《凸透镜成像规律》教学设计与反思
——小组合作实验的应用
常州市同济中学 马春花
一、教材分析
课程标准要求：探究并知道凸透镜成像的规律，了解凸透镜成像规律的应用。课程标准解读：通过实验探究，了解凸透镜成像的规律；会使用相关的实验仪器，能通过观察和实验收集凸透镜成像的有关数据和资料，归纳出凸透镜成像的规律；培养学生交流合作、评价探究结果的初步能力。由此可见这是一节培养学生观察能力、动手能力和交流合作能力的好课例。
本节是苏科版八年级物理上册第四章《光的折射透镜》第三节内容，是本章的核心，它是前面《透镜》知识的延伸和升华，同时又是学习《照相机与眼睛》、《望远镜与显微镜》的理论基础，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，在教材中起着承上启下的重要作用。
本节是苏科版八年级物理上册第四章《光的折射透镜》第三节内容，是本章的核心，它是前面《透镜》知识的延伸和升华，同时又是学习《照相机与眼睛》、《望远镜与显微镜》的理论基础，体现了课标“从生活走向物理，从物理走向社会”的思想，在教材中起着承上启下的重要作用。
二、教学目标
知识与技能
（1）理解凸透镜的成像规律
（2）能运用凸透镜成像规律解释有关现象。
过程与方法
（1）能在探究实践中，初步获得提出问题的能力。
（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。
情感态度与价值观
让学生参与观察,试验,制作等科学实践. 引导学生提出问题,进行猜想与假设,从而设计实验并进行实验,最终再通过分析与论证进而得出结论.从而使同学完整地体验了科学探究的过程,并培养了学生提出问题,分析问题观察实验,总结归纳的能力,
三、教学重难点及其处理
（1）重点：凸透镜成像规律。施教策略:采用边实验边记录边总结的方法,学生通过自己演示实验,观察实验,分析实验,记录数据,分析讨论,归纳总结,从而得出规律,进而加深学生的认识.
（2）难点：探究凸透镜成像规律的过程。施教策略:采用教师引导、小组合作。
四、学情分析
现在的八年级学生正处于物理的启蒙阶段,处在形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生分析数据归纳规律的能力不强。学生对于凸透镜的了解，凭生活经验仅知道它叫放大镜，能把物体放大，而对其成像规律是知之甚少的。
通过前面的学习，学生已经能区分实像和虚像，同时也具备了利用刻度尺读取数据的能力，从技能上为这节课的学习做好了充分的准备。学生已具备了一定的观察、实验和分析归纳能力，对探索凸透镜成像规律有着强烈的好奇心和求知欲，通过实验，让学生充分发挥自己的潜能，去探究、交流和思考，完成对凸透镜成像规律的认识。
五、教法与手段
观察和实验是学生认识物理世界获取物理知识的重要途径,是发展学生智力的前提条件。为了培养学生学习物理的兴趣，所以我采用激趣法,实验法,观察法.分析归纳相结合,使知识一步步延伸,实验过程逐步完善，实验与动画相结合逐步使规律呈现在学生面前。
教学中我采用了小组合作，以6人为一小组，实验时2人为一小小组的方式，个人独立思考与合作交流相结合，在实验中通过两人的小小组实验外加6人小组的组内交流加快了实验的速度和准确度，这样学生能细化实验中的每个环节，使实验更具实效性。老师通过信息沟通牌来了解各组学生的学习情况，“红牌”显示正在作业请勿打扰，“黄牌”显示已经完成实验等待交流，所有人都显示黄牌时由组长召集进行交流，“绿牌”显示组内已经交流完毕并达成一致意见。
六、教学过程
物理新课程标准提出：学生是课堂的主体，课堂是真实的生活。教学应以人为本，注重学生的发展。故本课设计时以学生的活动为主，让学生在活动中经历探究过程，在活动中接受物理知识，在活动中培养团队合作和交流的能力。
六、教学过程
整个教学过程大致分成三大板块：
（一）创设情景、设疑激趣
引入新课时我采用猜一猜做一做：1、通过凸透镜看近处的字，看到的字是怎样的？ 2、适当增加凸透镜与字的距离，这时候看到的字又怎样呢？ 3、再增加透镜与字的距离，这时候看到的字又是怎样呢？
通过学生体验、猜想引发他们与已有经验的冲突，同时也引发他们的思索，为什么透过同一凸透镜却看到不同的情景？进而引入新课，使学生在一步步的疑问中得到知识与能力的提升。
凸透镜成像规律得出后，设计一个情景题：在做实验的时候，一只调皮的蝴蝶落在了我的凸透镜上，挡住了我的部分凸透镜，被部分挡住的凸透镜成像又是怎样的呢？在提出这个问题时很多学生有想当然的一些错误判断，通过实验让学生理解凸透镜成实像的本质是物体发出的光线经凸透镜折射后会聚而成的，并通过实验观察到成像是完整的，但由于通过透镜的光线变少了，亮度上会变暗。
（二）突出实验 培养能力
1、实验猜想（PPT展示物距、像距实物图）
引发对凸透镜成像规律的猜想，使学生了解凸透镜成放大的像还是缩小的像与凸透镜到物体的距离有关，并引入物距和像距的概念。并通过PPT上一个实际的数据例子来巩固。
2、实验准备
在此环节我采用了学生自学和小组交流相结合的方式，通过自学了解需要哪些实验器材，实验中凸透镜的焦距是多少，实验时器材怎么组装。
考虑到学生从未接触过光具座，教师利用PPT展示蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的摆放顺序，然后提问学生如何使像成在光屏中央？再示范调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心与烛焰中心大致在同一高度。
此环节的设计意图是：去除实验中可能影响学生探究的干扰因素，让学生有更多的时间完成探究实验。
3、实验设计——实验要求的确立
实验前利用PPT展示实验要求，让学生明确实验中的注意点以及实验目的，需要记录的数据。（PPT展示）根据实验的需求，有区别的设立实验目标。例如，在探究活动一中，刚开始实验时，有的学生会因为物距像距的大小不合适而找不到缩小、放大的像，在这个实验要求中做相应的实验指导。在探究活动三中我利用填空的方式引导学生完成实验。
4、实验设计——表格设计
设计学生数据记录表，与教材上的表格相比增加了像的虚实、比较U与f、2f的关系、比较V与f、2f的关系三项，这样设计让学生通过实验更加深刻的了解虚实像的概念，化解在得成像规律时很多学生只指考虑物距、像距之间的大小关系，而不知道将U、V、f三者联系起来的难点。
5、实验操作
（1）本节课采用小组合作的模式，一组由三套实验仪器，两人一小组做实验，一个探究活动每两人得到一组数据，一组就能有三组数据，填入表格，这样的合作模式可以让学生有更充足的时间完成一次实验，避免原来的两人合作由于能力差异产生的在规定时间内不能完成实验的弊病；在处理实验数据时通过六人的合作交流，集大家的智慧更好的得出实验结论，事实证明这样的学习模式使用在实验课上大大的提高了实验的效率。
（2）归纳出凸透镜成像的规律后，引导学生进行猜想推理，物距大于2f成放大的像，小于2f成缩小的像，则2f处成等大的像，学生进行实验加以验证，这样安排可以使学生认识到实验探究不都是事实归纳，还需要在探究过程中不断思考、分析、预测和验证。在实验时利用两个焦距不同的凸透镜做两次实验，意在告诉学生一次实验存在偶然性，为避免偶然性的发生要多做几次实验。
（3）物体在一倍焦距内成什么像，让学生直接实验，在光屏及透镜一侧均找不到像，此时对于如何观察虚像，由我引导学生移开光屏，用眼睛直接透过凸透镜看像，是正立还是倒立，是放大还是缩小，并要求学生实验时将光屏置于像的位置，观察直接在光屏上能否看到像，确定像的虚实，以便确定像的性质。
（三）合作交流 智慧分享
1、生生交流
小组合作交流根据PPT的要求，逐次深入总结凸透镜成倒立缩小、放大像的规律，通过六人的集体智慧降低了得出物距、像距与焦距之间的关系的难度。通过小组讨论完成实验规律的表格填写重在让学生更加系统的了解凸透镜成像规律以及它的完整性，确保每位同学通过一节课的学习都能准确无误的记录下成像规律。
2、师生交流
学生分析后，教师通过flash动画生动形象地演示实物成像、成像原理及规律。为再现了学生成像过程，明确了成像原理及规律。变难为简、变深为浅。编顺口溜通俗易懂，形成深刻的印象。（演示Flash动画、出示顺口溜）
（四）多元评价 立足发展
小组合作模式的学习方式只有相应的评价制度相结合才会起到更好的效果。首先是小组内生生之间的评价，其次是组与组之间的学生评价，再者就是老师对学生的评价，在课堂上老师根据小组交流合作的表现实现加减分制度，合作的表现主要指：完成学习任务的快慢、准确度，交流积极性等，增强学生的竞争意识，激发学生的学习积极性。
七、板书设计
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物距（U）
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像距（V）
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倒立/正立
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放大/缩小
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实像/虚像
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U>2f
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f<V<2f
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倒立
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缩小
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实像
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U=2f
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V=2f
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倒立
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等大
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实像
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f<U<2f
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V>2f
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倒立
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放大
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实像
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U<f
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V>U
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正立
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放大
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虚像
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U=f
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不成像
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以上板书的设计整体突出本课的重点：凸透镜成像的规律。
八、教后反思
本节课学生有学习兴趣，积极性高。但是由于这是学生的第一次自主探究实验，学生还缺乏一定的实验技能，在探究过程中离不开老师的及时指导，学生实验时，老师要加强巡视和指导。个别小组只是好奇地观察成像情况，忽视了物距和像距的测量，使实验流于形式，得不到自主实验的结论。实验在教师的引导、点拨下进行的比较顺利，若完全由学生自己分析数据归纳规律的能力还有待加强。
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