透镜设计（通用12篇）
透镜设计 篇1
凸透镜成像教学设计-毫米波Rotaman透镜天线设计
第1作者单位：
综合评价：
陈春红
修改稿：
南京理工大学电光学院
2、文中部分语句不够精炼职称论文发表如摘要的首句。
论文
具体建议：
注：同行评议是由特聘的同行专家给出的评审意见，发表论文综合评价是综合专家对论文各要素的评议得出的数值，以1至5颗星显示。
1、文中提到“将Rotman透镜看作1个多端口网络，对其散射参数矩阵[S]进行分析”，并给出了阵列端口的相位和幅度特性，但没有对散射参数进行适当的分析。全部作者：
3、最好给出天线的实物照片。
透镜设计 篇2
在了解什么是凸透镜和凹透镜时, 我们可以从外观及其对光线的作用两方面对二者进行比较。只要两件事物或两个物理量之间有相同点, 也有不同点, 我们就可以通过比较法对两个事物进行全面的认识, 应用这种方法的好处是:通过对它们进行全面比较, 使学生把握事物本质。
二、教材分析
1. 教学目标。
(1) 知识与技能:了解什么是凸透镜, 什么是凹透镜, 了解透镜的焦点和焦距, 了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
(2) 过程与方法:能够利用光路的可逆规律, 提出使用凸透镜产生平行光的猜想。体验简单科学探究的过程, 初步掌握逆向思维的思考方法。观察凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
(3) 情感态度与价值观:能保持对自然界的好奇, 初步领略自然现象的美好与和谐。
2. 教学重点与难点。
(1) 重点:凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
(2) 难点:简单归纳透镜对光作用的规律, 并以此猜想其它形状透镜的光路图。
三、学具的准备
各种形状的凸透镜和凹透镜、手电筒、白纸、直尺、激光演示仪。
四、教学过程
1. 引入。
师:在光现象中, 我们认识了光的三种传播形式:光的直线传播、光的反射和光的折射。在研究这三种光现象时, 我们分别用到了平面镜、玻璃砖和三棱镜。对于平面镜、玻璃砖、三棱镜, 你能不能对它们进行分类?并说出你的依据。
生:平面镜是一类, 玻璃砖和三棱镜是一类。原因是平面镜能让光反射, 后者是让光折射。
师:很好。现在又给了你们两个器材 (凸透镜和凹透镜) , 放到哪一类?
生:玻璃砖和三棱镜中。
师:为什么?
生:因为它们能让光透过, 发生光的折射。
师:很好。能不能再给这四个分一下类?
学生仔细观察, 讨论, 并回答:玻璃砖和三棱镜是一类, 剩余两个是一类。因为玻璃砖和三棱镜是平面, 而这两个是曲面。
师:你们说得很好。物理上把这种器材叫做透镜, 顾名思义, “透镜”就是让光透过, 发生光的折射。
板书:第三章透镜及其应用
一、透镜
【点评】本环节的设计意图是温故知新, 通过学生熟悉的镜子引入课题, 激发学生的学习兴趣。通过学生间的交流, 使学生对透镜有初步的了解。
2. 进行新课。
师:请同学们观察这两个透镜并找出它们的不同点, 看能不能给它们起个名字。
学生讨论并回答:一个是中间凸的, 我们叫它凸透镜;另一个是中间凹的, 我们叫它凹透镜。
教师对同学们的回答表示赞许, 并且出示各种各样的透镜。特别让学生触摸有一个面是平面的凸透镜和凹透镜。
师生共同总结并板书:1.透镜:至少有一个面是球面的一部分的透明体。2.分类:凸透镜和凹透镜。
【点评】在教学中, 结合教材和学生实际, 设置合适的层次和梯度, 让每个学生都能取得学习上的成功, 使他们获得心理上的满足, 从而提高学习的信心和兴趣。
师:你摸一下你的眼镜是什么透镜?
生:凹透镜。
师:如果是远视眼应带什么镜?
生:凸透镜。
师:为什么近视眼要带凹透镜, 远视眼要带凸透镜?
生:他们对光的作用不同。
点评:引导学生将所学的知识应用于生活当中, 体现从物理走向生活, 解决实际问题。
师:为了探究透镜对光的作用, 我们先来认识几个概念。
(学生自学“光心”和“主光轴”)
教师黑板上展示下图:
注:不包括光线 (1) (2) (3) (4) 。
师:现在请同学们利用手中的器材探究透镜对光的作用。
小组回报实验过程及结论:手电筒做光源, 让光线穿过透镜, 观察透镜另一侧光屏上的光斑;光线穿过凸透镜时得到的光斑小, 穿过凹透镜时得到的光斑大, 且光斑的面积大于凹透镜的面积。所以, 凸透镜对光会聚, 凹透镜对光发散。
师:同学们设计的实验、总结的结论都很出色, 我也做个实验, 请同学们认真观察。
教师用激光演示仪演示:
(一) 让光杂乱无章地射向凸透镜。
学生观察:光会聚而出。
(二) 让三束光平行射向凸透镜, 但不与主光轴平行。
学生观察:会聚并有三个交点。
(三) 还是让这三束平行光射向凸透镜, 并调整凸透镜位置让光与主光轴平行。
学生观察:会聚在一个点上, 这个点还在主光轴上
师:如果有第四条这样的平行光经凸透镜后, 过不过这个点?
学生猜测:能。
教师验证上述现象。
师生总结:平行于主光轴的光经凸透镜后都相交于主光轴上一点, 我们就把这个点叫做焦点, 焦点到光心的距离叫做焦距。
教师画光线 (1) 。
师:如果让光通过焦点射到凸透镜上, 光会怎么射出?
生:平行于主光轴, 因为在折射中光路可逆。
教师画光线 (2) 。
点评:让学生在原有知识的基础上循序渐进, 把较难问题简单化, 并且锻炼学生的逆向思维。
师:假如只有一个灯泡, 但要用平行光, 怎么办?
生:放在凸透镜的焦点上。
师:看看手里的凸透镜, 你看到焦点了吗?
生:没有。
师:怎么来确定它的焦点或焦距?
学生分组讨论, 汇报结果:让手电筒照射凸透镜, 用光屏承接最小、最亮的光斑就是焦点, 量取光斑到透镜的距离即为焦距。
教师补充:照射到地球的太阳光也可以认为是平行光, 让凸透镜正对着太阳光也可以。教师演示即让太阳光与主光轴平行。
点评:使学生对知识的掌握情况得到及时有效的反馈。
演示 (四) :凹透镜对光的作用。证明凹透镜对光的发散作用。
学生对课本中发散图的三条光线反向延长, 相交在主光轴的同一点上。
师生共同总结:平行与主光轴的光经凹透镜发散, 反向延长都过一个点, 这个点我们叫做焦点。
教师在黑板上画光线 (3) 。
师:根据光路可逆, 如果一条光冲着对面的焦点射去, 经凹透镜后与主光轴平行。
教师在黑板上画光线 (4) 。
师:请你在下图的方框中填入适当的透镜。 (画在黑板上)
两名同学在黑板上完成。
师:关于凸透镜对光会聚, 凹透镜对光发散你有什么认识?
生:会聚和发散都是相对于原来的传播方向, 不一定非要有交点或成发散状。
【点评】如果学生没有真正理解本节课的知识, 就不会答好此题, 以练习题的形式对本节课的知识进行检测和总结, 可以更好地拓展学生的思维, 提高他们分析问题的能力。
《透镜》教学设计 篇3
教学目标
知识与技能：知道什么是透镜，什么是凸透镜的主光轮、光心、焦点和焦距；熟悉凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
过程与方法：带着问题，通过实验与探究，体验科学探究的过程；培养观察能力和探究物理规律的能力。
情感态度与价值观：鼓励提出质疑，养成主动思考、善于思考的习惯；在探究过程中培养科学的研究方法，逐步建立物理学习的兴趣。
教学重、难点
凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。
设计思想
注意引导学生观察身边的现象，从生活走向物理科学。通过讨论、分组探究，寻找物理规律，再将所学的知识应用于生活当中，从物理科学回归生活。在注重科学探究的基础环节上，渗透物理学科的基本研究手段，引导学生准确表达自己的观点，加强合作探究，使学生在各自学习层面上取得进步。落实新的评价机制，不仅注重结论的得出，还要兼顾过程的评价，鼓励学生积极参与探究过程，激发学生活跃的思维。
信息技术应用分析
本课所要应用的数字化教学资源有投影、课件（视频、音频、动画）等，在教学过程的不同环节适当地使用。
教学过程
（一）创设情境，激发兴趣
教师播放《哈特拉斯船长历险记》中旅行家们“冰透镜向日取火”的实况录像，开门见山地引出课题——“透镜”。在教学初始运用音像资料把学生的注意力集中到课题上，激发学生的学习兴趣。
学生分成四人一组，按任务分配好各自的角色。教师让学生观察透镜，使学生认识到透镜表面的形状特征、分清透镜的种类，结合教材中的讲解(可用投影片或课件辅助)，从而引出主光轴和光心的概念。
设计意图：通过情境引入课题，激发学生的学习兴趣；通过交流，学生对透镜有了初步的了解，为下一环节做好了铺垫。
（二）问题提出，实验探究
1．实验一：探究透镜对光线的作用。
观察射向透镜后，光线的传播路径的改变情况。
引导各组学生观察平行光源进入透镜后，光的传播路径和光照范围的变化。
教师提问：放入凸透镜和凹透镜后，大家看到什么现象?
学生讨论说出几种不同的猜想，教师用A、B、C、D、E各字母标注，让学生用表决器选择自己的猜想；选择现有器材，设计方案验证各自猜想。
学生观察、讨论后，得到初步认识：放入凸透镜后，光照范围变小、变亮；放入凹透镜后，光照范围变大、变暗。教师再让学生用表决器表达自己的实验结果。
设计意图：在学生进行自主设计、解决问题的过程中，教师不断地给予学生展示的机会。通过表决，教师也可以掌握学生的认知水平。
学生自己表述，教师归纳总结：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
2．实验二：利用仿真实验资源，让学生找出凸透镜的焦点、测出焦距。
教师引导学生在实验一的基础，利用电子白板中仿真实验资源进一步认识透镜焦点，明确焦点到透镜中心的距离叫焦距(注意提醒学生：最小最亮的光斑要通过对比找到)。再让学生将凸透镜换成凹透镜重复上面实验，观察还能否在白板上找到亮点。让一个学生手拿着凸透镜，正对着平行光，凸透镜对应端放一张白纸板，移动凸透镜和纸的距离，在纸上找到一个最亮最小的光斑，并用刻度尺测出焦距。再换用焦距不同的透镜重复实验，得出结论：焦距越小的透镜，会聚或发散作用越明显。
设计意图：鼓励学生之间共同合作，通过仔细观察和动手测量焦距，对得出结果进行相互比较和讨论。
教师归纳总结：平行于主光轴的光会集在一点，这个点叫焦点。焦点到光心的距离叫做焦距。
3．教师用激光演示仪做演示实验。
（1）观察一束平行光分别射到凸透镜和凹透镜时光线的传播情况，说明：平行光通过凸透镜折射后会聚到一点上，所以凸透镜对光起会聚作用，平行光通过凹透镜折射后变得发散，所以凹透镜对光起发散作用。学生可以根据观察的现象练习作图。
（2）根据学生作图情况，利用多媒体演示平行主光轴的光线通过透镜后的传播，给出焦点和焦距的概念，并用字母表示出来。教师说明凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点，帮助学生领会虚焦点的含义。除让学生迎着光看外，可以借助光路图帮助学生认识刚才观察到的现象。实验演示每个透镜的焦点有两个关于透镜的中心对称。
设计意图：让学生发表自己实验得出的结果与演示实验的结果的异同点，进一步明确透镜对光的作用。
（三）STS，知识拓展
教师提出问题：我们课堂用到的光源为什么能射出平行光呢？要想利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的什么位置？试试看，你在解决这个问题的时候实际利用了前面学过的什么原理？先猜测一下。
设计意图：用课件展示事例，让学生懂得物理与生活实际的联系，开阔学生视野。
利用多媒体演示透镜与实际生活联系的情景图片，让学生用表决器判断透镜在生活中应用的正误。教师对学生的表决结果进行评价。
设计意图：激发学生把掌握的知识与技巧运用到实际生活中去，进一步体现“从物理走向生活”的课程理念。
（四）归纳小结，学习过程评估
（五）动手动脑做练习
教学反思
整节课设计了多个学生实验，使学生投入到真实的情境中去，在亲自动手做的实践过程中学习知识、掌握科学的方法，逐渐培养他们解决问题的能力，真正做到让学生“做中学”。
对学生来说学习知识技能固然重要，但更重要的是在学习知识和技能的过程中通过科学探究提高自己的科学探究能力和实践能力。学生在探究过程中的所思、所想往往是不成熟的、分散的、粗糙的，教师应及时组织学生进行讨论、交流自己的探究过程和实验方法，帮助他们总结提高，从而使其找到一条进行科学探究的正确途径和方法，提高探究能力。
《透镜》教学设计 篇4
1.知识与技能
(1)了解透镜的种类。
(2)了解透镜的焦点、焦距，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。
(3)探究并知道凸透镜成像的规律。
(4)了解透镜在投影仪中的应用。
2.过程与方法
(1)能在探究活动中初步获得提出问题的能力。
(2)通过探究活动，体验探究过程的全过程和方法。
(3)学习从物理现象中归纳科学规律的方法。
3.情感、态度与价值观
(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道理。
(2)初步建立将科学技术应用于实际的意识。
【教学重点、难点】
探究凸透镜成像的规律。
【教学过程】
一、新课引入(充分引发学生的好奇心，激发学生的求知欲。)
1.复习：筷子斜插入透明玻璃杯的水中时，为何从侧面看筷子变弯折?
生：发生了光的折射现象。
2.故事引入：同学们听说过用冰取火的故事吗?用冰取火，似乎不可思议。但这并非讹传，这一创举发生在一千多年前。据晋代张华的《博物志》记载：“消冰命圆，举以向日，以艾承其影，则得火。”这真可以说是巧夺天工的发明创造。
同学们想不想知道这其中的奥妙以及所蕴藏的科学道理呢?通过今天的学习，我们将逐步揭开这其间的神秘面纱。
二、新课教学:认识透镜
其实将透明的冰削成圆形后就变成了一种光学器材，我们把这种光学器材称之为透镜。
1.透镜：由玻璃、树脂或水晶等透明材料制成的两个表面或至少一个表面是球面的光学装置。
(展示实物)
2.透镜的类型：请同学们观察上图，看看这些透镜有没有什么特点?
生：有，有的透镜中间厚，边缘薄;也有的透镜中间薄，边缘厚。
①凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。
②凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。
那么，“用冰取火”的故事中的透镜应该是哪一种呢?为什么这种透镜可以点着火呢?
生：应该属于凸透镜。
看来，我们还得先来了解一下各种透镜对光会起到怎样的作用?
3.(观察实验)透镜对光的作用：
取一个大烧杯，里面充以烟雾，倒扣在桌上，用以小型平行光源射出一平行光束。然后在杯底放一个凸透镜或凹透镜，从烟雾中观察透镜对平行光的作用。
观察教师演示实验，通过对所观察到的现象的讨论得出结论：光束通过透镜时会发生光的折射现象。凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。
教师总结：凸透镜对光线有会聚作用;凹透镜对光线有发散作用。
4.几个关于透镜的基本概念：
①主光轴：通过透镜两个球面球心C1、C2的直线。
②光心：主光轴上的特殊点，通过它的光线传播方向不变。薄透镜的几何中心可以认为是光心。用“O”表示。
(演示现象，从现象入手介绍焦点、焦距的概念。)
③焦点：平行于透镜主光轴的光束经凸透镜折射后的能量会聚点，用“F”表示。这一点光斑最小、最亮。
④焦距:焦点到透镜光心O点的距离叫焦距，用表示。
师：我们又如何能找出凸透镜的焦点并测量出凸透镜的焦距呢?
生讨论分析得出：我们可以让凸透镜正对太阳光，通过透镜的太阳光能聚集在一点，这个点就是凸透镜的焦点。我们如果能测出承接面与透镜平面的距离，那么我们就测出了该透镜的焦距。
5.测量凸透镜的焦距的方法：聚焦法
6.透镜对光的作用中的几条特殊光路。
师：凸透镜除了对光线有会聚作用以外，它能否也像平面镜一样成像呢?如果能成像,那么凸透镜成像的原因是什么呢?
生：也能成像。
7.凸透镜对光的会聚作用是凸透镜成像的原因。
三、课堂反馈
画出凸透镜和凹透镜的三条特殊光线
四、课内小结
学生总结本节知识要点
【实践活动】
让学生们在课后去观察一下，在生活的周围有没有透镜?能不能区分哪些是凸透镜?哪些是凹透镜?通过实践活动，再次了解两种透镜对光的作用。
【课后作业】
学生活动手册的部分练习，或可由任课教师根据学生的具体情况适当安排练习。
【教学反思】
《两种透镜》教学设计 篇5
《两种透镜》教学设计
一．教案背景
1．面向学生：中学 2.学科：物理 3．课时：1课时
4．学生课前准备：
（1）预习教材88到89页内容
（2）百度搜索凸透镜的图片及凹透镜的图片。
（3）百度搜索凸透镜和凹透镜的不同之处。（结构、观察近处、远处的物体等）二．教学课题
知识和能力：
1．认识凸透镜和凹透镜的结构区别、对光线的各种区别。
2．学会辨别凸透镜和凹透镜的方法。
3．通过实验，区别凸透镜和凹透镜的不同位置对平行光线所成的光斑的大小。从而为学生体会凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用，以及后续学习凸透镜成像的特点打下基础。
4．通过观察，学习像与物体的“正立与倒立”、“放大与缩小”的判断方法。过程与方法：
1、通过实验，使学生学会将感想认识上升到理性的认识。
2、通过教学过程，使学生学会利用“百度”搜索引擎，搜索到自己所需要的资料。
情感态度和价值观：
通过全新的教学方法，使学生体验利用网络学习的方便之处。三．教材分析
教材说明：本节课程，选取的是教材中的两个活动“观察凸透镜和凹透镜”和“辨别凸透镜和凹透镜”。使观察，了解到凸透镜和凹透镜的结构上的区别。引导学生通过实验，进行“凸透镜和凹透镜的辨别”的问题解决，通过交流与合作，展示自己的成果，同时，虚心接受别人的成果，为我所用。最后，归纳出所有的辨别凸透镜和凹透镜的方法。
教学内容：江苏科学技术出版社义务教学课程标准实验教科书八年级物理上学期第四章第一节关于透镜的学习
学情分析：初中学生学习物理的兴趣主要是直接兴趣，特点是：新奇、具体、操作、实践。八年级学生在物理学习中主要表现出操作兴趣，即只对操作对象本身感兴趣，而忽视对事物本质的认识。针对学生的这些特点，最大限度地激发学生学生的学习兴趣，利用学生学习中的好奇心、求知欲和求成欲，使学生的学习自始至终都在兴趣盎然的情况下进行，本课在教学中采用“实验观察、实验探究、不懂的问题，利用‘百度’搜索引擎，搜索自己所需要的知识”的学习方式，不仅是物理学科本身的特点，也是适应学生的学习心理、培养学习兴趣的需要，同时也是物理规律教学和学习的需要，利用互联网“百度”搜索引擎，查阅资料，不仅提高了课堂效率，丰富了课堂内容，也活跃了课堂气氛，激发了学生课堂学习的热情。
四、教学方法
对于两种透镜的结构特点、成像特点采用以趣激疑的策略。
对于两种透镜的成像特点的比较，采用教师指导实验比较的方法，学生进行实验、得出结论，并且展示，教师进行点评的策略。
五、教学过程
（一）教学设计
新课教学中通过三个活动：观察透镜的形状特点，用透镜观察近处的物体，研究透镜对光的作用认识透镜，在此基础上进行第四个活动：讨论辨别凸透镜和凹透镜的方法，动手实验并对各种不同的方法进行评估。
（二）教学媒体和教具
多媒体辅助设备一套，简易望远镜四个，演示用可悬挂在黑板上的凸透镜和凹透镜各一个，激光光源三只，白纸一张；
学生每二人一组：焦距不同的凸透镜，凹透镜各两个，平行光源，光具座，刻度尺
（三）教学流程
1．创设情景，引入课题
同学们：想不想做一副望远镜，可以看见月球上的环形山？从本节课起，我们将利用几节课的时间，学习透镜的相关知识。学习完后，我们可以自己动手制作一架可以看见月球上的环形山的望远镜。首先我们学习“两种透镜”。板书：两种透镜
2．新课教学
活动一：观察两种透镜的形状特点
学生观察自己手边的透镜在形状上有什么特点，并根据特点对透镜进行分类。学生观察，思考，选代表回答： 凸透镜-----中央厚边缘薄的透镜 凹透镜-----中央薄边缘厚的透镜 百度搜索凸透镜和凹透镜： 凸透镜：
http://tc-optics.com/UploadFiles/Images/***.jpg
http://optics.goldway.com.cn/upload/category/20110331023921.JPG
凹透镜：
http://optics.goldway.com.cn/upload/category/20110331024534.JPG
http:///bigimg/newbigimg1/3804000/gic3804713.jpg
通过凹透镜，所看到的物体的像是缩小的。
http://epaper.loone.cn/site1/czwb/res/1/20110701/2910***04.gif
活动三：用透镜观察远处的物体
师：请同学们用手边的透镜伸直胳膊，通过透镜观察远处的物体。将自己的发现和同组的同学交流。生：观察交流并把自己的发现记录下来： 通过凸透镜，所看到的物体的像是倒立的；
http://file.qlteacher.com/upload/cz2010/images/1008/03/104335120.jpg
通过凹透镜，所看到的物体的像是正立的。
http://xxzxx.zcjyxxw.edu.cn/jyzy/UploadFiles_8860/201105/***4.jpg
活动四：研究透镜对光线的作用
师：同学们都见过了凸透镜，你发现太阳光经过凸透镜后有什么变化？请大家猜一猜：一束平行光通过凸透镜，将会发生什么现象？如果将凸透镜换成凹透镜呢？将自己的猜测画在图4-13中。
生：讨论，选代表到黑板上画自己的猜想（要将不同的想法都画出来）
师：在黑板上固定一张白纸，并用激光笔演示一束平行光，问：你想知道你的猜想正确吗？哪位同学过来试一试。
生：分别让平行光通过凸透镜和凹透镜，观察现象，并沿光的传播路径画出光路图。师生共同认识透镜的焦点和焦距：
（1）凸透镜：对光有会聚作用；凸透镜使平行光会聚的那个点叫做焦点；焦点到透镜中心的距离叫做焦距
（2）凹透镜：对光有发散作用；平行光经过凹透镜后会变成发散光线，发散光线的反向延长线交于一点，这个点叫做焦点；焦点到透镜中心的距离叫做焦距。
百度搜索：
凸透镜：http:///sp1/wanghairun/123215439455/preview1203567926415_439455.jpg http://tech.casd.cn/wzym/0151/c20151/c2wlq923.files/image013.jpg
介绍三条特殊光线经过两种透镜之后的折射光线。
1、动画演示：光心与主光轴
2、动画演示：通过凸透镜和凹透镜的光心的光线的情况
3、动画演示：平行于主光轴的光线，通过凸透镜和凹透镜之后的情况
4、动画演示：通过（或对准）透镜焦点的光线的折射情况。
活动五：辨别凸透镜和凹透镜
师：创设情景：小明的爷爷要看报纸，让小明拿老花镜，小明发现爷爷的老花镜和爸爸的近视镜都放在桌子上，怎么办？请你帮忙为他想个办法。学生观察思考，选代表回答，老师启发补充。
生一：观察凸透镜的形状，如果是中央厚，边缘薄的就是老花镜 生二：用透镜观察自己的指纹，若所看到的像是放大的，就是老花镜 生三：用透镜观察远处的物体，若所看到的像是倒立的，就是老花镜
生四：让太阳光通过透镜，对太阳光有会聚作用的就是老花镜
其它方法：在镜片上滴水，如果水滴向边缘流动，就是老花镜；表面凸起的为老花镜；用手摸„„ 师：同学们设计了这么多方法，现在用你设计的方法辨别手边的透镜，哪一个是凸透镜。并比较哪一种方法比较好。
生：如果透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用手摸的方法；在没有太阳光的场合，3 就不能用第四种方法。
师：哪种判断方法好，要根据具体情况而定，一种好方法，应该简便，易行，有效，但它是随场合变化，不能一概而论。
活动六：测定远视眼镜的焦距
师：前面我们学习了透镜的焦点和焦距，如何测定凸透镜的焦距呢？ 生：设计简易方案，进行测量，并汇报实验结果
师：介绍平行光测定焦距的方法，并展示百度搜索的图片
百度搜索：http://360edu.com/tongbu/chuer/8918/c2wlq918.files/image018.jpg
动画演示：测定凸透镜的焦距
3.课堂小结
师：请同学们回顾本节课的学习内容，谈一谈你得到了那些收获，有什么体会
生：思考，讨论：
本节课，我们通过观察透镜的形状，用透镜观察近处的物体，研究透镜对光的作用认识透镜，对透镜进行分类，并学会用多种方法辨别凸透镜和凹透镜，同时认识了透镜的焦点和焦距，学会了测量凸透镜的焦距。
师：对学生的发言尽量使用鼓励性语言作出评价。
4.练习
1、练习：下列透镜_______________是凸透镜，_______________是凹透镜，http:///wzym/0175/c20175/c2zrs949.files/image027.jpg
3、完成下列光路图 百度图片：
http://hiphotos.baidu.com/%25C0%25CF%25BE%25C6%25CE%25EF%25C0%25ED%25B9%25A4%25D7%25F7%25CA%25D2/pic/item/8fa3fa8094a8d1f5bc3e1e89.jpg
百度图片：
http://hiphotos.baidu.com/%25C0%25CF%25BE%25C6%25CE%25EF%25C0%25ED%25B9%25A4%25D7%25F7%25CA%25D2/pic/item/ff2227342b584aa6a61e1289.jpg
12.布置作业：
课后作业：1、3、4
六、教学反思
五年级科学透镜教学设计 篇6
《研究透镜》是在学生了解了光的行进和反射的基础上，了解光的折射现象，认识透镜对光的折射。课文编排了三个教学活动。一是了解光的折射现象，为探究透镜奠定基础。二是研究透镜对光的偏折现象。包括四个小活动：比较凹透镜和凸透镜的镜片特点;用透镜观察物体;让阳光穿过透镜;观察透镜成像特点。三是拓展活动，自制望远镜。这个活动视条件而定，有条件的学校就引导学生进行制作，条件不具备的就让学生了解望远镜在各方面的应用。
教学目标：
1、学会做凸透镜成像实验，尝试制作望远镜;
2、了解凸透镜和凹透镜可以改变光的传播路线，了解凸透镜的应用。初步了解望远镜的构造;
3、体验到人类对光学规律的认识与利用会为我们带来许多方便。学会用所学知识改善生活，意识到科学技术的发展会给人类和社会发展带来好处。
教学准备：
教师——有关凸透镜和凹透镜应用的图片;凸透镜，凹透镜，蜡烛，或火柴
学生——凸透镜，水杯，吸管，筷子、白纸，尺子，搜集望远镜的有关资料。
教学时间：2课时
教学过程：
一、认识折射现象
1、小组活动：每生一个吸管(筷子也行)，放入装了大半杯水的烧杯(可以用小茶杯或纸杯代替)中,观察吸管的变化，吸管在什么地方弯曲了?
2、学生尝试解释其中的原因，了解学生关于折射知识的已有水平。
3、师：老师这里有两块透明的镜片,我们可以叫它透镜，如果老师用手电筒作光源,想一想光通过透镜后会发生什么变化?
(引导学生猜测可能是光行进的路线改变了。)
设计意图: 第一个环节是复习导入。通过观察和提问，让学生回忆光的行进和光的反射，自然地提出当光遇到透明的物体时会发生怎样的现象,学生的猜测,有利于激发他们的探究兴趣。
二、认识凸透镜和凹透镜的镜片特点
1、学生观察凸透镜和凹透镜镜片
师：老师给每个小组提供两块不同的透镜，请仔细观察它们的什么样子。(师表演)可以用手摸，但它们是光学仪器，我们不能直接用手摸它们，应隔者餐巾纸摸一摸它。注意透镜是玻璃做的，不能敲击它们，以免划伤手指。
2、学生观察、记录。
3、学生汇报：两个镜片一个中间厚、边缘薄：一个中间薄、边缘厚。(生答，师板书)
(一般我们把中间厚、边缘薄的镜片叫凸透镜：把中间薄、边缘厚镜片叫凹透镜。根据生活的需要，透镜会做成不同的样子，只要是中间厚边缘薄的都是凸透镜，只要中间薄、边缘厚的都是凹透镜。)
4、想一想：生活中有哪些凸透镜和凹透镜现象呢?
(引导学生看课本插图，一滴水就是一个凸透镜;有酒(或水)的瓶子等。)
设计意图：通过学生触摸透镜，了解其构造，认识其区别，准确区分不同透镜，为学生进一步研究透镜做好铺垫。选择与学生生活实际联系比较紧密的内容进行学习，使学生明白知识与生活的联系。
三、用透镜观察物体
1、师：同学们，如果我们用这两块透镜分别去观察物体、观察书上的文字等,想一想会有什么发现呢?
学生猜测。
2、师：真的会这样吗?那就请你们用这两块透镜分别观察各种不同的物体，看看跟你们的预测是否一样?把你们观察到的发现记录在表格中。比比将是谁的发现最多，研究得最好。
提醒学生可以参考教材P24页四幅图片资料。
出示表格：
| 研究现象 | 凸透镜 | 凹透镜 |
| 镜片形状 | ||
| 是否放大 | ||
| 能否聚焦 | ||
| 成像特点 |
3、学生小组合作进行实验，观察、记录看到的现象。
4、小组汇报自己的发现。
(凸透镜有放大功能，人们常常把它叫放大镜;用凹透镜观察报纸上的字所发现的现象正好与放大镜相反，大家千万不能把两种现象混淆。)
透镜设计 篇7
相比于传统的照明系统,LED因为它的固有优势(效率高、能耗小、光色纯、电压低、寿命长等)成为了照明的主要趋势[1]。未经过二次光学设计的LED本身发出的光不符合照明要求,具体原因为:单颗LED发光范围小;出光角度与光照强度在空间上呈朗伯型分布[2]。因此,要将LED应用于照明领域就必须对LED进行二次光学设计。
1 LED二次光学设计
LED二次光学设计的概念是针对LED的一次光学设计的。LED的一次光学设计指的是:在对LED芯片进行封装的过程中,对LED进行的光学设计。LED的一次光学设计主要目的在于:一、取出LED芯片中发出的光能,二、使LED发出的光出射呈一定的角度。二次光学设计的目的则是保证整个照明系统(或灯具)的出光质量[2]。二次光学设计是把LED器件发出的光线集中到系统期望的照明区域上(目标照明面),并满足一定的光强度分部要求,从而使整个系统发出的光能满足设计的要求[3]。
本文针对LED的二次光学设计,采用的是折射式二次光学设计,本文所使用的LED光源是CERR公司的XP-E芯片,图1是该光源的3D模型图。
LED二次光学设计中,首先应该明确光源的性质以及照明系统的要求,再根据整体要求(场所尺寸、光强度等)确定设计所要达到的出射角度、光强分布等,然后建立理论计算模型,建立透镜模型,将模型导入分析软件中进行模拟分析。本文所采取的设计思路如下图2。
2 透镜面型的设计
2.1 矩形均匀光斑的LED照明系统设计要求
本文所设计的单颗LED矩形光斑透镜照明系统适用于室内、走廊、楼梯间,可以根据不同的应用场所改变LED灯珠的布局。也就是说,应用场所决定这种照明系统的要求,本文设计的LED灯具适用于走廊。设计时要具体情况具体解决。如图3示,在长200mm、宽110mm的平板上均匀放置LED光源,要求对LED进行二次光学设计,在照明目标面上得到一个均匀的矩形光斑。
具体的要求如下:
1)发散角:110°;俯仰角40°。
2)照度:5米的照度要求33lux。
3)均匀度:不得超过10%,即最大光通量与最小光通量之差要小于10%。
4)光能利用率:在保证均匀度的前提下不得低于60%,越高越好。
2.2 矩形均匀光斑的LED照明系统设计思路
根据设计要求,设计的主要关键点有:1)需要对LED进行二次配光透镜设计,要求范围发散角110°、俯仰角40°(如图4示,α表示发散角,β表示俯仰角)。2)在保证均匀度的前提下,尽量提高照明系统的光能利用率。3)此照明系统为室内照明灯,要求系统的重量越小越好,系统结构越简单越好。综上所述,既要保证出光角度的准确性、提高光能利用率,又要减轻系统重量,利用透镜完成二次光学设计成为首选。最佳的方案应该是设计一个透镜,将这个透镜加在每一个LED光源前面,使得整个照明系统达到其技术要求[3]。这样,照明系统的设计就转变为针对单个LED光源进行二次光学设计。
2.3 3D模型的建立
下面给出编程计算出的空间离散点的图2.3。
在主程序中包括了将计算的坐标值保存到一个Excel文件中,计算出空间离散点后,将得到的离散点数据导入机械设计软件solid works中,进行曲线拟合,得到的拟合曲线如图6所示:
得到离散点及空间曲线后,在软件中建立的3D模型如图7。图7是矩形均匀光斑透镜的模型图,模型图中,透镜的底部都出现了半圆形的空洞,这是为LED灯珠预留的放置位置,LED具体3D模型如图1。
2.4 矩形均匀光斑透镜模拟仿真
将得到的透镜3D模型导入光学仿真软件中,设定符合条件的光源,所选择的光源与所采用的LED光源特性符合。将透镜置于单个LED光源前,设定透镜的折射率,模拟追迹的光线数为100万条,模拟过程如图8所示。
模拟结果如下,图9是矩形均匀光斑单个透镜的模拟照度分布图,从中可知,LED在进过设计的单个透镜后能够得到一个均匀的矩形光斑,设计结果符合均匀性要求。
单个透镜得到矩形的均匀光斑后,对整个系统进行模拟仿真,在软件中阵列复制单个光源以及透镜,LED的布置为一共15颗,形成3×5的排列方式,如图3所示。模拟过程图如图10所示。图11是照明系统模拟仿真后的辐照度分布图,图12是矩形均匀光斑照明系统配光曲线图。从图中可知,进过15颗LED排列出射后的光斑均匀效果并没有单个透镜的效果好,但均匀性还是能够达到要求的。
图11是矩形均匀光斑照明系统的辐照度分析图,从图中可以看出本次模拟的光线追迹总数为37万条,光能利用率为67%,辐照度平均值为0.16,辐照度的最大值与最小值差值较大。虽然单个的光源透镜模拟均匀性能够达到90%,但是整个照明系统的均匀性也能达到90%。照明目标范围达到了技术要求。图12给出了矩形均匀光斑照明系统的配光曲线图,从图中可以看出,整个系统的出光角度能够达到技术要求的120度。
3 照明系统仿真结果分析总结
从模拟仿真结果可知,对于单个的光源,透镜的模拟仿真结果非常理想,但是整体效果并没有单个光源理想,这是因为在整体布灯环节没有经过严格的计算推理。虽然整体效果稍有偏差,但是还是符合整体设计要求。
参考文献
[1]闫瑞,肖志松,邓思盛等.LED光学设计的现状与展望[J].照明工程学报,2011,22(2):38-42.
[2]苏达,王德苗.大功率LED散热封装技术研究[J].照明工程学报,2007,18(2):69-71.
[3]罗晓霞,刘华,卢振武,等.实现LED准直照明的优化设计[J].光子学报,2011,40(9):1351-1355.
[4]Wang K,Liu S,Chen F,et al.Freeform LED lens for rectangularly prescribed illumination[J].Journal of Optics A:Pure and Applied Optics,2009,11(10):105501.
[5]Wang H,Wang H,Du N,et al.Study on optical design method for LED extended sources[C]//Proc.of SPIE Vol.2010,7655:765536-1.
透镜设计 篇8
摘要： 在激光扫描系统中fθ透镜是重要的必不可少的部件，它在激光打标机、传真机、印刷机和用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等光电系统中得到广泛的应用。文中设计了用于非接触在线检测工件尺寸的fθ透镜。这种透镜的特点是一种负畸变透镜，属于像方远心光路，工作波长为单色光，像质要求波像差要小于λ/4，而且要求整个像面成平面且像质一致，无渐晕存在。所设计的fθ透镜结构简单紧凑、焦距小、扫描精度高、加工成本较低，性能达到衍射极限，并具有像面上照度分布均匀，能量集中度高和相对畸变小等优点。
关键词： 激光扫描系统； fθ透镜； 光学设计
引言激光扫描系统是将时间信息转变为空间信息的一种系统。其整个过程是：首先使某种信息通过光调制器对激光进行调制，调制后的激光通过光束扫描器在空间改变方向，再经fθ透镜在接收屏上成一维或两维图像。在国内外市场上，fθ透镜有着很广泛的应用，如印刷机、激光传真机、导弹跟踪瞄准、生物芯片扫描仪、大型水晶工艺品的内部雕刻、表面装饰、激光防伪、光学精细、刻印加工、激光打标以及用于制作半导体集成电路的激光图形发生器以及激光扫描精密计量设备等等。国内生产平像场fθ透镜的公司有：上海主波光电科技有限公司，北京力量激光元件有限责任公司，北京大恒光电技术研究所，中国科学院光电技术研究所，武汉焦点光学技术有限公司，光研科学（台湾）有限公司。目前，国外生产平像场fθ透镜的公司有：Sintec Optronics，Anvik Corporation，Cascade Laser Corporation，Roden Stock Corporation。平像场fθ透镜的工作波段主要在532 nm，1 064 nm及10.6 μm，对于前两个波长的fθ透镜的则采用三片透镜或者四片透镜的结构，而对于二氧化碳激光的fθ透镜一般采用的是一片透镜或者两片透镜结构[1]。文中的目的是设计一种非接触在线检测工件尺寸的fθ透镜，用于实验室对光学零件的检测。1设计思路fθ透镜作为激光扫描系统中不可或缺的成分，它的位置分为光束扫描器之前和之后两种扫描方式，如图1所示。当fθ透镜位于扫描器之前时，见图1（a），激光光束经fθ透镜汇聚后，经扫描器反射成像，因为焦距是一定的，所以所成像的像面为曲面，与要求中像面为平面不符合，故此方案甚不理想。当fθ透镜置于扫描器之后时，见图1（b），经过不同角度射入fθ透镜的光束，在其像方焦平面上生成像面是平的且为一维空间的扫描像，但该fθ透镜设计较困难，要求当扫描器以固定的转速转动时，经过fθ透镜的光线必须以恒定的速度移动，即扫描器的转动与像面上像点的移动保持一种线性的关系，所以也称该透镜为线性成像透镜。
生活中的透镜教学设计 篇9
教学目标 知识与能力 了解透镜在日常生活中的应用。
过程与方法 1.通过观看投影片，了解投影仪的成像原理。
2.能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
情感态度与价值观 1.培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的情感。
2.初步建立将科学技术应用于实际的意识。
教学重点
1、了解照相机的成像原理。
2、了解凸透镜成像的特点及应用。
2、3、了解凸透镜成像的特点及应用。
教学难点 能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
教具准备 多媒体课件。
教法运用 探究法、讨论法、实验法、观察法。
学法指导 探究学习法、合作学习法
基本环节 教师授课过程(教师活动)学生学习过程(学生活动)教学意图
导入
新课
(检查预习)
1、怎样区分虚像和实像?
2、我们在透镜一节中学习了透镜可分为凸透镜和凹透镜，什么是凸透镜?凸透镜对光线有什么作用? 学生回答虚像与实像的区别。边缘薄中间厚的透镜是凸透镜;凸透镜具有会聚作用。通过复习引入新课激发学生兴趣。
初
学
新
课
(初步探究)同学们喜不喜欢照相和看电影?那么知不知道照相机和电影放映机的原理呢?这就是我们这一节课要学习的知识。出示照相机照片，让学生仔细观察照相机镜头的形状，使他们对照相机镜头有直观的印象，指出它的作用相当于一个凸透镜。播放画有照相机原理简图的投影片，对照投影讲解：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。学生回答喜欢看电影;不知道电影放映机的原理。
学生仔细观察相机镜头发现相机镜头是凸透镜。
学生观看影片对相机的原理有一个初步了解。通过观看投影片，了解投影仪的成像原理。
引
导
释
疑
(合作学习)出示相机的构造解释
1.镜头：相当于一个凸透镜。2.胶片：相当于光屏。3.调节控制系统。①取景窗：观察所拍景物;②光圈环：控制进入镜头的光的多少;③调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距;
④快门：控制曝光时间。
思考：
像是缩小还是放大?像是正立还是倒立?像距与物距哪个大?
像与物体位于凸透镜的同侧还是两侧?
成像特点：1.照相机成缩小、倒立的像。
2.像距小于物距。
3.像与物体位于凸透镜的两侧。学生观察相机的构造发现相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏。
学生思考相机拍摄的像是缩小还是放大;正立还是倒立;像距与物距哪个大。
学生总结出相机成像特点：相机成缩小、倒立的像;像距小于物距;像与物体位于凸透镜的两侧。
通过让学生观察相机的构造使学生明白凸透镜在相机中的应用。
是学生了解凸透镜成像的特点。
基本环节 教师授课过程(教师活动)活动)教学意图
拓
展
学
(学生学生学习过程习
(深入探究)投影仪成像原理把投影仪上的平面镜(反光镜)取下，投影片放到载物台上。调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。观察像的正倒。
成像特点： 1.投影仪(或幻灯机)成放大、倒立的像。2.像距大于物距。3.像与物体位于凸透镜的两侧。
放大镜成像特点： 1.放大镜成放大正立的虚像。2.像与物体位于凸透镜的同侧。
实像和虚像：实像：由实际光线会聚而成的,能呈现在光屏上。虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成,不能呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。学生观察投影仪的成像原理发现投影仪的镜头也是一块凸透镜，成像特点投影仪成放大、倒立的像;像距大于物距;像与物体位于凸透镜的两侧。
学生观察放大镜发现放大镜成放大正立的虚像。像与物体位于凸透镜的同侧。
学生了解什么是实像什么是虚像。培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的情感。
初步建立将科学技术应用于实际的意识。
当
堂
检
测
(学习诊断)1.下列不属于透镜在日常生活中应用的是()
A.照相机 B.放大镜
C.投影仪 D.潜望镜
2.照相机镜头相当于一个_________，来自物体的光经过镜头后会聚在胶卷上，形成一个_________(放大、缩小)的像。实际拍摄时，为使远近物体都能成清晰的像，应调节照相机的________到胶片的距离。学生积极回答问题，并能独立思考说出答案。学生通过联系加强对本节课知识点的理解和掌握。
课
堂
小
结
(梳理归纳)师生共同总结。学生积极发言说出自己本节课的收获。说出凸透镜在日常生中的应用和成像原理。通过小结是学生养成对知识梳理的好习惯并加深对知识点的总结和掌握。
作业布置(检查反馈)板书设计(突出重点)
完成新概念。生活中的透镜
1、相机及成像特点
2、投影仪及成像特点
3、放大镜及成像特点
4、实像与虚像
透镜设计 篇10
凤台六中
蒋华奇 ●复习目标
一、知识与能力
1.了解凸透镜和凹透镜.2.了解生活中的透镜、照相机、投影仪、放大镜、显微镜和望远镜.二、过程与方法
1.通过对实物和挂图的观察，培养学生观察能力.2.通过探索凸透镜成像规律，培养学生研究，探索新问题的能力.3.通过眼睛、眼镜、显微镜、望远镜的教学培养学生应用物理知识解决实际问题的能力.4.通过本章知识体系的概括，提高学生整理综合能力.三、情感态度与价值观
1.通过对照相机、投影仪、显微镜、望远镜的学习，培养学生欣赏人物美、自然美的能力，更加热爱祖国，立志为科学献身.2.通过介绍我国古代在光学方面的研究成果，进行爱国主义教育.●复习重点
凸透镜成像规律及其应用.●复习难点 凸透镜的应用.●教学方法
归纳法、讲练、结合法.●教学用具 多媒体教学课件 ●课时安排 1课时
●教学过程
一、考点提示
1、透镜
2、凸透镜的成像规律
3、透镜的应用
二、知识梳理
学生阅读教材（投影片）并回答： ①什么叫凸透镜？什么叫凹透镜？ ②什么叫焦点？什么叫焦距？
③凸透镜、凹透镜对光线各起什么作用？ ④凸透镜的成像规律是怎样的？ ⑤照相机的构造及原理？ ⑥投影仪的构造及原理？ ⑦放大镜的原理？ ⑧眼睛的成像原理？ ⑨显微镜的光学原理？ ⑩望远镜的光学原理？
三、知识网络（板书）
四、习题精讲 例1：（2011·吉林）如图所示是微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于________，对光有______作用．
下图是几种光学器材的示意图，其中对光起发散作用的是（）(2012·广东)根据图中光的传播方向，在虚线框内画上凸透镜或凹透镜．
例2：（2011·河北）让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验．下列说法不正确的是（）
A．当物体距透镜5cm时，成正立、放大的虚像
B．当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像
C．当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小 D．当物体从距透镜20 cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜
凸透镜对光有会聚作用．一架照相机镜头的焦距为15 cm，要在底片上成清晰的像，人与镜头的距离应_____30 cm(填“大于”“等于”或“小于”)，底片上的像是____像(填“实”或“虚”).(2012·昆明)在焦距为10 cm的凸透镜前25 cm处放一支点燃的蜡烛，那么在凸透镜另一侧的光屏上可以得到的是（）A．烛焰倒立、缩小的实像
B．烛焰倒立、放大的实像
C．烛焰倒立、缩小的虚像
D．烛焰正立、放大的虚像 例3：（2010·菏泽）下图所示的四幅图中，能正确表示近视眼成像情况的图是________，能正确表示近视眼矫正方法的是________．
如图所示的四幅图中，表示远视眼成像情况和远视眼矫正后成像情况的图分别是（）A．图甲和图丙
B．图乙和图丙
C．图甲和图丁
D．图乙和图丁
例4：（2011·广州）如图所示是投影仪成像示意图．其中凸透镜的作用是成______(填“等大”“缩小”或“放大”)、______(填“正立”或“倒立”)的实像，平面镜的作用是________
．如果图中h＝40 cm，则凸透镜焦距不可能小于______cm.物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像，下列哪个光学仪器应用了这种成像原理（）A．照相机
B．放大镜
C．幻灯机
D．汽车后视镜
五、小结（略）
六、作业
《透镜》教案 篇11
关键词：透镜；教学；作用
【学习目标】
1.了解什么是凸透镜、什么是凹透镜。
2.了解透镜的主光轴、光心、焦点、焦距。
3.了解凸透镜和凹透镜对光的作用。
4.通过实验观察凸透镜对光的汇聚作用和凹透镜对光的发散作用。
5.能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象的美好与和谐。
【教学重点】
1.了解透镜对光的作用。
2.知道焦点、光心、主光轴、焦距的概念。
【教学难点】
引导学生从真实的、复杂的物理实验情景中抽象概括出事物的本质和规律，从而实现从感性认识上升到理性认识。
【教具】
凸透镜、凹透镜、光具盘、光源、近视眼镜、远视眼镜、白纸、刻度尺、课件。
【课时】
1课时。
【教学过程】
课前准备：收集生活中的近视眼镜与远视眼镜，透镜若干，放于桌上，让学生观察、触摸，观察外形有何不同，通过它们看物体又有何区别。
给学生分发课堂配套习题资料。
学生活动：学生作好预习，调查周围有哪些光学仪器。
意图：充分发挥学生学习的主动性，而不是被动接受。
引入新课：教师活动：从讲述奇闻轶事导入，引出：透镜。（板书）
牛顿在49岁那年，实验室突发大火，将他多年的许多珍贵手稿、实验数据化为灰烬，导致他懊悔多年。事后得知放火元凶竟是一块溅了水珠的玻璃板。你们想知道是怎么回事吗？（3分钟）
学生活动：学生思考、回答。
设计意图：类似悬疑小说，它深深地激起学生的求知欲，急切地想知道答案，更想知道如何利用透镜做更有趣的实验。
一、提出研究问题
教师活动：提问学生：这一节课，你们最想知道什么？同学们提出了很多有趣的问题，而这些问题中涉及最多的是透镜的作用。
学生活动：学生将思考后提出，亦可由别的学生答出。
设计意图：利用说或问的方式为每个学生提供了交流、展示自己思想的舞台，激发了学生的学习欲望，同时体现了面向全体学生的教学理念。
教师活动：请学生先说说在什么地方或什么物体上遇见过透镜？
学生活动：学生回想、讨论，回答。
设计意图：培养学生发现问题、提出问题的能力，把學习延伸到课堂外和生活中。
新课讲解：
二、认识透镜
教师活动：教师取来若干透镜，让学生通过观察、触摸，对透镜进行分类，并说出分类依据。教师板书。
学生活动：学生认真观察、仔细体会思考，找出透镜的特点。（4分钟）
设计意图：利用学生熟悉的眼镜，引导学生从形状上认识透镜，培养学生的观察能力。
教师活动：请视力正常的学生谈谈戴任意一副属于凸透镜的或属于凹透镜的眼镜的感受。有不适的感觉说明透镜对光有作用。提问形状不同是否对光作用也不同？
学生活动：学生观察、分类、命名。学生体验、讨论并回答问题。
设计意图：“从生活走向物理，从物理走向社会”。为保护光学仪器，可让学生通过眼镜布，不能直接用手。
三、透镜的作用
教师活动：引导学生合作，共同完成实验。
学生活动：学生先观察实验现象，说出自己获得什么有效信息；同时学生自己动手，也可根据猜想来实验，亦可生问师答。教师点拨、补充。
教师活动：利用多媒体或实验引导学生比较入射光线和折射光线。
学生活动：学生合作交流、探讨。
学生活动完成后，教师反馈学生实验疏忽、不当之处。分析光路之前，点明四个专业术语，各自的符号表示方法。
设计意图：用幻灯片引出三条特殊光线说明，最后利用动画片揭示原理，从感性认识上升到理性。可利用激光笔表现光的可逆性及光心的特殊性。
教师活动：让学生合作交流，学会测焦距，并探究透镜凸起程度与聚光能力的关系。
学生活动：学生充当教师角色，提起兴致。体验从质疑、猜想、讨论、到通过演示实验验证自己的想法的整个探究合作交流过程。
设计意图：体现课程标准，通过实验认识透镜对光的作用，也符合学生认知心理特点，培养学生分析问题的能力。提倡多种教学方式，培养学生的动手习惯和研究问题的能力。
作业探究：
1.小明帮助妈妈干农活，将稻草晒干堆成垛。要下雨，小明用塑料薄膜给稻草垛搭了一个棚子，雨停后，太阳出来，小明急于将薄膜上的水排除掉，妈妈不知道是什么原因，你能说出其中的道理吗？
设计意图：对学生进行环境保护的教育，增强了学生的环保意识，体现了从“物理走向社会”的理念。
2.如果将小灯泡放在凸透镜的焦点处，射向凸透镜的光，经过凸透镜后将会怎样？
设计意图：巧妙设疑，引起学生的认知冲突，拓展学生的思维空间，引入如何正确理解透镜作用这一问题。
3.怎样判断一个透镜是凸透镜还是凹透镜？相信你能想出多种方法。
设计意图：学以致用，解决实际问题点明了这一现象的实际运用价值。
小结：今天，大家有什么收获？学生小结，教师总结，并揭开导入的谜底。
作业布置：
设计意图：培养学生完善自身知识结构的能力，引导学生构建知识框架。
板书设计：
第三章透镜及其作用
第一节透镜
1.凸透镜和凹透镜
2.有关透镜的名词：主光轴、光心、焦点、焦距
3.（1）凸透镜对光线有会聚作用。（2）凹透镜对光线有发散作用。
透镜设计 篇12
1.教学任务分析
教学内容《探究凸透镜成像的规律(一)》是光的折射教学的进一步延伸和深化,它是初中光学教学的重点内容之一,同时也是整个初中光学教学的难点。学生要在学习光的折射规律、透镜及生活中的凸透镜的基础上,通过实验来探究凸透镜成像的规律。学生在学习本节课内容前,已经具有凸透镜有关的光学特性、生活中的凸透镜、实像、虚像等相关基础知识(教材内容略作调整)。本节课对学生的操作技能有一定的要求,如对光具座的正确使用,寻找并获得清晰的实像。
由于本节的内容较多,需分两个课时完成。第一课时着重探究凸透镜成实像的规律;第二课时探究凸透镜成虚像的规律并综合归纳凸透镜成像的规律及其应用。本节课是这节内容的第一课时。
2.教学目标
知识与技能:理解凸透镜成实像的规律,知道凸透镜所成实像的倒正、大小与发光体位置的关系;学会正确使用光具座进行实验探究。
过程与方法:经历产生问题、提出猜想、实验验证、分析归纳的全过程,体会凸透镜成实像规律形成的过程,并从中感受观察、比较、归纳、推理等物理科学方法;经历利用作图法的方法收集信息、处理信息的过程,感受统计和直观对归纳结论的意义。
情感、态度与价值观:利用作图法收集真实的实验信息归纳结论,养成尊重事实的科学态度；在小组和全班交流的过程中,懂得合作交流的重要性,体验成功的快乐,初步养成合作交流的习惯。
[问题提出]
本节课的教学重点是探究凸透镜成实像的规律;教学难点分别为探究凸透镜成放大和缩小实像的物距的分界点(两倍焦距点);凸透镜成实像的物像动态变化趋势的表述。
[教学设计]
本节课设计的最大突破是改验证实验为探究实验,通过实施探究学习,让学生自主建构知识,理解规律。具体地说,就是以凸透镜成实像规律的探究为主线,以问题为引导,让学生经历科学探究的过程。通过合作探究,自主地归纳出凸透镜成实像的规律;体会和认识科学探究的过程和方法;感悟成功的快乐、合作的重要性,树立实事求是的科学态度。教学从凸透镜的应用开始,又以凸透镜的应用结束,这个过程让学生从生活走向物理,又从物理走向生活。
在本节课的实验探究中,我为学生提供了一张“学习活动卡”,便于学生记录实验数据和观察结果,也便于学生分析处理实验信息,归纳实验结论。本节课的设计对教材的再处理的地方有:一是在探究前不直接告诉学生用焦距f作为参照的距离,让学生在寻求“在物距发生改变时,成放大和缩小实像的物距的‘分界点’(两倍焦距点)”的基础上发现焦距f是个重要的参照距离,从而归纳出凸透镜成实像的规律,目的是想增强探究对于学生的深刻性:二是用带有刻度的“二极管发光体”替代蜡烛,用带有刻度的光屏替代纯白屏,并使用光具座替代刻度尺等,目的是增强直观性和简化操作;三是对原实验数据和观察结果记录表格进行适当调整,目的是便于对实验记录的处理和分析。
为突破教学难点,我进行了如下设计。首先,我将表格中己经采集的有关物像数据转化为形象直观的图形,再通过图形叠加,来完成对信息采集从个别过渡到一般的方法来归纳结论;同时,利用讨论和推理的方法,引导学生归纳无法通过实验探究来找寻的成像规律。其次,通过演示物像动态变化的课件,帮助学生表述凸透镜成实像时物像的动态变化趋势,同时加深学生对物像动态变化规律的理解。
1.复习并设置问题情境,引入课题
在复习照相机、投影仪成像情况的基础上,教师演示由LED灯做成的发光“海宝”。通过凸透镜成不同实像,制造冲突,引起学生质疑。教师:“‘海宝’离甲凸透镜很近,在银幕上成的是倒立放大的实像;‘海宝’离乙凸透镜很远,在感光胶片上成倒立缩小的实像。大家看,老师这里也有一只‘海宝’,老师想让它在离凸透镜这一位置通过凸透镜成像在这张白屏上。请同学们想一想,在白屏上是放大的像,还是缩小的像?”学生根据观察到的实验现象提出质疑。
设计意图:通过创设问题情境,制造矛盾冲突,让学生自主提出问题,激发学生的学习兴趣,顺利引入课题,为学生的自主探究奠定基础。
2.实验探究
(1)合理猜想,引出验证实验
教师根据实验现象引导学生猜想,引出分组实验。学生根据已有知识经验及演示实验现象,师生互动,进行合理猜想。教师设问:“物距比较大,是成放大的像还是成缩小的像?物距比较小呢?”“根据刚才的实验,推测一下,有没有存在这样一个位置,物体既不成放大的像,也不成缩小的像?”
设计意图:通过引导学生猜想,顺利引出探究实验。“引导”表面上是降低探究要求,但实质是提升探究要求——将课程标准中的“验证实验”转化为“探究实验”,为学生自主形成规律奠定基础,为突破教学难点之一奠定基础。
(2)指导实验
教师利用PPT和实物介绍实验装置、实验要领、小组实验任务、学习活动卡的填写及实验注意事项等。教师先提出:“请同学们利用桌上的实验器材,先找到一个清晰的像。在实验过程中,大家要尽量避免眼睛直视发光体。请试一试。”学生动手实验,在光屏上找清晰的像(如下图1所示)。教师随后让学生把光屏靠近或再远离凸透镜,再感受一下什么是清晰的像。
设计意图:通过讲解与动手实验结合的实验指导,让学生明确光具座等实验装置的正确使用方法,以及观察实验现象并记录有关实验信息的正确方法;同时,让学生明确安全操作的常识及分组合作的任务要求,为分小组进行探究实验奠定基础。
(3)学生分组实验
学生4人一组,每组两套实验装置、两张学习活动卡。组长合理分工,每小组找3～4个放大的像与3～4个缩小的像,或找出等大的像,并填写相应的学习活动卡。在此期间,教师巡回指导。
设计意图:通过分组合作探究,落实自主学习、合作学习和探究学习。
(4)归纳实验结论
首先,归纳初步结论:各小组根据学习活动卡上的实验记录,分组讨论,交流所归纳出的初步结论。
其次,“转化”信息:教师分析每组所归纳出的初步结论的局限性,并对照PPT引导学生作图,使其分组将实验现象或数据转化成图像信息。学生将实验记录的结果“转移”到打印了凸透镜及刻度格的胶片上——用红、蓝、黑三色笔分别将成缩小、放大、等大像的物体、物距、像距、像以及像的性质等对应地画在统计图中,如上页图2所示“透明胶片制成的统计图”。
第三,整合图像信息,分析归纳最终结论。教师将所有小组“规格相同”的胶片统计图收齐并重合,从而整合实验信息,利用实物投影投放到大屏幕,全班学生对照统计图上整合的图像信息,分析、讨论、归纳凸透镜成实像的规律。
设计意图:利用胶片“重叠”整合实验信息的办法,完成对信息采集从个别到一般、笼统到直观的过渡,为学生自主建构知识,形成规律“铺平道路”;在分析统计图、归纳实验结论的过程之中,将讨论、交流、质疑、教师点拨(理论推导)、课件演示相结合,从而帮助学生理解规律背后的成像原理,为进一步学习打下基础。
3.应用规律
教师利用学生所学的规律,用演示实验所用的凸透镜(焦距35厘米)在光屏上形成一个等大的“海宝”。学生利用所学规律,用各组实验所用的凸透镜和教师提供的白纸,为教师或同学拍一张合影。
设计意图:巩固、拓展所学的知识,从物理走向生活,激发学生学习兴趣。
[自我反思]
课后,我对本课的教学设计和实施有如下几方面的体会。
1.在先进的教学理念指导下实施教学设计。本节课以学生发展为本,以探究式学习为指导,实施探究学习活动的设计。我既考虑探究目标的逐步达成,又分别考虑每次探究活动的侧重点,如本节课的设计不论是猜想还是实验归纳等,设计过程都是先讨论,再交流,最后质疑等。
2.根据学生的学情、教学目标和内容的特点,创新探究教学设计和实施。有效的探究学习必定伴随着教学创新。第一,重视创新问题情境。本节课,我利用演示实验创设了与探究内容紧密结合、可见度大、蕴涵较强矛盾冲突的实验情境,唤起学生的探究热情,促使学生自主提出要探究的问题,实现了探究活动的问题引领。第二,重视创新探究实验。本节课实验采用标有刻度的LED发光体代替蜡烛,采用带有刻度的白屏代替纯净白屏,把光具座上标尺的“O”刻度从最左边改到标尺中间等,将一些只能定性的实验信息定量了,增强了探究实验的有效性。第三,重视创新科学方法。我采用图像法和“胶片重叠法”直观、完整地呈现实验信息,降低了学生归纳的难度,顺利达成了探究学习的目的,即学生自主形成规律。第四,重视创新过程质疑。我在对照“重叠后的统计图”分析归纳规律时,有针对性地提出质疑,培养学生科学归纳的能力。
3.关注课堂生成及时调整教学实施。教师要动态控制探究性学习过程,减少学生探究性学习的失误。本节课,在探究实验过程中,我发现学生只是定性记录,而没有记录成像的具体高度。于是,我迅速对学生进行引导,才使后面的探究得以顺利实施。
4.关注互动,注重激励。积极的情感体验是有效实施探究性学习的保障。本节课,我尤其重视与学生的对话互动、情感互动,使学生在整个探究性学习过程中感受到自信、成功和快乐。
[专家点评]
本节课是一堂以问题为导向的实验探究课,执教教师的预设目标无论在探究过程还是在思维能力的要求上,都比教材的编写意图更为开放与拓展,即不采取课本上验证式的学习过程,而是设计为:在不人为设置U=2f作为物距的分界点的前提下,组织学生去探究凸透镜成像的规律。实践表明,学生跳一跳,能摘到“果子”。
那么,这个探究性学习的目标是如何有效达成的呢?概括地说,有以下三点。第一,把原定课时的内容改为2课时,使探究过程在时间与活动空间上得到保障。第二,分步合作探究,做到操作上先示范,后动手;数据处理上,先个别,后一般;结论上先观察,后归纳推理,以此化解因探究过程中操作环节存在的问题与困难。第三,创设问题情境与对话,启发学生主动积极思考。在活动中,执教教师让学生自己发现U=2f是实像放大与缩小的分界点,并让学生在实验的基础上,用推理的方法得出凸透镜成实像更一般的结论,以此提高学生的观察能力与思维能力。执教教师设计的体验和认识科学方法(如图像信息集聚、外推、完全归纳等)的运用环节对学生问题的解决与规律的获得有重要意义。