟像距相比,哪個比較大?成縮小的實像時,物距跟像距相比,哪個比較大?
小結(jié):大家實驗做得很好,得到了許多有用的數(shù)據(jù)。科學(xué)家也是這樣經(jīng)過實驗探究、分析數(shù)據(jù)從而找出規(guī)律的。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們有哪些收獲?
當(dāng)然,相信同學(xué)們還有其他許多的問題,同學(xué)們課后可以相互討論,也歡迎同學(xué)們與老師來共同探討。
附件:學(xué)案
一、引入新課:你透過凸透鏡看物體后,有哪些疑問?請把它們寫下來:
1.
2.
……
二、猜想:凸透鏡成像情況不同與哪些因素有關(guān)?你猜想的根據(jù)是什么?
三、制定實驗計劃:
①你打算如何改變物距來研究像的性質(zhì)與物距的關(guān)系?
②你打算使用哪些器材來完成本次探究活動?
③實驗具體步驟:
④你認(rèn)為本次實驗還應(yīng)注意什么?
四、進(jìn)行實驗。
五、探究實驗記錄表
物距與焦距關(guān)系
物距u
(cm)
像的性質(zhì)(f=10cm)
像距v
(cm)
正倒
大小
虛實
u>2f
30
2f>u>f
15
U<f
5
可不填
六、結(jié)論
①像的大小與物距是否有關(guān)?當(dāng)物距在什么情況下成縮小的像或放大的像?
②像的正倒與物距是否有關(guān)?當(dāng)物距在什么情況下成正立的像或倒立的像?
一、激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的興趣
在物理教學(xué)過程中,教師正確的引導(dǎo)能夠從很大程度上激發(fā)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的興趣。在傳統(tǒng)的教學(xué)方式當(dāng)中,教師不重視對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng),只是簡單地把物理知識傳輸給學(xué)生。隨著社會的不斷發(fā)展,中國教育必須逐漸改變這種教學(xué)方式。物理學(xué)科與人們的生活聯(lián)系緊密,教師在激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新興趣的時候可以結(jié)合生活實際進(jìn)行。具體來說,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新興趣的主要方式包括:第一,幫助初中生復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過的知識,夯實物理知識基礎(chǔ)。吃透物理知識是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的基礎(chǔ),只有完全理解物理知識,學(xué)生才有進(jìn)行創(chuàng)新的能力;第二,在講述物理知識過程中,教師應(yīng)該配合習(xí)題讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何利用物理公式以及物理理論等;第三,初中學(xué)生對故事的興趣比較濃厚,故事能夠極大地引起學(xué)生的興趣,物理教師可以利用故事引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新興趣。例如,教師在帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物質(zhì)的液化、凝固、升華、凝華等物態(tài)變化之前,應(yīng)該在開始新課之前幫助學(xué)生復(fù)習(xí)舊課,即物質(zhì)的三態(tài):固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài),同時也幫助學(xué)生復(fù)習(xí)溫度測量的步驟、技巧以及注意事項等。在復(fù)習(xí)完舊課之后學(xué)生能夠更好地理解三種物態(tài),進(jìn)而當(dāng)教師講授新課時,學(xué)生能夠很快理解,不會出現(xiàn)困惑,如果教師不引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)舊課,在學(xué)習(xí)物態(tài)變化時,學(xué)生很可能已經(jīng)忘記了固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)具有什么特征。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,具有較高的興趣和好奇心,教師則可以引導(dǎo)學(xué)生做一做書上的練習(xí)題,如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情緒并不高漲,則可以講述一些小故事,如講述自己小時候舔覆蓋著冰霜的籃球架,舌頭被凍住的故事。這些授課流程能夠幫助學(xué)生扎實地掌握物理基礎(chǔ)知識,同時學(xué)習(xí)情緒也會比較高漲,對于學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新非常有幫助。
二、營造課堂進(jìn)行創(chuàng)新的環(huán)境
想象力是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的基礎(chǔ)能力,在授課過程中,教師要注意給學(xué)生提供寬松的課堂環(huán)境,鼓勵學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想和想象。縱觀在物理學(xué)科中具有創(chuàng)新成果的物理學(xué)家,都進(jìn)行過大膽的猜測,可見大膽的猜測對創(chuàng)新何等重要。在授課過程中初中物理教師要注意鼓勵學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想和想象,大膽地提出問題,客服學(xué)生的恐懼心理,在這個過程中鼓勵學(xué)生提問題,鼓勵學(xué)生進(jìn)行探索。首先初中物理教師要改變自己的心態(tài),把初中物理課堂中師生關(guān)系改善為合作型的關(guān)系。教師不要以主宰者的心態(tài)和方式與學(xué)生相處,而應(yīng)該是以引導(dǎo)和溝通的方式與學(xué)生合作,營造寬松的課堂環(huán)境,鼓勵學(xué)生進(jìn)行探索,共同完成物理知識的傳授和學(xué)習(xí)。例如,在學(xué)習(xí)光的性質(zhì)與透鏡時,教師在講授完光的折射、反射、漫反射等基礎(chǔ)知識之后,會帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)凹透鏡、凸透鏡、平面鏡的成像原理。教師不要直接把凹透鏡、凸透鏡、平面鏡的成像原理告訴學(xué)生,而應(yīng)該是提問一些問題,如問學(xué)生對凹透鏡、凸透鏡、平面鏡的成像過程和成像原理是怎么認(rèn)識的,一些學(xué)生可能會說是因為光的直射,一些學(xué)生會認(rèn)為是光的反射,也有一些同學(xué)會分不同情況來理解凹透鏡、凸透鏡、平面鏡成像過程。教師應(yīng)該鼓勵大家說出自己的看法,不論學(xué)生說得對或者錯,教師都不應(yīng)該嘲笑。同學(xué)們說出自己的看法之后,教師再帶領(lǐng)學(xué)生一一探究凹透鏡、凸透鏡、平面鏡的成像過程和成像原理。
三、利用生活實際進(jìn)行創(chuàng)新的支撐
(一)該規(guī)律成為教學(xué)難點的原因分析
1.從規(guī)律本身找原因:概念多、易混淆,如焦距、物距和像距,實像和虛像,放大和縮小。規(guī)律多,在不同的物距條件下所成像的性質(zhì)不同。
2.從學(xué)生的思維特點找原因:初二年級正處在形象思維向抽象思維過渡的階段,學(xué)生分析數(shù)據(jù)歸納規(guī)律的能力不強(qiáng)。而理解并熟練掌握該規(guī)律必須具備一定的歸納能力和抽象思維能力。
3.從教師的教學(xué)策略找原因:有些教師自己做演示實驗,只讓學(xué)生觀看,學(xué)生只能死記硬背成像規(guī)律。有些教師也使用探究式教學(xué),但由于引導(dǎo)學(xué)生分析的方法不當(dāng),最后只能由教師包辦說出規(guī)律,失去探究實驗的意義。有些教師不能深入研究新教材,對探究凸透鏡成像實驗前教材中要求學(xué)生做的一些成像實驗重視不夠,如小孔成像。
(二)教學(xué)策略的理論根據(jù)
新學(xué)習(xí)的物理概念、規(guī)律將進(jìn)入學(xué)生的物理認(rèn)知結(jié)構(gòu),引起認(rèn)知結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展、更新或重建。不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、不同的學(xué)習(xí)順序使認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)生改變的方式也不同。根據(jù)奧蘇伯爾的命題學(xué)習(xí)理論,新的學(xué)習(xí)內(nèi)容同認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的原有內(nèi)容相結(jié)合的方式可以分為下位關(guān)系、上位關(guān)系和并列關(guān)系三種類型。
(三)講究教學(xué)策略,化解教學(xué)難點
1.重視小孔成像規(guī)律的探究,初步建立實像的概念。
在蘇科版物理教材八年級(上)第四章、第三節(jié)《光的直線傳播》的課后習(xí)題中安排這樣一道習(xí)題:在空的易拉罐的底部中央,用釘子敲個小孔,蒙上一層塑料薄膜,這樣就制作一個針孔照相機(jī)。利用它觀察窗外的景物,你看見了什么?記下所成像的特點,并試著加以解釋。
與舊教材中有關(guān)小孔成像直接告訴學(xué)生相比,新教材這樣處理小孔成像現(xiàn)象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學(xué)生課后制作好實驗裝置,觀察遠(yuǎn)處景物,記錄看到像的特點,在課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學(xué)生只能看到倒立、縮小的實像。實驗如果到此結(jié)束只能算完成一個階段。應(yīng)該用燭燃代替景物,讓學(xué)生繼續(xù)探究小孔到燭燃距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關(guān)系。學(xué)生通過這個探究實驗建立描述像特點的概念:如實像、放大和縮小、倒立等,認(rèn)識到像不總是縮小。為以后探究凸透鏡成像做好上位知識準(zhǔn)備。
2.做好平面鏡成像的探究,通過比較認(rèn)識實像與虛像的不同。
平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像特點,但從完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析,該實驗使學(xué)生第一次知道虛像概念,認(rèn)識比較實像與虛像的方法,為以后探究凸透鏡成像規(guī)律又準(zhǔn)備了一個上位知識點。
3.讓學(xué)生用凸透鏡進(jìn)行課前預(yù)探究,形成初步感性認(rèn)識。
學(xué)生對凸透鏡成像沒有感性認(rèn)識,讓他們直接探究凸透鏡成像規(guī)律,學(xué)生往往覺得無所適從不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。
4.精心設(shè)計《凸透鏡成像規(guī)律》教案,為課堂探究做準(zhǔn)備。
物理規(guī)律的教學(xué)適宜用探究式教學(xué)方法,如何在課堂上讓學(xué)生探究凸透鏡成像規(guī)律,這是長期困擾初中物理教師的難題。為讓學(xué)生能順利探究出此規(guī)律,教師要全盤考慮前后概念的聯(lián)系,還要在新授課前進(jìn)行教學(xué)設(shè)計,主要考慮以下幾點:如何創(chuàng)設(shè)提問題的情境?引導(dǎo)學(xué)生提什么樣的問題?采用什么實驗裝置?如何用器材進(jìn)行探究?探究時需要觀察、記錄哪些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象?如何引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)、歸納出規(guī)律?其中提問題和分析數(shù)據(jù)是最易被忽視的教學(xué)環(huán)節(jié)。如上文所述,學(xué)生在探究此規(guī)律前應(yīng)該知道凸透鏡能成不同的像,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生提出這樣的問題:當(dāng)物體到凸透鏡的距離不同時,物體通過凸透鏡成的像有什么不同呢?這樣提問題能使學(xué)生知道探究的目的,能引導(dǎo)學(xué)生尋找探究的方法,比其他提問方法效果好。
當(dāng)學(xué)生得到許多實驗數(shù)據(jù)后,老師這樣問學(xué)生:“凸透鏡究竟能成幾種像呢?”引導(dǎo)學(xué)生先把像的種類分析出來,共有四種。繼續(xù)追問:“在什么條件下凸透鏡成倒立、縮小的實像呢?”激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)的興趣。其余類推。
由于此實驗得到的數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)規(guī)律不是明顯的正比或反比定量關(guān)系,數(shù)據(jù)中蘊藏的規(guī)律屬于界定范圍的定性規(guī)律,學(xué)生從來沒有遇到,所以分析數(shù)據(jù)是本節(jié)課的最大難點,引導(dǎo)學(xué)生正確分析出數(shù)據(jù)的規(guī)律是本節(jié)課的關(guān)鍵一環(huán)。教師如果直接讓學(xué)生分析,學(xué)生很難得出正確的結(jié)論。
5.深入分析,加深對凸透鏡成像規(guī)律的理解。學(xué)生初步理解凸透鏡成像規(guī)律后,教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生深入分析加深對該規(guī)律的理解。
一、搞好前階段學(xué)習(xí),做好知識鋪墊
整個光學(xué)部分,教育者應(yīng)有全局一盤棋的思想,重視教學(xué)策略的研究,從總體上把握前后概念、規(guī)律之間的聯(lián)系,杜絕將凸透鏡成像規(guī)律教學(xué)孤立化的傾向,把探究凸透鏡成像規(guī)律時涉及的基本概念分散開來。
1、重視小孔成像規(guī)律的探究,初步建立實像的概念。新教材處理小孔成像現(xiàn)象有它的絕妙之處。利用小組合作方式先讓學(xué)生課后制作好實驗裝置,觀察遠(yuǎn)處景物,記錄看到像的特點,再課堂匯報、展示實驗成果。由于觀察窗外景物時,物距大于像距,學(xué)生只能看到倒立、縮小的實像。應(yīng)該用燭焰代替景物,讓學(xué)生繼續(xù)探究小孔到燭焰距離不同時像的特點,最終歸納出像的特點和物距、像距的關(guān)系。學(xué)生通過這個探究實驗?zāi)芙⑵鹈枋鱿裉攸c的概念,如:實像、放大或縮小、倒立等,認(rèn)識到像不總是縮小的,為以后探究凸透鏡成像做好知識準(zhǔn)備。
2、做好平面鏡成像的探究,通過比較認(rèn)識實像與虛像的不同。平面鏡成像一直是初中物理的重要探究實驗。把該探究實驗孤立看只不過是平面鏡成像的特點,但從完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析,該實驗是學(xué)生第一次知道虛像的概念。本節(jié)通過著重比較實像與虛像的方法,為以后探究凸透鏡成像規(guī)律又準(zhǔn)備了一個知識點。
二、讓學(xué)生用凸透鏡進(jìn)行課前預(yù)習(xí)探究,形成初步感性認(rèn)識
學(xué)生對凸透鏡成像沒有感性認(rèn)識,讓他們直接探究凸透鏡成像規(guī)律,學(xué)生往往覺得無所適從,不知道從哪里開始探究,不知道究竟探究什么。所以應(yīng)做好學(xué)生探究凸透鏡成像規(guī)律前的預(yù)備實驗。教師最好把凸透鏡發(fā)給學(xué)生讓學(xué)生做一做、看一看,使學(xué)生認(rèn)識到放大鏡屬于凸透鏡,凸透鏡不總是成放大的正立像,還能成放大的倒立像、縮小的倒立像,使學(xué)生對凸透鏡能成不同的像有了感性認(rèn)識。
三、提高課堂提問的實效性
教師設(shè)計的問題目的明確,有針對性,環(huán)環(huán)相扣,就能引發(fā)學(xué)生的思考,研究過程也就順理成章,水到渠成了。“如何比較像與物體的大小?”讓學(xué)生將前面所學(xué)的知識遷移到對新問題的探究情境中。“如何觀察虛像?”既復(fù)習(xí)了實像和虛像的區(qū)別,也為下面的探究活動掃清了障礙。“實驗中,你要觀察什么現(xiàn)象,記錄什么數(shù)據(jù)?”幫助學(xué)生明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炦^程中應(yīng)記錄的數(shù)據(jù)。
四、巧妙利用凸透鏡成像時的光路圖
(1)教師可以利用一塊板展示常用測量長度的工具,如刻度尺、米尺、游標(biāo)卡尺和卷尺等,讓學(xué)生觀察每一種測量工具的最小刻度、測量范圍等,并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)具體的測量對象選擇合適的測量工具,教師以動畫形式展示刻度尺的正確使用方法,并引領(lǐng)學(xué)生用刻度尺進(jìn)行實際操作,如測量書本厚度、測量鉛筆長度等,讓學(xué)生在練習(xí)中加深對長度的認(rèn)識,掌握刻度尺的使用方法和注意事項;(2)教師在雙板上將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行和針對性習(xí)題進(jìn)行展示,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)回顧和練習(xí),進(jìn)一步鞏固教學(xué)成果.
通過電子雙板的應(yīng)用,教師可以提高學(xué)生對物理概念和規(guī)律直觀的認(rèn)知能力,幫助學(xué)生理解和記憶.同時,在課堂教學(xué)的過程中,學(xué)生的注意力始終集中在教師的講解和電子雙板的展示上,課堂教學(xué)效果顯著.
二、電子雙板在物理實驗教學(xué)中的運用
物理試驗是幫助學(xué)生將理論知識和實驗現(xiàn)象聯(lián)系起來的最直接途徑,讓學(xué)生通過實驗演示和觀察實驗結(jié)果,加深學(xué)生對物理理論知識的理解和掌握.傳統(tǒng)物理演示方法主要是教師演示示范和教師指導(dǎo)學(xué)生實驗演示,兩者存在諸如師生溝通交流不足或者教師指導(dǎo)分身乏術(shù)等問題,而電子雙板環(huán)境下的物理實驗教學(xué),可以很好地彌補這些不足,從而更好地體現(xiàn)物理實驗在物理教學(xué)中的價值.以“生活中的透鏡”課堂教學(xué)為例,教師可以利用電子雙板,引導(dǎo)學(xué)生掌握透鏡的成像特點,并學(xué)會制造簡單的透鏡,理解和記憶其中的物理原理.
首先,教師可以利用PPT展示學(xué)生日常生活中可能見到應(yīng)用透鏡的一些實例,如游人利用照相機(jī)進(jìn)行攝影、教師利用投影儀教學(xué)、老人利用放大鏡看書看報等,并讓學(xué)生思考生活中還有那些應(yīng)用透鏡的事例以及它們成像的原理;然后,教師再利用PPT展示不同照相機(jī)的構(gòu)造,并講解其功能和原理,讓學(xué)生依據(jù)展示和講解,自己制造簡單的照相機(jī);緊接著,教師用一塊板演示學(xué)生所制照相機(jī)的成像原理和成像效果,另一塊板以Flash形式,通過變換物距和像距,讓學(xué)生觀察其中的變化和思考其中的規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)透鏡成像的規(guī)律,并依此規(guī)律制造簡易的投影儀和放大鏡;最后,教師將學(xué)生通過實驗觀察和操作演示所總結(jié)歸納的透鏡成像規(guī)律和實際應(yīng)用進(jìn)行展示,幫助學(xué)生進(jìn)行梳理和記憶,將教學(xué)內(nèi)容納入自己的知識體系.
教師在物理實驗教學(xué)中運用電子雙板,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,體會到實驗操作和知識探究所帶來的喜悅感和成就感,讓教師在引導(dǎo)學(xué)生操作和思考的同時,增強(qiáng)了與學(xué)生的互動交流,從多方面和多層次幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系,使學(xué)生的邏輯思維能力、歸納總結(jié)能力和創(chuàng)新能力都得到有效的鍛煉和提升.
一、“三線”的涵義及特點
“三線”即三條“特殊”的入射光線,分別為平行于主光軸、射入凸透鏡中心、從焦點出發(fā)(或經(jīng)過焦點)的入射光線.其特點為:平行于主光軸的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后經(jīng)過焦點,過透鏡中心的光線經(jīng)折射后傳播方向不變,通過焦點的光線經(jīng)折射后將以平行于主光軸的光線射出.具體如圖1.
圖1
二、幫助解釋凸透鏡成像規(guī)律
教材中通過探究方式研究了凸透鏡成像規(guī)律,并得出結(jié)論,如u>2f,倒立縮小實像,,為了便于學(xué)生記憶,教師也會編制一些順口溜,如一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小,像的大小像距定,像兒跟著物體跑,較為形象詼諧,對于學(xué)生理解運用凸透鏡成像規(guī)律的確起到了一定的積極作用.但有些學(xué)生有時也會出現(xiàn)混淆不清情況,作為教師,在學(xué)習(xí)了凸透鏡成像規(guī)律后,教會學(xué)生運用幾何作圖方法,結(jié)合“三線”特點予以分析規(guī)律,可以加深學(xué)生對規(guī)律的理解,以及提高學(xué)生運用規(guī)律解決問題的能力.如u>2f時的成像性質(zhì),v情況通過作圖一目了然.
同樣,對于凸透鏡成像的其他規(guī)律,也可通過作圖來加深理解,在學(xué)生獲取實驗的感性經(jīng)驗基礎(chǔ)上,借助于實驗的直觀性和形
圖2
象性,通過“三線”特點進(jìn)行理性分析,進(jìn)而為學(xué)生運用“三線”特點來解決疑難問題打下扎實基礎(chǔ).在凸透鏡實驗后,教師可作為課外作業(yè)布置給學(xué)生,讓學(xué)生對凸透鏡成像規(guī)律的每一種情況,運用數(shù)學(xué)方法,結(jié)合三線特點,用圖2的形式表示出來,并在課堂內(nèi)組織學(xué)生交流,有利于培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)思維方法的能力.在此基礎(chǔ)上,教師也可讓優(yōu)秀學(xué)生結(jié)合“三線”特點,來逐個分析照相機(jī)、投影儀、放大鏡的成像情況,并向其他同學(xué)介紹講解,以此來提高學(xué)生的分析能力,加深對三種儀器原理的理解.
三、幫助解決凸透鏡疑難習(xí)題
在各類物理習(xí)題及“中考熱點”中,有關(guān)凸透鏡知識往往作為區(qū)分度較大的題型出現(xiàn),許多學(xué)生經(jīng)常為在此類習(xí)題中失分而苦惱,現(xiàn)舉例1是上海市2010年初中物理競賽復(fù)賽試題.
例1教室里用投影儀放映課件時,銀幕上出現(xiàn)了正常畫面,若有只小蟲正好落在投影儀的鏡頭上,此時對畫面的影響是( )
(A) 畫面變得模糊
(B) 畫面稍微變暗了一些
(C) 畫面上出現(xiàn)該小蟲清晰的像
(D) 畫面上出現(xiàn)該小蟲的像,但不清晰
解析:投影儀原理為2f>u>f時,成倒立放大實像,其成像原理是物體發(fā)出的無數(shù)條光線經(jīng)過凸透鏡折射圖3
形成的實像.為分析簡便化,該題可選擇典型的三條光線,如圖3,
假如不透明的小蟲子落在鏡頭A點上,則擋住了入射光線SA,而另兩條光線仍通過小蟲子以外的部分凸透鏡而成像,只是透過凸透鏡光線減少了,因此所成的像變暗,故選(B).
對于此類型習(xí)題,教師也可適當(dāng)作拓展深化,多問幾個為什么?如問若落在O點或B點又會怎樣?由此可引導(dǎo)學(xué)生歸納出一般規(guī)律:在做凸透鏡成像實驗時,若只擋住一部分,則仍能成像,但由于光線減少,像的亮度會變暗.通過該題,對學(xué)生也很好的進(jìn)行了歸納思維方法的訓(xùn)練.
圖4
例2(2012年營口)如圖4所示,MN為凸透鏡的主光軸,AB為蠟燭,A′B′為蠟燭所成的像,請用作圖法確定凸透鏡及一個焦點F的位置,并將它們畫出.
解析:從像與物體比較而言,得出此時成像性質(zhì)為正立放大虛像,聯(lián)系凸透鏡成像規(guī)律,此時u
圖5
通過此圖分析,如圖5可知物點A、像點A′、凸透鏡中心在同一條直線上,并且凸透鏡中心在主光軸上,也即凸透鏡中心為A′A連線的延長線與主光軸的交點,作出中心為O點,再根據(jù)凸透鏡中心,即可確定凸透鏡的位置.
要確定焦點F的位置,過A點作一條與主光軸平行的入射光線AC,分析發(fā)現(xiàn)焦點F就是A′C連線與主光軸的交點,綜上所述,就可用作圖法確定凸透鏡及一個焦點F的位置.該題有利于培養(yǎng)學(xué)生的讀圖作圖能力.
圖6
例3如圖6所示,F(xiàn)1和F2是凸透鏡的焦點,S是放在凸透鏡前的點光源,S′是S經(jīng)凸透鏡所成的像.當(dāng)光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動時(始終保持u>f),像S′遠(yuǎn)離透鏡移動的情況是( )
(A) 沿平行主軸方向遠(yuǎn)離透鏡移動
(B) 沿O與S′連線方向遠(yuǎn)離透鏡移動
(C) 沿F2與S′連線方向遠(yuǎn)離透鏡移動
(D) 沿F1與S′連線方向遠(yuǎn)離透鏡移動
解析:根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,學(xué)生已經(jīng)初步知道物和像同側(cè)運動,但物移動時,像具體運動軌跡究竟如何,學(xué)生不是十分清楚,為此,運用“三線”特點,即能解決此疑難.
可根據(jù)兩條入射光線(一條平行、一條射入凸透鏡中心),分別作出點光源S的像為S′,當(dāng)點光源移動到A處
圖7
時,作出它的像點為S″,由此比較,即可得出當(dāng)光源S沿平行主軸的方向向透鏡移動到A點時,像的移動情況是沿F2與S′連線方向遠(yuǎn)離凸透鏡移動到S″,如圖7所示,因此答案為(C).
例12010南京市第20題
如圖所示,小明用蠟燭、凸透鏡和光屏做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗.⑴凸透鏡的焦距是10cm,當(dāng)燭焰在圖示位置時,移動光屏可以在光屏上得到一個倒立、 的實像.在照相機(jī)和投影儀中,成像情況與此類似的是 .
(2) 實驗中,蠟燭越燒越短,光屏上燭焰的像(選填“向上”“向下”或“不”)移動.
解析本題意在考查學(xué)生全面分析問題的能力.主要表現(xiàn)在 (1)學(xué)生識圖能力――讀刻度尺,了解物距u介f、2f之間,相距v大于2f. (2)對凸透鏡成像規(guī)律的理解――根據(jù)物距判斷此時成的像為倒立、放大的實像.此題也可以直接觀察像距比物距的長,判斷出呈倒立、放大、實像. (3)考查了學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力和實際的實驗操作能力.當(dāng)蠟燭變短時,相當(dāng)于物體下移,光屏上呈現(xiàn)的倒立的實像上移.
例22010年武漢第10題
小明用凸透鏡、蠟燭、光屏和刻度尺等器材探究凸透鏡成像規(guī)律.
(1) 如圖所示,為了測出凸透鏡的焦距,小明同學(xué)將凸透鏡正對著太陽光,再把光屏放在它的另一側(cè),改變凸透鏡與光屏的距離,直到光屏上出現(xiàn)一個 的光斑,就可以測出該凸透鏡的焦距為 cm.
(2) 請在圖中畫出凸透鏡的主光軸.
(3) 小明將燭焰、凸透鏡和光屏的中心高調(diào)到同一高度后,在水平桌面上無論怎樣移動光屏,都不能承接到燭焰的像,原因可能是 .
(4) 實驗一段時間后,蠟燭變短了,要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心,應(yīng)該將光屏向 移動.
分析考查的知識點有(1)平行光經(jīng)過凸透鏡后會聚于凸透鏡的焦點,所以屏上出現(xiàn)的最小,最亮的光斑,就是焦點,焦點到光心的距離就是焦距.這一實驗考查的目的是如何利用太陽光粗測凸透鏡的焦距.其實在實驗室中我們還經(jīng)常用物象等大法測焦距.(2)利用焦點,光心在主光軸上這一知識,再利用數(shù)學(xué)上的兩點確定一條直線即可完成畫圖.(3)考查了實驗時光屏上不能成像的原因是物體通過透鏡成虛像(物體放在焦點上或一倍焦距以內(nèi)).(4)光屏上成的像都是實像且都是倒立的,由于蠟燭變短,相當(dāng)于物體下移,像上移,要使?fàn)T焰的像仍然成在光屏的中心,應(yīng)該將光屏向上移動即可.
例32010年南昌市第25題
探究名稱探究凸透鏡成像的大小與哪些因素有關(guān)?
提出問題小明通過前面物理知識的學(xué)習(xí),知道放大鏡就是凸透鏡.在活動課中,他用放大鏡觀察自己的手指(圖甲),看到手指 的像;然后再用它觀察遠(yuǎn)處的房屋(圖乙),看到房屋 的像.(選填“放大”“等大”或“縮小”).
他想:凸透鏡成像的大小可能與哪些因素有關(guān)?
進(jìn)行猜想凸透鏡成像的大小可能與 有關(guān).
設(shè)計并進(jìn)行實驗
小明在光具座上,不斷改變蠟燭與透鏡間的距離,并移動光屏進(jìn)行實驗,所獲得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示.
結(jié)論與應(yīng)用
(1) 分析數(shù)據(jù)可知物體到凸透鏡的距離越短,光屏上像的大小就越 ,同時發(fā)現(xiàn)像到凸透鏡的距離就越 .
(2) 小明班照畢業(yè)照時,攝影師發(fā)現(xiàn)兩旁還有同學(xué)沒有進(jìn)入取景框內(nèi),這時攝影師應(yīng)使照相機(jī) 同學(xué)(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”),同時還應(yīng) 照相機(jī)的暗箱長度(選填“增長”“縮短”或“不改變”).
分析本題意在考查學(xué)生的實驗操作和應(yīng)用知識的能力.
主要表現(xiàn)在(1)凸透鏡呈虛像特點的考查.(2)經(jīng)歷實驗探究過程,考查實驗數(shù)據(jù)的分析能力.(3)根據(jù)結(jié)論實際處理問題的能力的考查.
答案:放大;縮小;物距或相距等;大;遠(yuǎn);遠(yuǎn)離;縮短.
從2010年部分城市的物理中考題中我們不難發(fā)現(xiàn),在“凸透鏡成像規(guī)律”復(fù)習(xí)時需掌握的知識點有:
(1) 測焦距的方法
(2) 實像和虛像的區(qū)別(實像是光線通過透鏡后折射光線實際會聚的點,能呈現(xiàn)在光屏上;虛像反之)
(3) 凸透鏡成像規(guī)律(附:凸透鏡成像情況表)
(4) 部分知識總結(jié):
A. 兩個分界點2f是大、小像的分界點,f是虛、實像和正、倒像的分界點.
B. 成實像時,當(dāng)物體由遠(yuǎn)處靠近凸透鏡時,像則遠(yuǎn)離透鏡,像逐漸變小.(物近像遠(yuǎn)像變大).成虛像時,當(dāng)物體由遠(yuǎn)處靠近凸透鏡時,像則靠近透鏡,像逐漸變小.(物近像近像變小).
C. 由物距u和像距v大小的比較判斷呈放大像和縮小像.U=v,等大像;u<v,放大像;u>v,縮小像.
(5) 注重實驗課的學(xué)習(xí),養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和實驗素養(yǎng).只有親自動手實驗,才能得出正確的結(jié)論.得出實驗結(jié)論后要及時總結(jié)實驗規(guī)律,加強(qiáng)記憶,方能輕松解題.此外在實驗過程中需注意實驗細(xì)節(jié)的處理.如:成像不在光屏中央的處理辦法.
(6) 加強(qiáng)在真實情景中應(yīng)用實驗知識解決問題的能力.如:投影儀成像太小如何解決,近(遠(yuǎn))視眼的糾正等.