规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计（通用11篇）

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇1

凸透镜成像的规律教学设计

学习目标：

．会通过实验探究凸透镜成像的规律。

2．知道凸透镜所成虚实、倒正、大小像所满足的条。

3．掌握从物理现象中归纳科学规律的方法。

学习重点：

理解凸透镜的成像规律。

学习难点：

通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

教具学具：

凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺

导学方法：

实验法、观察法、探究法、讨论法

学习过程：

一、快乐自学、合作探究

（一）思维启动：

实验：将一支点燃的蜡烛和一张白纸竖直放在凸透镜的两侧，移动蜡烛和白纸的位置，你能发现什么？

（二）探究凸透镜成像规律：

提出问题：凸透镜成像情况与什么因素有关呢？

2猜想假设：（学生说出自己的猜想，可以进行小组讨论。）

（提示：成像情况，焦距f；物体离凸透镜的距离为物距，用u表示；像到凸透镜的距离为像距，用v表示）

3制定计划

（1）你认为需要哪些器材探究凸透镜成像？

（2）你认为除了观察像的、、特点外，还需测量什么？

（提示：凸透镜焦距已知，不必测量，标签上已注明）

（3）参考本97、98两页，你认为该实验应分几种情况来研究，该怎样设计试验？

4进行实验

注意：实验前要调整蜡烛光屏和凸透镜的高度，使它们的中心在同一高度上。

（1）把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒记下物距u和像距v。

（2）把蜡烛向凸透镜移近,使物距在2f和f之间,即f

（3）继续移近蜡烛,使物距u

（4）把蜡烛从距凸透镜较远处逐渐移近透镜,同时移动光屏保证屏上的像清晰,注意观察像的大小、正倒以及像距的大小,看有什么规律。

数据收集

根据计划进行实验探究，并把现象和数据填在表格中。

物距与焦距的关系

物距u/

像的性质

像距v/

虚实

大小

正倒

6分析数据得出结论

（1）像的虚实:当物体放在______________时,凸透镜成实像,当物体放在_____________时,凸透镜成虚像

点是成实像和虚像的分界点

（2）像的大小:当物体放在______________时,凸透镜成的像是缩小的实像当物体放在_______________时,凸透镜成的像是放大的实像成实像时，点是成放大像和缩小像的分界点_____缩小的虚像

（3）像的正倒:凡是实像都是

（填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上

（填“能”或“不能”）；凡是虚像都是（填“正立”或“倒立”）的，且在光屏上

（填“能”或“不能”）成实像时，像和物在凸透镜的

（填“同侧”或“异侧”）；成虚像时，像和物在凸透镜的

（填“同侧”或“异侧”）。

（4）当物体逐渐向凸透镜移近时,物体所成的实像逐渐_____,且像离凸透镜的距离逐渐_____。

二、巩固训练：

．一束平行光正对凸透镜照射时，在离透镜1处的光屏上得到一个亮点，那么当物体位于透镜前3处时，在透镜的另一侧可得到

A．倒立缩小的实像

B倒立放大的实像

．正立放大的虚像

D正立缩小的虚像

2．已知凸透镜的焦距为10厘米，物体离开凸透镜的距离为1厘米，那么所成像是（）

A倒立缩小的实像

B倒立放大的实像

正立缩小的像

D正立放大的像

3．在“研究凸透镜成像”实验中

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：21

实验所需的主要器材有光具座、___________、___________、___________。

把凸透镜、光屏、蜡烛放在一条直线上，要调整________和________的高度，使它们的中心大致在______________。

把烛焰放在距凸透镜2倍焦距以外，移动光屏时，眼睛要观察________，一直到光屏上出现______________为止，这时光屏上成的是________、________的实像。

如果保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在图中a、b、、d各点，分别调整光屏的位置，则烛焰放在_______点时，光屏上的像最小，放在_______点，光屏上的像距镜最远。

三、自我小结：

本节我的收获是

根据本节凸透镜成像规律完成记忆口诀：

一焦分虚实，分大小；

异侧倒，虚像同侧正放大；

实像，物远像近小，虚像，物近像。

我还有的疑惑是

四、当堂训练：

必做题

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：211．做“研究凸透镜成像”的实验，当把蜡烛放在下图中的a点位置时，光屏在另一侧的适当位置处将得到________像，若将蜡烛从a点移到b点时，得到_______像。

2．如图所示，小梦同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是

A．利用这一成像规律可制成幻灯机

B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向上移动

．为了便于从不同方向观察光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板

D．要使光屏上烛焰的像变小，只须将蜡烛靠近凸透镜

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：21

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：213．如下图为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块，则所成的像将

（）

A．像的A′部分消失了

B．像的B′部分消失了

．成像的效果不受影响

D．像A′B′是完整的，亮度变暗

4．烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个放大的像，若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏位置对调一下，则

A．光屏上仍能成一个放大的像

B光屏上能成一个缩小的像

．光屏上不能成像，但通过透镜能看到

D以上说法都不对

选做题

．如图所示，a、b、、d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是

（）

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：21A．幻灯机是根据物体放在点时的成像特点制成的

B．照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的 ．使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似

D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似

6．琦琦同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时用画像代替蜡烛，她在透明的玻璃板上用黑色笔画了个画像，实际大小如图（甲）所示。把这个玻璃板放在光具座上，并用平行光源对着玻璃板上的画像照射，如图（乙）所示。移动光屏直到在光屏成清晰像为止。画像在光屏上所成的像不可能是图（丙）中的哪一个？

（）

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：21全品中考网

3

题：凸透镜成像的规律

学案
序号：21

五、堂作业

本P1动手动脑学物理1--4题

六、我的反思

4、如图3（甲）为某同学的脸庞外形和大小，通过凸透镜看到该同学的脸庞时，不可能看见的像为图3（乙）中的 A

B

D

图3

图3

（甲）（乙）

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇2

本节内容是本章的核心, 在教材中有承前启后的作用, 既是凸透镜对光的作用、生活中的透镜知识点的应用, 也为眼睛和眼镜、显微镜和望远镜的讲解做了知识准备。为了降低学生理解凸透镜成像规律的难度, 教材明确提出实验时物体离凸透镜的距离分别为:u>2f、f

[教学目标]

(1) 知识与技能: (1) 知道凸透镜成缩小、放大实像和虚像的条件; (2) 通过凸透镜成像的“边学边实验”, 使学生理解凸透镜成像规律。

(2) 过程与方法: (1) 通过探究凸透镜成像规律的过程, 体验科学探究的主要过程和方法; (2) 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) 通过对凸透镜成像规律的分析、讨论, 培养学生实事求是的科学态度; (2) 通过探究活动, 激发学生的学习兴趣, 培养学生对科学的求知欲。

[教学重点]

(1) 三条特殊光线的光路图。

(2) 组织指导学生完成探究凸透镜成像规律的实验。

[教学难点]

(1) 凸透镜成像规律光路图。

(2) 组织、指导学生完成探究凸透镜规律的实验。

[教学方法]

演示实验, 归纳总结。

[教学器材]

光具座、凸透镜 (f=10cm) 、光屏、蜡烛。

[教学过程]

(一) 创设情境, 导入新课

(1) 玩小水珠导入。

(2) 作图:三条特殊光线 (抽学生在黑板完成) 。

(二) 启发提问

测实验用凸透镜的焦距有:平行光法;点光源法

(课前学生自己完成)

(三) 进行实验:

说明:u—物距, v—像距, f—焦距

1.u>2f

(1) 作图:

小结:f

(2) 实验操作验证。

2.f

(1) 作图:

小结:v>2f, 倒立、放大、实像、异侧。

(2) 实验操作验证

3.u

(1) 作图:

小结:v>u, 正立、放大、虚像、同侧。

(2) 实验操作验证。

(四) 拓展与小结

(1) 倍焦距定虚实: (1) 当u>f时, 成实像; (2) 当u

(2) 倍焦距定大小: (1) 当u>2f时, 成缩小的像; (2) 当u<2f时, 成放大的像。

(3) 凸透镜成的像: (1) 当实像时, 都是倒立; (2) 当实像时, 都是倒立。

(4) 凸透镜成实像时: (1) u↓→v↑→像变大; (2) u↑→v↓→像变小

(五) 作业设计

运用作图和实验的方法探究: (1) 当u=2f时的成像情况; (2) 当u=f时的成像情况; (3) 当凸透镜遮住一半, 成像情况如何变化。

[教学反思]

《凸透镜的成像规律》教学设计 篇3

课标要求：探究并知道凸透镜成像的规律。

通过探究凸透镜成像规律的实验，知道凸透镜成像的几种情况，及其规律。

二、教材分析

在科学内容的安排上，本章主要体现了两根主线：一是光的折射现象、光的折射规律；二是透镜、透镜的作用、凸透镜成像的规律和透镜的应用。凸透镜成像规律是本章的一个重要内容，教材首先从“意外发现”引出问题，激发学生的探究欲望。在对凸透镜成各种不同性质像的研究过程中，操作的思路是，先使凸透镜成某种性质的像，然后再收集相关数据，从而提高了探究效率。在学生已得到倒立缩小和倒立放大的像的规律的基础上，让学生思考、做出猜想在何种情况下，可以得到倒立等大的像。然后再去验证猜想。这种安排可以使学生认识到，实验探究不都是事实归纳，需要在实验过程中不断思考、分析、预测和验证。

三、学情分析

学生已经学习了小孔成像、平面镜成像和透镜相关知识，对物距和像距、实像和虚像知识有了一定的了解。学生在生活中也经常碰到一些凸透镜成像的现象，如放大镜、照相机、投影仪等，小学科学课也涉及了相关知识，只是还不清楚这些成像的现象与本节探究的规律有关。虽然初二的学生具备了一定的观察能力，但他们观察细节的感受力、辨别事物差异的准确率都还相对较弱，还要依靠教师的逐步引导。

四、教学目标

1.通过实验观察知道凸透镜既可以成倒立缩小的像，也可以成倒立放大的像，还可以成正立放大的像。

2.知道物距和像距，通过实验，能正确放置实验器材并正确操作。

3.通过观察和实验，知道像的性质与物距和焦距有关。

4.通过观察和实验，收集相关数据，分析、总结出凸透镜成像的规律。

5.通过探究凸透镜成像的规律实验，体会到探究的成就感。

五、教学重点

探究凸透镜成像的规律。

六、教学难点

1.学生通过实验认识到像的性质与物距和焦距有关。

2.从收集的数据中，总结出凸透镜成像的规律。

七、教法分析

课堂中从四个发现，引起学生的认知冲突，再从学生的发现中，不断地提出有挑战性、逐步深入的任务。学生在完成任务的同时，完成自主探究。

发现一：凸透镜不仅能成正立、放大的像，还能成其他性质的像。

由不同性质的像，做出猜想：像的性质与物距有关。从而引出探究任务。

发现二：物距相等时，像的性质却不同。

对比不同组的透镜，发现焦距不同，从而认识到像的性质与焦距有关。

发现三：凸透镜还可能成等大的像。

从对实验数据的分析中发现问题，并不断的思考、分析、预测和验证。

发现四：物距在一倍焦距内，光屏上无像。

放大镜观察字的方法，就是在光具座上观察凸透镜成虚像的方法。

所有的发现都来自于学生的体验、探究和收集的数据。教师负责组织和引导学生，在操作中获取信息，从信息中发现问题，从问题中寻求探究的途径，在探究中思考归纳。在学生不断深入探究的过程中，关注方法的指导，并利用信息技术，将数据转化为直观的数轴图像，降低学生分析数据的难度。

八、教学过程设计与分析

（一）情境体验

活动一：将手中的凸透镜靠近书本上的字，再逐渐增大透镜到字的距离，观察书本上的字有什么变化。

学生动手、观察并演示观察到不同性质的像时的方法。

【设计意图】

1.引起学生的认知冲突，产生探究成像特点的欲望。

2.从几个学生的演示中知道物距。

3.认识到像的性质与物距有关。

（二）提出问题

问题1：探究凸透镜成像的规律，需要哪些器材呢？

从学生的回答中，引出光具座。并介绍器材、摆放要求。

学生实验：当物距是15 cm时，移动光屏，找到一个清晰的像。并记录物距和像距。

展示焦距是5 cm的小组和焦距是10 cm的小组成像的性质。

【设计意图】

1.从物距的测量引出光具座。

2.从不恰当的实验操作过程中，相互帮助，找到正确的实验操作方法。

3.相同物距，而像的性质不同，引发学生的思维冲突，从而认识到像的性质与焦距有关。

（三）自主探究一

问题2：每个小组的凸透镜的焦距都是一定的，那么要改变成像性质，要改变什么呢？

学生实验：找到两次倒立缩小和倒立放大的像。并记录物距和像距。

学生实验结束后，将数据填入Excel表中。再将这些数据更直观的呈现在数轴上。完成数据的分析，总结成倒立、放大像时，物距满足的条件。

【设计意图】

数据的分析是本节课的难点，将数据直观的呈现在数轴上，从而降低了分析的难度。

问题3：找到了倒立缩小的像和倒立放大的像，那么像和物的大小还可能存在什么样的关系呢？成等大的像时，物距要满足什么条件呢？

学生作出猜想，并实验验证自己的猜想是否正确，从而得出成倒立、等大像时，物距满足的条件。

【设计意图】

实验探究不都是事实归纳，需要在实验过程中不断思考、分析、预测和验证。

（四）自主探究二

引导把光源移到一倍焦距以内，移动光屏，找清晰的像。

问题4：怎样观察才能看到清晰的像呢？对比用放大镜看字的方法，观察到清晰的像。

学生观察，相互指导。得出成正立放大的像时，物距满足的条件。

【设计意图】

1.通过用放大镜看字的方法引导学生观察到正立放大的像。

2.再通过能否在光屏上呈现，引导学生区分实像和虚像。

（五）回顾探究，思考交流

Flash展示动画：连续移动光源，展示像的连续性变化。

学生思考、交流以下两个问题：

1.物体经凸透镜所成的像的性质与 和 有关。

2.区分像有性质有两个关键的点，你认为是哪两个点，它们是区分像的什么性质的分界点呢？

【设计意图】

使学生对成像的连续性变化过程产生整体的认识。

凸透镜成像规律教学设计 篇4

上传: 张梦华 更新时间：2013-3-3 21:41:06

凸透镜成像规律教学设计

一、教学目标：

1、知识和技能

理解凸透镜成像的规律。2.过程和方法

（1）学生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，体验科学探索的全过程和方法。（3）学习从物理现象中归纳学习科学规律的方法。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的道理，勇于探索日常生活中的物理学原理。

（2）培养学生认真严谨的科学态度及探究创造的心理品质。（3）乐于参加观察、试验、制作等科学实践。

二、教学重点：

凸透镜成像规律的探究过程。

三、教学难点：

引导学生设计实验方案，并从实验中得出凸透镜成像规律。

四、教学方法： 实验探究法。器材准备：

蜡烛、火柴、凸透镜、光屏及光具座若干组。

五、教学过程：

（一）导入新课

师：照相机、投影仪、放大镜所成的像各有什么特点？

生：（学生思考、回答）照相机成倒立的缩小的像，投影仪成倒立放大的像，放大镜成正立放大的像。师：我们来做一个小实验：用放大镜先看书本上的文字，然后再用放大镜看远处的同学和老师。你发现了什么吗？请描述一下看到的现象。

生：描述看到的现象。如：看到远处的物体是倒立的、缩小的，近处的物体是放大的、正立的等。

（二）探究活动

1、提出问题

师：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的观察中我们可以看到同样是凸透镜，但观察到的现象却有很大不同：有时是正立的，有时是倒立的、有时是放大的，有时是缩小的。下面请同学们根据观察到的现象和对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解思考一下，你还想知道哪些问题？以小组为单位讨论。

提炼学生问题中的知识点，确定本课的探究课题：凸透镜在什么条件下成放大的像，在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成正立的像，在什么条件下成倒立的像。

2、猜想假设

师：通过我们已经了解的关于凸透镜的知识和你的日常生活经验，你认为上述问题的答案可能是什么？以小组为单位继续讨论。（说明：一定要给学生留一定思考时间，引导学生尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，并且让学生充分讨论。对学生提出的猜想，是有价值的，合理的，一定要给予肯定，特别是具有创新的猜想和假设。而对明显不正确的猜想，也不要草率否定，在充分肯定积极性的同时提出正确合理的成分，使他看到自己的成绩，增强学生的勇气。）猜想：

照像时人和景物到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，像是缩小的；使用投影仪时，投影片到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，像是放大的。看来，像是放大的还是缩小的，可能跟物体凸透镜的距离有关。窗外的景物到凸透镜的距离比较远，像是倒立的；用凸透镜直接看书上的字时，凸透镜离书面较近，像是正立的。可能凸透镜成像的正倒与物体到凸透镜前的位置有关。

照相机、投影仪工作时，物和像在凸透镜的两侧；而放大镜中，物体和像在透镜的同侧。像的正倒可能跟物体和像是否在同侧有关。

3、设计实验

师：上面我们已经对所提出的问题作出了初步的猜想和假设，下面我们就要来亲自动手检验一下。用什么办法去验证猜想是否正确呢？

生：用实验的方法可以来验证猜想的正确性。

师：那么在动手实验之前，请各小组先讨论一下，拿出你们的小组的实验设计方案。（教师指导下进行全班交流，并参照书上给出的实验设计方案，比较各组的方案中的成功之处和考虑不够周到的地方，请学生修正自己组的方案，可以边设计，边实验校正，边修改。）教师介绍：物距（u）、像距（v）、实验器材。

师：从“物距”这个名词的字面含义上看，物距应该指的是什么？ 生：物体到透镜的距离。

师：准确地说是物体到透镜光心的距离。那像距呢？ 生：像到透镜光心的距离。

师：同学们的桌子上都有一只凸透镜，它的焦距我们在学习《透镜》一节中已经测出是10厘米，给大家一只蜡烛做物体，研究火焰所成的像。一面光屏用来承接火焰的像。大家可以将凸透镜、蜡烛、光屏固定在光具座上，从光具座的刻度尺上可以读出蜡烛到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，有了这些器材，你应该怎样做呢？

生：设计实验的方法、步骤，并向全班同学介绍、交流。例如：固定凸透镜、光屏，移动蜡烛，在光屏上找到像后记录实验现象；固定光屏、蜡烛、移动凸透镜，使光屏上成像。…(说明：若实验方案较多不能统一，可先让学生动手试一下，来证实实验方案的可行性；若方案较统一，教师可进行归纳总结。在边讨论边动手尝试中不仅可以学习如何拟定实验方案，还可培养与他人交流合作的能力。)师：同学之间交流并探讨出实验的方法和注意事项

（1）凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。使火焰、透镜光屏的中心在同一高度；（2）将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛；

（3）移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正；

（4）将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到蜡烛的像；（5）继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处？像是怎样的？

实验时注意分工合作，边实验边记录数据，并填入表格。同学们可以直接填写在课本上给出的实验表格上，也可用自己设计的表格。（各小组讨论，并将各组方案汇总至教师处，并投影在大屏幕上）

4、进行实验

1、学生根据要求，自己组装仪器并进行实验。把蜡烛放在离透镜不同的位置上，移动光屏，观察像的大小、正倒。

2、各人得出数据后在小组内进行讨论，分析数据，比较物距和焦距关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件。（教师边巡视边指导）

3、将各组数据及结论全班交流，分析各组数据中是否出现错误，并探讨一下出现错误的可能情况，并改正。（评估各组结论是否正确）

4、分析论证 师：下面我们把探究的结果汇报一下。学生回答。教师介绍实像和虚像：

师：在实验中同学们有没有发现：把蜡烛放在什么位置，无论光屏如何移动，均无法在光屏上得到像？此时，若取下光屏，在光屏处直接用眼睛观察，你会看到什么现象？这个像和前两次成的像有什么区别？ 师：在刚才的实验中，同学们看到了正立的放大像，却无法用光屏承接，是因为在成像的位置并没有光线在那里会聚，只是我们感到光线是从那里射出来的，是虚像；倒立的像则不同，在像的位置真的有光线在那里会聚，可以用光屏承接，像这样由真实光线会聚而成的像叫实像。

师：知道了实像和虚像之后，我也提出两个问题。请你进一步猜测并根据上面探究所得资料进行分析，在什么情况下凸透镜成实像？在什么情况下成虚像？

生：讨论并回答，当物体到凸透镜的距离大于焦距时成实像；当物体到凸透镜的距离小于焦距时成虚像。师：我们从实验中获得了许多数据，并得出结论。请同学们根据成像的情况对结论进行归纳分类。（教师提示：

1、利用数学上的数轴知识，把物距分为几个特殊的段，看像的特点是什么；

2、先把像的特点进行分类，再看物距的位置。）

师：通过这节课的探究学习，你能总结出凸透镜成像的规律吗？（通过前面各子课题的 解决，培养学生解决综合问题的能力）结论：

1.当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的实像。2.当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的实像。3.当u

6、评估

师：通过这节课，你知道了什么？（如果学生难以回答，教师可以具体的问下面的问题）能否简单谈谈当初所做的猜想和假设与探究结果之间有何差异？

生：猜想时认为成像情况与物体到凸透镜距离的远近有关，探究结果对距离描述得更加准确。师：这节课经历了哪几个探究过程？

生：（讨论回答）提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、归纳分析。师：通过这节课的探究，你知道凸透镜成像的规律是什么？ 生：讨论回答。

7、当堂练习：

①什么仪器利用“当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的像。” ②什么仪器利用“当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的像。” ③什么仪器利用“当u

教学设计：探究凸透镜成像规律 篇5

一、设计理念

学生从生活现象中发现问题开始，提出解决问题的假设，并用实验验证假设，最后评价整个过程。并把这种解决问题的学习扩展为对系统知识的“探究和掌握”过程，从而提高学生整理和重组知识的能力，不断地解决问题的能力以及创造性思维的能力；使学生习惯于多方提出问题、作出假设、主动探究，培养解决问题的能力。根据上述思想方法，本课以物距跟焦距的关系为主线索，组织引导学生探究凸透镜成像的规律。在课堂教学中努力提出新课程的教育理念：以知识为载体，重视学生的探究过程和情感与价值观的培养。在本课的教学过程中尤其注意处处以学生的探究学习为主，教师仅作为课堂活动的组织者和合作者。

二、教学目标：

1、知识和技能

理解凸透镜成像的规律。2.过程和方法

（1）学生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，体验科学探索的全过程和方法。（3）学习从物理现象中归纳学习科学规律的方法。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的道理，勇于探索日常生活中的物理学原理。

（2）培养学生认真严谨的科学态度及探究创造的心理品质。（3）乐于参加观察、试验、制作等科学实践。教学重点：凸透镜成像规律的探究过程。

教学难点：引导学生设计实验方案，并从实验中得出凸透镜成像规律。教学方法：实验探究法。

器材准备：蜡烛、火柴、凸透镜、光屏及光具座若干组。

三、教学过程：

（一）导入新课

师：照相机、投影仪、放大镜所成的像各有什么特点？生：照相机成倒立的缩小的像，投影仪成倒立放大的像，放大镜成正立放大的像。

师：我们来做一个小实验：用放大镜先看书本上的文字，然后再用放大镜看远处的同学和老师。你发现了什么吗？请描述一下看到的现象。

生：描述看到的现象。如：看到远处的物体是倒立的、缩小的，近处的物体是放大的、正立的等。

（二）探究活动

1、提出问题

师：放大镜本身就是凸透镜，从刚才的观察中我们可以看到同样是凸透镜，但观察到的现象却有很大不同：有时是正立的，有时是倒立的、有

时是放大的，有时是缩小的，有时是实像，有时是虚像。下面请同学们根据观察到的现象和对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解思考一下，你还想知道哪些问题？以小组为单位讨论。

提炼学生问题中的知识点，确定本课的探究课题：凸透镜在什么条件下成放大的像，在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成正立的像，在什么条件下成倒立的像，在什么条件下成实像，在什么条件下成虚像。

2、猜想假设

师：通过我们已经了解的关于凸透镜的知识和你的日常生活经验，你认为上述问题的答案可能是什么？以小组为单位继续讨论。

猜想：照像时人和景物到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大，像是缩小的；使用投影仪时，投影片到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小，像是放大的。看来，像是放大的还是缩小的，可能跟物体凸透镜的距离有关。

窗外的景物到凸透镜的距离比较远，像是倒立的；用凸透镜直接看书上的字时，凸透镜离书面较近，像是正立的。可能凸透镜成像的正倒与物体到凸透镜前的位置有关。

照相机、投影仪工作时，物和像在凸透镜的两侧；而放大镜中，物体和像在透镜的同侧。像的正倒可能跟物体和像是否在同侧有关。

3、设计实验

师：上面我们已经对所提出的问题作出了初步的猜想和假设,下面我们

用实验的方法去验证猜想是否正确。

师：那么在动手实验之前，请各小组先讨论一下，拿出你们的小组的实验设计方案。

师：同学们的桌子上都有一只凸透镜，它的焦距我们在学习《透镜》一节中已经测出是10厘米，给大家一只蜡烛做物体，研究火焰所成的像。一面光屏用来承接火焰的像。大家可以将凸透镜、蜡烛、光屏固定在光具座上，从光具座的刻度尺上可以读出蜡烛到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，有了这些器材，你应该怎样做呢？

生：设计实验的方法、步骤，并向全班同学介绍、交流。例如：固定凸透镜、光屏，移动蜡烛，在光屏上找到像后记录实验现象；固定光屏、蜡烛、移动凸透镜，使光屏上成像。……

师：同学之间交流并探讨出实验的方法和注意事项（1）凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。使火焰、透镜光屏的中心在同一高度；

（2）将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛；

（3）移动光屏直到光屏上出现边缘清晰的蜡烛的像为止；记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和倒正；

（4）将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到蜡烛的像；

（5）继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处？像是怎样的？

实验时注意分工合作，边实验边记录数据，并填入表格。同学们可以

直接填写在课本上给出的实验表格上，也可用自己设计的表格。

4、进行实验

1、学生根据要求，自己组装仪器并进行实验。把蜡烛放在离透镜不同的位置上，移动光屏，观察像的大小、正倒、虚实。

2、各人得出数据后在小组内进行讨论，分析数据，比较物距和焦距关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件、正立放大虚像的条件。（教师边巡视边指导）

3、将各组数据及结论全班交流，分析各组数据中是否出现错误，并探讨一下出现错误的可能情况，并改正。

5、分析论证

师：下面我们把探究的结果汇报一下。学生回答

1.当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的实像。2.当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的实像。3.当u

6、评估

师：这节课经历了哪几个探究过程？

生：（讨论回答）提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、归纳分析。

师：通过这节课的探究，你知道凸透镜成像的规律是什么？

生：讨论回答。

7、应用

根据我们上节课的知识，思考并回答：

①什么仪器利用“当u>2f时，2f>v>f，成倒立、缩小的像。”

②什么仪器利用“当2f>u>f时，v>2f，成倒立、放大的像。”

③什么仪器利用“当u

（三）布置作业

老年人看不清温度计的读数，请你利用学过的知识给他帮助，说出你的办法和理由。教学反思：

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇6

1.教学目标

知识与技能

1.理解凸透镜的成像规律。

2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。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，体验科学的全过程和方法。

3.通过对凸透镜成像现象的观察分析，总结出凸透镜成像规律，并用列表的方法归纳出凸透镜成放大或缩小、正立或倒立、实像或虚像的条件.培养从物理现象中归纳科学规律的方法。

情感态度与价值观

1.通过研究凸透镜成像的实验，以及对其成像规律的分析有意识地渗透辨证唯物主义 观点。

2.通过探究活动，激发学生的学习兴趣，培养学生具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和3.日常生活中的物理学道理，勇于探究日常生活中的物理学规律。

4.注意培养学生乐于参与观察、试验、制作的兴趣。

5.通过照相机的教学，使学生基本掌握照相机的使用，使学生会用照相机拍自然风景，培养学生的审美情趣。

2.教学重点/难点

【教学重点】 对凸透镜成像规律的理解和认识。

【教学难点】指导学生在探究过程中，建立起实验与物理模型之间的必然联系。

3.教学用具

光具座,蜡烛、凸透镜、光屏

4.标签

【教学方法】讲授法、实验法、、观察法、讨论法、探究法

教学过程

一、复习提问

照相机、投影仪、放大镜的的、简单原理。

二、新课引入

从上可以看出，像有时是放大的，有时是缩小的，有时正立，有时倒立，这里面到底有什么规律？

从上还可以看出，照相时物体到凸透镜的距离较远，投影时物体到凸透镜的距离较短。看来像是放大还是缩小，跟物体到透镜的距离有关。

照相机和投影仪成像都是倒立的，像和物体在凸透镜两侧，放大镜成像的正立的，像和物体在凸透镜同侧。看来像是正立还是倒立，跟物体到透镜的距离有关。

今天，我们就来研究这个问题。

三、新课教学

一、实验器材

光具座，蜡烛，凸透镜，光屏，火柴。摆放要求：（1）凸透镜放于蜡烛和光屏之间；

（2）调整凸透镜、光屏的高度，使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心大致在同一高度。

二、实验过程

1．将凸透镜固定在光具座上750px处，蜡烛放在0处，然后移动光屏，直到屏上出现最清晰的像，记下对应的物距，像距，像的性质。

2．将蜡烛向凸透镜移近150px，重复上述实验。

3．每次移动蜡烛150px，直到无法在移动为止。

4．注意最后一次实验时，应将光屏移走，然后眼睛通过凸透镜向蜡烛处看，才能看到像。

三、进一步规律

1.一倍焦距定虚实，二倍焦距定大小。2.实像总是：异侧、倒立；

虚象总是：同侧、正立、放大。3.物距u减小时：像距v增大，像也变大。

课堂小结

本节课我们知道了以下内容： 1.照相机的原理

u＞2f f＜v＜2f 成倒立、缩小的实像 2.投影仪的原理

f＜u＜2f u＞2f 成倒立、放大的实像 3.放大镜的原理

u＜f 成正立、放大的虚像

课后习题

1、做“研究凸透镜成像”的实验，当把蜡烛放在下图中的a点位置时，光屏在另一侧的适当位置处将得到________像，(填，大小，倒 正，虚实)若将蜡烛从a点移到b点时，得到_______像。

2、小方同学做“探究凸透镜成像规律”实验，当蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示时，光屏上得到了清晰的像。则（）A．得到的像是正立缩小的实像 B．得到的像是倒立放大的实像

C．把蜡烛向左移动，调整光屏的位置，得到的清晰像变小 D．把蜡烛向右移动少许，要得到清晰的像，应向左移动光屏

3、如下图为凸透镜成像的示意图．由于不慎将透镜的上沿摔掉一块(图中阴影部分)，则所成的像将（）A、像的A′部分消失了

B、像的B′部分消失了

C、成像的效果不受影响

D、像A′B′是完整的，亮度变暗

4、烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个放大的像，若保持凸透镜位置不变，把烛焰和光屏位置对调一下，则（）A、光屏上仍能成一个放大的像

B、光屏上能成一个缩小的像

C、光屏上不能成像，但通过透镜能看到

D、以上说法都不对

板书

第3节 凸透镜成像的规律

1.照相机的原理

u＞2f f＜v＜2f 成倒立、缩小的实像 2.投影仪的原理

f＜u＜2f u＞2f 成倒立、放大的实像 3.放大镜的原理

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇7

义务教育课程标准实验教科书鲁教版五四制初中物理, 八年级上册, 第四章第三节《凸透镜成像的规律》, 第1课时。

二、目标确立

(一) 教材分析

本节课的知识既是学生在学习了光的折射和透镜有关知识的基础上的进一步延伸, 也是后来学习生活中的透镜、眼睛和眼镜, 以及显微镜和望远镜的理论基础, 具有承上启下的重要作用。教材以探究凸透镜成像情况与物距的关系为主线, 安排了学生“提出问题、猜想和假设、设计实验、进行实验、分析与结论”等教学环节, 让学生经历科学探究的全过程。

(二) 学情分析

凸透镜是学生们在生活中比较熟悉的, 也是比较感兴趣的, 具有一定的感性认识。为了进一步了解学生认知情况, 我进行了问卷调查。发现大部分同学了解生活中的放大镜、照相机用到了凸透镜, 但很少有同学发现同样是凸透镜, 成的像却是有大、有小、有正、有倒。问卷调查后, 我决定在提出问题进行猜想的过程中, 给学生照两张远近不同的照片, 使对凸透镜成像的认识还处于表象阶段的同学们发现原来凸透镜成像会有不同, 而且成像不同会与物距有关。

(三) 课时教学目标确定

基于上述分析, 我确立的本节课的教学目标是:让学生体验科学探究的全过程和方法, 初步获得提出问题的能力, 理解从实验探究中归纳得出的凸透镜成像规律, 培养学生对科学的求知欲, 乐于探索自然现象和日常生活中的物理知识。

三、精彩片段

片段一创设情境, 提出问题

“同学们, 你们每个小组的桌子上都有一个凸透镜, 现在请大家拿起它来观察一下, 看看凸透镜能成像吗?它成的像有什么特点呢?”我话音刚落, 同学们便热情高涨地观察起来。有的用凸透镜看课本上的字, 有的用凸透镜看其他同学, 还有的用凸透镜看窗外的景物。观察之后, 我问:“哪位同学能描述出你刚才看到的现象呢?”一位同学说:“我用凸透镜看书上的字, 看到一个正立放大的像。”另一位同学说:“我用凸透镜看我的笔, 看到一个放大的像。”我又问:“刚才两位同学都看到了放大的像, 那有没有同学观察到不同的现象呢?”这时, 只有很少的同学举起了手, 其中一位回答说:“我用凸透镜看外面的楼房, 看到一个缩小的、倒立的像。”不少同学听后不禁拿起凸透镜去观察, 看到同样是凸透镜成像却不同后感到很惊讶。

我趁机追问:“那大家能大胆猜想一下, 凸透镜成像不同与什么有关呢?”同学们表现得有些迷茫。于是, 我拿出照相机, 说:“在生活中你们的爸爸妈妈一定给你照过许多照片是吧?今天老师也带来了一部照相机, 想为同学们照两张漂亮的照片, 并且能马上展现在大屏幕上给所有同学看到, 哪位同学愿意来试试呢?”同学们纷纷举手, 跃跃欲试。我找了一位同学, 请他笑容灿烂地站在教室后面和前面各照了一张照片, 展现在大屏幕上。然后问:“大家看这两张照片相同吗?”同学们纷纷摇头。我又问:“有什么不同呢?”同学们回答:“大小不同。”我继续引导:“那同学们能猜出凸透镜成像不同可能与什么有关呢?”大家争先恐后地答道:“与物体离凸透镜的距离有关。”

片段二学案引路, 设计实验

环节一自主学习

我先请同学们预习课本88页中的实验, 然后分组讨论“学案”中提出的4个问题。

1.实验探究需要什么器材?

2.实验中, 在光具座上我们应该把摆放在中间。 (填“蜡烛”“凸透镜”或“光屏”。)

3.实验前, 我们要调整蜡烛、凸透镜、光屏的高度, 使它们的中心在同一上。

4.要探究凸透镜成像的大小、倒正、虚实与物距有什么关系, 我们应该改变,

观察成像的特点。比如, 我们可以把物体放在离凸透镜的地方, 然后逐渐, 观察成像的情况。

环节二交流展示

学生交流展示前三个问题的答案, 我适时归纳总结, 使学生明确本实验的器材、器材摆放的方法和实验前必须要调整高度。

学生交流第四个问题, 我适时进行引导:“我们要想由远及近地改变物距需要有分界点, 它们是f和2f。 (在黑板上画图表示) 那么大家看我们应该把物距分为几段来研究?”同学们略微思考后, 一位同学回答说:“我认为要分为u>2f;u=2f;f<u<2f;u=f;u<f五段来研究。”我高兴地肯定了这位同学的回答, 然后说:“下面请同学们分组讨论, 设计得出实验方案吧。”

片段三形象展示, 分析论证

实验结束后, 各个小组交流实验数据, 由于同学们没有观察到u<f时的像, 所以我用Flash课件记下了u>f时的实验结果。为了便于学生观察现象、发现规律, 我用红色和蓝色把缩小和放大的像区别开来。

我问:“通过实验同学们能得出凸透镜成像的哪些规律呢?”同学们边观察边思考, 有的同学回答说:“我发现u>2f成倒立缩小的实像, f<u<2f;f<u<2f成倒立放大的实像u>2f。”有的同学说:“我发现u=2f成倒立等大的实像u=2f。”还有的同学补充说:“我发现u=f时不成像;u<f时也不成像。”我肯定了同学们敢于表达自己的观点, 问大家是否有不同意见。同学们都摇头表示没有。我问:“你们为什么认为凸透镜u<f时不成像呢?”大家齐声说:“因为光屏上没有像。”我又问:“那光屏上没有像是不是就一定是不成像呢?”同学们摇头说:“还有可能成虚像。”我说:“对呀!现在大家重新做一下, 看看在光屏这一侧透过透镜, 你能看到什么现象。”同学们实验后, 恍然大悟道:“原来u<f时成正立放大的虚像哦。”

四、自我反思

作为一名有十几年教龄的教师, 我曾多次讲授《凸透镜成像的规律》, 但总有“一管就死, 一放就乱”的困惑。经过“和谐高效思维对话型”课堂教学理念的学习和反思后, 我尝试改进, 力求课堂上形成生生间、师生间双向的、能动的交流, 把教师的“独角戏”变成“师生同台戏”。在本节课中, 我改进的成功之处是在教学策略上“先学后教, 因学定教”, 采用了“学案导学法”“小组合作学习”的教学方法, 在学生自主学习的同时又减少了学习的盲目性。

在实验猜想的环节中, 学生有的不会去猜想, 有的猜想与提出的问题毫无关联。所以我想在这个环节应该创设合理猜想情景, 引导学生知道猜想要有猜想的理由, 不能胡乱猜想。于是我决定给同学们照两张远近不同的照片, 不仅能激发他们学习的兴趣, 而且可以很直观地发现成像不同与物距有关。由于我的改进符合学生的心理特点和认知规律, 绝大部分的学生都顺利经过了从感性认识到理性认识, 从生活到物理的一个思维蜕变过程, 在轻松的学习情境中进入了本节课要探究的问题。

设计实验环节是本节课的重点, 我曾进行过多次改进。开始我的教学方式很陈旧, 采用的是我讲你做的“填鸭式”方法, 学生的积极性被压抑, 对探究也兴趣索然。后来我把以“教师”为主体变为以“学生”为主体, 由学生自主探究。沉闷的课堂活跃了起来, 但是由于这个实验的设计难度较大, 许多同学难以得出实验方案, 整个课堂看似热闹, 实际上没有达到理想效果。为了找到的合理有效教学方法, 我考虑了初三学生的思维能力特点, 根据“因学定教”的原则, 采用了“学案导学”和“小组合作学习”的教学方法, 充分利用学案为学生设置台阶, 给予必要的引导, 使探究有的放矢。改进之后, 整个探究活动都“动”了起来:同学们在自学中动脑;在交流展示中动口;在实验中动手。我反思自己在这个环节最终达到了预期的效果, 是缘于在把握教材的前提下, 在梳理学情的基础上, 才找到了合适的教学方法。

分析论证环节是本节课的难点。要从实验数据找出凸透镜成像的规律对同学们来说很抽象, 原来课堂上仅有几个小组能发现规律, 教学效果很不理想。反思之后我认为需要符合学生的认知水平进行改进。为了突破教学难点, 我制作了Flash课件。利用课件的形象直观地展示, 绝大多数的小组都得出了结论。在教学中, 教师经常会听到学生抱怨:物理太抽象难懂。没有兴趣的学习无疑成了一种苦役。我想, 为了变“苦学”为“乐学”, 教师就不能永远照本宣科, 要“因学定教”, 一些枯燥抽象的知识可以借助课件来生动、形象展示。

反思这节课几处精彩的改进是基于学的起点、学的需要、学的成效, 自己调整了教的时机、教的方式、教的策略。课堂是学生的舞台, 学生是课堂的主角, 我将在“因学定教”的原则下不断追求打造“和谐高效思维对话”型课堂的目标。

摘要：在2010年举行山东省初中物理优质课评选活动中, 我执讲的《凸透镜成像的规律》一课在“因学定教”的原则下, 积极尝试了“学案导学”“小组合作学习”这些新的教学方法, 获得山东省物理优质课一等奖。我记录了本节课的精彩片断, 撰写成课例。

《探究凸透镜成像》教学案例 篇8

【关键词】凸透镜 成像规律 物距

教材分析：本节是在研究光的折射的基础上，要求学生通过科学探究，归纳和总结出凸透镜的成像规律。锻炼学生熟练的实验操作技能与技巧，使学生经历科学探究的基本过程，激励学生勇于发表自己的意见，有与别人交流合作、反思评估的意识。同时，本节又是学习眼睛及视力矫正、学习其它光学仪器的基础，所以本节在初中光学部分中占有重要位置。

学生现状：凸透镜在学生现实生活中是普遍存在的，如放大镜、照相机和幻灯机的镜头等。学生最熟悉的莫过于放大镜了，而他们又往往认为，放大镜只起“放大”作用。对于“成像”，学生是不明白的，或者说是模糊的。

设计思路：教学中立足于以学生为本的教育思想，充分发挥学生的主体作用。基于学生的认知现状，让学生经历探究凸透镜成像规律的全过程。让学生在动手动脑、合作互动中自主探究。以小实验提出问题，引入新课，整个课堂教学中，教师只起引导作用，让学生在实验探究的过程中积极主动的学习。

教学目标（三维）：

1.知识与技能：（1）知道发光体所成像的虚实、正倒、大小跟发光体位置的关系；（2）通过实验，探究凸透镜成像的基本规律。

2.过程与方法：凸透镜成像实验培养实验操作能力和对实验现象、数据的初步分析能力。

3.情感、态度与价值观：学会对探究结果进行交流评价，通过实验，养成严谨的科学态度和团结合作的精神。

教学重点：让学生知道科学探究中制定计划与设计实验的意义、方法，以及让学生知道凸透镜成像的规律

教学难点：如何让学生通过科学探究知道科学探究中制定计划与设计实验的意义、方法

教学方法：点拨、启发、诱导、实验探究

教学用具：光具座、焦距为10cm的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、多媒体课件

教学过程：

1．活动

师：同学们的实验桌上都有一个凸透镜，请同学们利用手中的凸透镜，观察近处及远处的物体，看看有没有新的发现？

（学生很有兴趣的拿起凸透镜，开始做实验）

师：同学们都观察到了什么？

生：我通过凸透镜观察课本上的字，看到了放大的字，就像放大镜一样。

师：你看到的字是正立的还是倒立的？

生：正立的。

师：还有其它的发现吗？

生：我通过凸透镜，观察窗外的树木，我看到了倒立、缩小的树。

师：很好！其它同学有这个发现吗？

（有些同学摇头）

师：好！现在请大家伸直手臂，透过凸透镜，观察一下老师。

（学生实验，很快非常兴奋）

生：啊，老师倒过来了。

生：老师变小了。

（教师走近学生，再让学生观察）

生：老师变的大点了。但还是很小，还是倒立的。

2．问题

师：通过同一个凸透镜，我们却看到了不同的情况，你认为是什么原因造成的呢？

生：我认为物体到凸透镜的远近不一样，通过凸透镜观察到的情况是不一样的。

师：还有其它的猜想吗？

生：我也认为物体到凸透镜的距离会影响凸透镜的成像，我们刚才做的实验就说明了这一点。

师：那么我们的猜想对不对呢？凸透镜的成像有规律吗？今天，就让我们一起研究凸透镜的成像规律。

（引出课题）

3．实验计划

师：首先明确实验的目的：研究凸透镜成像的情况与物体到凸透镜距离的关系。（多媒体投影）

（介绍实验器材）

师：这是光具座（上有刻度）、中间放凸透镜，蜡烛做光源（物体），铁板做光屏，用此装置可以很方便的研究凸透镜的成像规律。

演示：点燃蜡烛，让物体通过凸透镜在光屏上成像，移动光屏，使光屏上呈现烛焰最清晰、最明亮的像。

师：当光屏上呈现最清晰、最明亮的像，此时，光屏的位置才是像的位置。

（改变蜡烛的位置，移动光屏，再做一次，让学生体会怎样才叫成像以及怎样确定像的位置）

（多媒体动画再演示一遍）

师：我们把物体到透镜中心的距离叫物距，用符号u表示。像到透镜中心的距离叫像距，用符号v表示。（多媒体投影）

演示：光屏向上（或向下）移动后固定，左右移动光屏，再找烛焰的像。

师：烛焰的像为什么找不到了呢？

生：因为光屏太靠上了，像不能成在光屏上,应把光屏往下落一点，就可在光屏上找到像了。

师：所以要求同学们在实验时，调节凸透镜的中心、烛焰的中心、光屏的中心大致在同一高度，（多媒体投影）否则找不到像，同学们可以调节烛焰的位置，改变物距，观察在光屏上成像的情况。

师：现在，请大家设法在光屏上得到放大以及缩小的像。并将实验数据填在课本表格中。（告诉学生凸透镜的焦距f=10cm）

4．实验

（学生根据要求进行实验，教师巡视指导，对学生在实验中出现的问题给予指导和帮助。）

学生实验完毕，教师将部分学生的实验数据在实物展台上投影。并让学生在黑板上写出几组成缩小、倒立、实像时的物距、像距，再写出几组成放大、倒立、实像时的物距、像距。

师：为什么像的性质是实像呢？

生：因为这些像都可以成在光屏上。

师：在前面我们还学习了什么像也是实像？

生：小孔成像成的也是实像，因为这个像也可以成在光屏上。

（教师观察黑板上的数据是否有误，对错误数据请全体同学验证其准确性，以得出正确数据）

师：请大家观察分析实验数据，你发现什么规律了吗？

生：我发现成放大、倒立、实像时的物距普遍比较小，而成缩小、倒立、实像时的物距普遍比较大。

师：也就是说，物体到凸透镜的距离比较近时，成放大实像。物体到凸透镜距离比较远时，成缩小实像。

生：对。

师：那么，在它们中间有没有一个位置，物体通过凸透镜成等大的实像呢？

生：应该有。

……

师：大家观察到了什么？

生：我看到了一个正立、放大、的虚像

师：看来，我们刚才总结的物距u<2f，成倒立、放大的实像的结论，还不够准确。物体离凸透镜较近时，会成正立、放大的虚像。这中间是否也有一个分界点呢？

生：有。

师：这个分界点在哪里呢？

（学生进行实验）

生：当u＜10cm时，在光屏上找不到像，但透过透镜看去，可看到一个正立、放大的虚像。所以我认为，u=10cm处，应该是成实像和虚像的分界点。

师：也就是说，一倍焦距处是成实像和虚像的分界点。

生：是。

师：那么我们刚才总结的物距u＜2f，成倒立、放大的实像的结论，该怎样进行完善？

生：应改为：u＜f,成正立、放大的虚像；

f＜u＜2f，成倒立、放大的实像。

5．规律

师：很好！下面，就让我们总结凸透镜的成像规律，完成下面的表格。

（多媒体投影，学生填写表格内容，教师点击答案）师：同学们填写的很好！那么从表格中，大家有没有新的发现？

生：我发现，成实像时，物距越大，像越小。

师：非常好！那么，我们的发现对不对？成虚像时，又有什么变化规律呢？下面，请同学们通过实验回答这两个问题。

（学生进行实验，教师巡视指导）

生：刚才发现的实像的变化规律通过实验证明是正确的。

生：成虚像时，规律正好相反。物距变大，像也变大。

师：同学们分析总结的非常好！凸透镜的成像规律我们是使用固定焦距的凸透镜研究的，但大量的实验表明，此成像规律对于不同焦距的凸透镜都是适用的。

6．布置作业

请思考：当物距变化时，像距的变化有什么规律吗？

7．后反思

首先以学生做的小实验开篇，既激发了学生的兴趣，又很自然的提出了探究的课题。确定课堂基调就是以实验来探究凸透镜的成像规律。整个教学过程，教师只起引导作用，教师是导演，学生是演员，整个凸透镜的成像规律都是由学生通过实验探究得到的。

为明确课堂重点，也为了和开篇提出的问题呼应，本节只研究了凸透镜的成像规律与物距的关系。当物距变化时，像距的变化规律是以课后作业的形式提出的，让学生课下思考得出。

<特点及自我评价>

为突出本节的探究性，有关凸透镜的基础知识是在课前提前学习的。由于学生对“像”的概念很模糊，所以探究之前，要明确什么叫做“成像”，以及怎样确定“像”的位置，为学生探究过程中得出正确的实验数据铺平道路。如果直接放手让学生自主探究，对学生来说，难度太大。所以，我采取启发诱导、层层推进的方法，让学生逐步得出凸透镜的成像规律。尤其对于当物距等于焦距时，不成像，学生无法通过实验得出。所以，教学中，采取让学生找放大实像和放大虚像分界点的方法，巧妙的得出1倍焦距分虚实，焦点处不成像。

通过现象提出问题，并通过实验探究来解决问题，是初中生普遍缺乏的一种能力。本节应是一堂典型的实验探究课，不过，在探究的开放度上仍略显不足。

参考文献：

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇9

设计上有空间，操作时有余地。在凸透镜成像规律的的教学中，的整体思路是：

1复习旧知引入新课

2热身训练扫清障碍

3学生实践收集证据

4师生对话分析论证

5就地取材实验拓展。

实践中，1、2进行很顺畅，为3打下坚实的基础，到学生们完成缩小实像、放大实像的六组实验的时仅仅用了22分钟。由于实验证据的采集出了点故障，导致分析与论证环节做的不够充分。就地取材实验拓展在延时课堂中完成。

一、预计之中，预料之外

针对学生差异进行的教学设计，1、2、3步整体行进，4、5步留有空间。课堂按计划行进。完成热身训练时，用了15分钟，这时间用的值得。在这个环节，进行了找像的训练，明确像的概念和找像的方法，明确了物距、像距的概念和读取记录物距像距的技巧。共同完成了一组数据，物距为40cm的实验，记录演示，学生明确了像的性质的一栏的记录。在热身训练环节学生无一掉队，为下一步打下坚实的基础。

全体学生完成成实像的六组实验用了7分钟。当中有教师的提问检查收集的数据的真实性和性的分析，比如物距是40cm时，像距有14cm、14.5 cm、15cm，像距的采集有差异。再次提醒学生像的位置是光屏上呈现最清晰的像时的位置。

教师统一指导观察方法虚像的办法，全体学生都会观察了。实验快速进行。到第34分钟的时候，9组实验全部完成。

16分钟的分析论证应该是很充分了，而实际上分析论证的确出现的故障。原因就是收集到的证据，像距的差异很大，如物距为13cm时，像距有25cm、36cm、46cm,等不同情况，与成缩小的实像的像距的差异比较更大，这对于分析论证不是一般的困难。维持原来的证据无法分析得出结论，修正实验数据需要有大量的时间，虽然全班同学又重新做了物距17、18cm两种情况，但是差异依旧存在。不得不舍掉不科学实验，进行了分析。

反复的实验，实际上每组同学做到了10实验，并没有让分析论证顺利完成，原因是课前准备不充分。

二、细节决定成败

物距是40cm是，像距有14cm、14.5 cm、15cm，如此的差异值得分析，当时归因为学生实验找像的位置、测量度数引起的，进行了二次试验进行检验。全班重新做了物距17cm的实验，全班九个小组，有两个小组的实验据结果（像距一样）与原来的实验一致，这就验证了我当堂课的判断方向是正确的。但是两个与原来实验数据一样的小组测出的像距仍然是不一样的，凸透镜焦距不一样。原来想回避问题，化解难度却在课堂上出现更大的难度。

教学设计按照全班统一的凸透镜的焦距设计的实验方法，大家共同完成九组实验，填写黑板的表格可以分组进行，这对于结论的得出不会有影响。而实际的课堂上，实验数据的收集的差异影响了分析论证环节。其原因是没有课前准备不充分，没有通过实验选择好统一的凸透镜的焦距。

三、学科思想，收拾残局

选择了固定物距前后像距测量结果一致的两个实验小组收集到的实验数据，挽回了一点局面，但是分析与论证的问题4、5用到物距变化的连贯性就体现不出来了。在课堂小结中，只有自我解嘲：老师犯了一个错误，用同学们所有的小组的实验数据的集合在一起分析论证实际上不科学，因为没有保证你们所用的凸透镜的焦距完全一样，用一个小组的实验进数据进行分析，可以得出更多的结论，你们回去利用自己实验数据继续进行分析。

四、设计完思考

1、全体学生做九组实验，可以完成，前期的热身训练解决。坚持这种做法，学生的活动中越来越熟练，实验技能得到提高。

2、课前选择好统一焦距的凸透镜，这样，学生竞赛中填写黑板上的表格，可以激励学生，增加实验的效度和速度

3、蜡烛选择硬度比较大的白蜡烛，火苗比较小，在做放大实验的时候，在光屏上像不至于超出光屏。

4、成放大像的实验的三组数据，尽量离节点远一些。如18cm，看不出大小，还是火苗惹的祸。13cm时像太大，清晰的边界很难确定。物距取17cm、16cm、15cm或14cm，比较合适。

5、在分析论证的过程中程序化的结构是化解分析难度，教会学生分析的论证的方法。坚持做法。

焦距和二倍焦距直接给学生，说明焦距是凸透镜的重要的参数，在分析论证的过程中，划定物距和像距的范围以f和2f为界点（之处这两个点的重要性，也为焦点分虚实，二倍焦距分大小打下埋伏）

首先是像的虚实分两类，对照找物距的范围区间。然后是像的倒正分两类，对照找物距的范围区间。将倒立的实像、和正立的虚像归类。形成虚实像的再认识。表格横向分割，纵向比较。

然后是实像的大小分区间。分析得出物距和像距的区间，并比较每一种性质的成像的物距和像距的大小关系。表格利用纵向分割横向比较。

最后成实像的像距的连续变化和物距的连续变化的关系，充分利用收集到的数据得到更多的信息。

6、拓展实验。效果很好，坚持做。可以穿插在恰当的环节，如，点燃蜡烛找到像观察，熄灭蜡烛在观察光屏，没有蜡烛的像，说明此实验的物体必须“发光”或“很亮”的物体。

《探究凸透镜成像的规律》教案 篇10

一、教学目标：

知识与技能

理解凸透镜成像的规律。

2过程与方法

（1）能在探究活动中，初步获得猜想与假设的能力。

（2）通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

（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）培养学生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。

（2）乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。

二、教学重点：

凸透镜成像规律的探究过程。

三、教学难点：

如何引导学生设计实验，分析数据，归纳总结，得出规律。

四、教学准备：

多媒体、光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。

五、教学过程：

（一）引入新

师：我们已经学习了《生活中的透镜》这一节，请同学们回忆一下，凸透镜在生活中有哪些应用？

生：有照相机、投影仪、放大镜等。

师：我手里有个照相机，会使用照相机的同学请举手！请你给一位同学先拍一张全身像、再拍一张较大的半身像。其他同学观察照相机和被照同学的距离有没有变化。

（学生拍照后，教师利用电脑将两张照片展现在大屏幕上。）

师：这两张照片的大小不同，可能是因为刚才拍照时什么发生了改变引起的？

生：被照的同学和照相机之间的距离发生了变化。

师：我们再做两个实验：请同学们拿起自己手中较大的凸透镜，先靠近本看书上的字，再伸直手臂看大屏幕，观察两次成像情况。

（学生实验后，请一位同学说出这两次观察到的现象有什么不同。）

师：刚才实验时凸透镜两次成像不同，可能是由于什么条不同造成的？

生：物体到凸透镜的距离不同。

（二）进行新

师：物体到凸透镜的距离叫“物距”，像到凸透镜的距离叫“像距”。

板书：【提出问题】凸透镜所成像的大小、虚实、正倒可能跟什么因素有关？

生：可能跟物距有关。

生：可能跟凸透镜的焦距有关。

板书：【猜想】

①可能跟物距有关；

②可能跟凸透镜的焦距有关。

师：同学们的猜想都非常好，我们今天用实验只研究一下凸透镜所成的像跟物距的关系。

板书：【设计实验】

师：我们现在要用实验研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要哪些器材？

生：需要凸透镜、蜡烛、光屏、刻度尺；

师：实验时你要刻度尺测量什么？

生：测量物距、像距。

师：还要观察什么？

生：观察像的大小、虚实、正倒。

师：要研究凸透镜成像的大小、虚实、正倒跟物距的关系，需要控制什么因素不变？改变什么？

生：控制凸透镜的焦距不变，改变物距的大小。

师：下面请各小组同学之间相互讨论一下，你们小组准备设计一个怎样的实验方案来探究？

（学生讨论，请一位代表回答。）

师：同学们设计的方案非常好！注意，实验时要想在光屏中央得实像，应将烛焰、凸透镜、光屏的中心放在同一条直线上；要先确定物距，再来回移动光屏进行观察，至光屏上获得清晰的像为止。

师：请各小组成员共同设计一个实验记录表格。

（学生讨论、设计实验表格，并投影展示，教师指导学生修改、补充。)

凸透镜焦距f=10㎝（A组）

序号

物距与

焦距的关系

物距

u/

像的性质

像距

v/

虚实

大小

正倒

①

u＞2f

②

u＞2f

③

2f＞u＞f

④

2f＞u＞f

⑤

u＜f

⑥

u＜f

凸透镜焦距f=㎝（B组）

序号

物距与

焦距的关系

物距

u/

像的性质

像距

v/

虚实

大小

正倒

①

u＞2f

②

u＞2f

③

2f＞u＞f

④

2f＞u＞f

⑤

u＜f

⑥

u＜f

师：这个实验探究的目的是：凸透镜所成的像跟物距大小的关系。各小组的组长负责分工：选两位同学进行实验操作；选一位同学填写实验表格（先将“物距”这一列按从大到小的顺序设计好具体数值，再根据观察到的现象进行记录）；同时所有同学观察实验现象，并分析成像规律。

（学生根据实验表格依次完成6次实验，教师巡回指导。）

（学生展示实验结果，并根据实验结果，分析、讨论凸透镜所成的像跟物距的关系。）

板书：【分析和结论】：凸透镜成像的规律：

①、像的大小：

当u＞2f时，成倒立、缩小的实像；

当2f＞u＞f时，成倒立、放大的实像。

②、像的虚实：

当u＞f时，成实像；

当u＜f时，成虚像。

③、凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。

④、凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，像变大。

师：你的猜想正确吗？

生：正确。

（教师展示凸透镜成像现象。）

（三）巩固练习：

①下列三幅动画在生活中分别有什么应用？（展示）

②摄影师用焦距不变的照相机给一位同学照了一张全身像，再想给他照一张半身像，照相机和这位同学间的距离应怎样变化？

（四）归纳小结：

请同学们谈谈这节你有哪些收获？

（五）布置作业：

规范的教学设计方案 凸透镜成像教学设计 篇11

关键词： 紫外； 微透镜阵列； 组合多层镀膜与剥离

中图分类号： TN 43； TN 23 文献标识码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.02.013

引 言

紫外凝视成像器件（FPA）要求具有探测灵敏度高、重量轻、体积小，但由于复杂的读出电路使得探测器有效光敏面的占空比即填充因子小于1，从而限制了探测器的性能。利用微透镜阵列作为聚能器件与探测器耦合，可以有效地改善探测器的性能。微透镜阵列是一系列直径在10～1 000 μm之间的微小透镜在基板上按照一定形状排列形成的阵列。这种技术在上世纪90年代就开始运用在红外探测上了，并有效地提高了红外成像阵列的探测性能[13]。

近年来，紫外探测器在军用和民用领域的应用越来越广泛，各国对其的研究也越来越重视。在军事上，导弹预警、制导、紫外通讯、生化分析等方面都有紫外探测的需求。在民用上，广泛应用于明火探测、生物医药分析、臭氧监测、海上油监、太阳照度监测、公安侦察、紫外树脂固化、燃烧工程及紫外水净化处理中的紫外线测量、火焰探测等领域。紫外探测技术是继红外和激光探测技术之后的又一军民两用光电探测技术[4，5]。

紫外光电系统迫切需要大规模高性能的紫外成像器件。为此文中针对背照式紫外成像器件的紫外辐射从其背面入射的这一特点，通过将紫外成像器件与微透镜阵列单片集成，以解决紫外成像器件与微透镜阵列混合集成存在的光辐射损失大、可靠性低、工艺重复性差等问题。

1 紫外微透镜阵列的设计

衍射微透镜阵列与紫外FPA的集成如图1所示，通过微透镜对光的会聚作用，提高FPA对光的利用率。

二元位相型衍射微透镜是基于菲涅尔波带片的傍轴衍射原理设计，是将菲涅尔波带片制备成闪耀的相位结构。

但是由于连续面型的衍射微透镜难于加工，目前都用多台阶结构来近似连续面型结构，台阶数越多其衍射效率就越高。在许多应用场合中，当微光学元件的特征尺寸为波长量级或亚波长量级，刻蚀深度也较大，标量衍射理论中的假设和近似便不再成立，必须采用严格的矢量衍射理论。当元件的特征尺寸大于波长时，衍射与偏振态无关，光的性质与入射角、波长基本无关，文中正是应用标量衍射理论来设计微透镜阵列[1]。

微透镜阵列的一级衍射效率可以表述为

2 微透镜阵列的制备

目前，制作二元光学器件的方法很多，如灰阶掩模板法、光刻法、激光热敏加工法、金刚石车削法、准分子激光加工法等。这些方法存在一系列的譬如工作温度高、设备昂贵、工艺兼容性差、成本高等问题。考虑到在紫外波段，表面浮雕结构的深度为纳米量级，现采用组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备衍射微透镜的表面浮雕结构。

组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备衍射微透镜阵列的步骤如下：（1）利用光刻技术直接在背照式紫外探测器芯片的光入射面制备光刻掩模图形；（2）采用镀膜方法在具有光刻掩模图形的表面沉积膜层；（3）将具有膜层的芯片浸入去胶剂中，浸泡3～5 min；（4）通过摇晃或超声震动，将光刻胶上的膜层和光刻胶去除干净，上述工艺完成，可获得2台阶的表面浮雕结构，如图2（a）；（5）通过一次重复（1）到（4）的工艺步骤，可获得所需4台阶的表面浮雕结构，如图2（b），通过两次重复（1）到（4）的工艺步骤，可获得所需8台阶的表面浮雕结构，如图2（c）；（6）最终将具有衍射微透镜的紫外成像阵列芯片用去离子水清洗1～2 min；最后用高纯氮气吹干。图2就是采用组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺制备8台阶衍射微透镜阵列[9]的流程图。

应用JC5003/D型磁控溅射镀膜设备，在衬底温度不超过80 ℃的条件下制备GaN膜层，实验中光刻胶为AZP4620。在制备工艺中发现，涂光刻胶时，在不影响均匀性和分辨力的前提下，光刻胶越厚越好，这样容易剥离不需要的GaN膜层。此外，曝光时一定要保持曝光充分，以确保显影时能够显示清晰的图形。当微透镜台阶深度比较大时，曝光量小于曝光阈值的区域就比较小，所以微透镜面形失真的区域比较小。而当要制备的微透镜台阶深度较小时，抗蚀剂表面曝光量小于曝光阈值的区域就变得非常大，显影结束后微透镜面形失真的区域将大大降低对光的调制能力。

通过上述的设计方法和工艺技术，制备了用于128×128紫外FPA的衍射微透镜阵列，其中焦距为178 μm，中心距为50 μm，环带数为2，台阶数为8，中心波长为350 nm。其显微照片如图3所示。

组合多层镀膜与剥离的微细加工工艺技术整个过程简单，薄膜厚度可精确至纳米级，精度高，操作方便，重复性好，实用性强，较之目前市场上譬如灰度等级掩模与刻蚀，激光束辅助加工技术等有不可比拟的优势。由于这种工艺方法的膜层厚度可精确到纳米级，深度误差对衍射微透镜的影响不大。因此，制备主要有两种误差：线宽误差和对准误差。（1）线宽误差。产生的原因主要有：不准确的曝光量导致线条

线宽变化；剥离工艺不完整引起的线宽变化。光刻应该注意基片的抗蚀膜平面必须保持平整，局部变化

高度应小于焦深范围。否则，刻线会明显出现局部离焦导致曝光不足，局部线条不清晰[9]。线宽误差对衍射效率影响较大，尤其是第一次套刻，所以必须严格控制第一次套刻时的线宽误差。（2）对准误差。它是在掩模图形多次转印过程中由于掩模版之间的对准误差而引起浮雕轮廓相对理论设计轮廓的偏差。其中以对准误差对衍射效率的影响最大，制备过程中控制好套刻中的对准误差尤为重要[10]。

3 光学性能的测试

3.1 衍射效率

4 结 论

文中从提高紫外成像器件的探测性能出发，用标量衍射理论设计了中心波长为350 nm的128×128衍射微透镜阵列。提出了一整套以组合多层镀膜与剥离技术为主的制备衍射微透镜阵列的工艺方法。用组合多层镀膜与剥离的工艺方法制备了2环带8台阶的衍射微透镜阵列。实验结果表明衍射效率可以达到86%。因此，将衍射微透镜阵列与紫外成像探测器集成可以较好地提高成像器件的整体性能，有利于加大民用和军用领域的紫外应用。

参考文献：

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[2] 税必继，郭永康，周崇喜.用衍射微透镜阵列提高探测器性能的原理分析[J].红外与激光工程，1997，26（6）：19-24.

[3] 张玉虹，刘宝元.聚合物微透镜阵列的光学性能测试[J].中国西部科技，2008，27（7）：14-16.

[4] 李向阳，许金通，汤英文，等.GaN基紫外探测器及其研究进展[J].红外与激光工程，2006，35（3）：276-280.

[5] 李晓明，华文深，吴先权.紫外光通信大气传输特性及理论模型探讨[J].光学仪器，2011，33（3）：90-94.

[6] 杜春雷，郭履容，郭永康.菲涅尔型衍射光学元件的研究[J].光子学报，1997，26（9）：824-831.

[7] 安晓强，杜春雷.大数值孔径衍射微透镜的优化设计方法[J].光子学报，1998，27（5）：453-458.

[8] 袁永刚，刘大福，邱惠国，等.128×128元氮化镓紫外成像读出电路的设计与封装研究[J].红外与激光工程，2007，36（增刊）：93-96.

[9] 李 毅.衍射微透镜阵列与紫外成像阵列单片集成技术：中国，200710040514[P].20081112.

[10] 金国藩，严瑛白，邬敏贤，等.二元光学[M].北京：国防工业出版社，1998：19-54.