论文关键词：中考，探究凸透镜成像规律
“探究凸透镜成像规律”实验，不仅要求学生清楚凸透镜的光学作用（对任何光线均具有会聚作用），理解凸透镜的成像原理及其应用；而且要求学生同时具备一定的实验操作技能和知识整合能力。之因此决定了本实验既是初中光学教学的重点，同时也是光学教学的难点。这也是中考试题将“探究凸透镜成像规律”实验最为命题载体的重要原因。为了扩大凸透镜成像知识面，有利于“凸透镜成像规律”相关知识的整合。本文仅以人教版教材为例，对近年来中考试题中出现的关于“探究凸透镜成像规律”实验中延伸的相关内容进行归类分析。
一、教材中“探究凸透镜成像规律”实验的内容
1、探究当物距( U)大于凸透镜二倍焦距(2f)时，凸透镜成像的性质及成像的区间。
2、探究当物距( U)等于凸透镜二倍焦距(2f)时，凸透镜成像的性质及成像的区间。
3、探究当物距( U)大于凸透镜一倍焦距(f)小于凸透镜二倍焦距(2f)时，凸透镜成像的性质及成像的区间。
4、探究当物距( U)等于凸透镜一倍焦距(f)时，凸透镜能否成像。
5、探究当物距( U)小于凸透镜一倍焦距(f)时，凸透镜成像的性质及成像的区间。
为了便于分析比较和总结凸透镜成像规律，笔者将上述实验现象及其应用、凸透镜的成像规律等内容用表格呈现如下：
凸透镜成像规律
物距
( U)
像的性质
成像的位置（区间）
应 用
正立或倒立
放大或缩小
实像或
虚像
像与物在透镜
像距( v)
无穷远
倒立
变成一点
实像
两侧
v =f会聚在焦点
利用太阳光测凸透镜焦距
U＞2 f
倒立
缩小
实像
两侧
f＜v＜2 f
照相机
U=2 f
倒立
等大
实像
两侧
V=2 f
成实像大小的分界点
f ＜U＜2 f
倒立
放大
实像
两侧
v＞2 f
投影仪原理
U=f
不成像
无穷远
成实像与虚像的分界点
U＜ f
正立
放大
虚像
同侧
U＞v
放大镜
当物距U大于凸透镜一倍焦距f时，可成实像。当物距U逐渐增大时（物体远离凸透镜的焦点）初中物理论文初中物理论文，像距v随着减小、像的大小也同步减小；当物距U逐渐减小时（物体逐渐靠近凸透镜的焦点），像距v随着增大、像的大小也同步变大。由此可见；在凸透镜成像实验中，物距与像距及像的大小是反向变化的。
关键词：初中物理；师生互动；发现问题
《义务教育物理课程标准》指出：学生是学习的主人。教师是学生学习的组织者、引导者和合作者。初中物理教师应当在提高自身专业素养的前提下，加强师生之间的有效互动，充分激发学生自主学习动机。互动模式的出现，正是为了满足新课标提出的这一基本理念，有助于促进生生之间、师生之间的互动，进一步突出学生的课堂主体地位。教师应当在初中物理教学中引入互动模式，促进教学质量的提高。具体可以从如下三个方面展开：
一、感知教材，发现问题
初中生刚刚接触物理不久，对于大部分学生而言，物理还是一门比较陌生的学科。因此在课堂教学活动中，尽管有时教师很期待与学生互动，然而学生却无话可说，不愿意被提问。一方面，这是因为他们刚刚接触新学科，物理学习经验明显不足，另一方面，学生长期被桎梏于灌输式教育模式之下，他们不习惯向教师发问，以上问题的出现，不仅影响了课堂师生互动质量，还造成教学效率低下，学习效果不尽如人意。为了更好地激发学生的主动学习意识、增强师生互动质量，教师应当为学生明确学习目标，引导学生带着问题深入感知教材。例如，《凸透镜的成像规律》一课教学中，笔者先要求学生用凸透镜观察课本上的字，请他们谈一谈有什么发现。学生纷纷拿出凸透镜观察起来，他们很快发现同一个凸透镜可以成不同的像。趁此时机，笔者进一步提出问题：凸透镜可以成什么样的像？凸透镜所成的像跟物体与凸透镜之间的距离有什么关系呢？这个问题一经提出，学生马上热烈讨论起来，不停地向笔者表达自己的看法，课堂互动氛围达到了高潮。
二、探究疑难，解决问题
发现问题之后，学生面临的就是分析问题、解决问题。前面已经提到过，初中生物理学习经验毕竟有限，为了确保互动质量，教师应当允许学生以小组形式对问题展开探究。学生可以自由结合成几人小组，通过合作交流的方式探究疑难问题。合作交流过程中，遇到不能解决的问题还要记录在册，以便稍后向教师进行提问，同时便于课后回顾与总结。针对学生合作交流中提出的问题、建议与看法，教师要及时了解，并将其中有价值的问题通过投影设备呈现给学生（板书也可以），全班学生再就这些问题进行大范围的交流探讨。教师也可以请每一小组的代表上讲台讲解本组合作交流成果，其余小组学生对讲解进行补充，直到问题真正解决为止。在这一过程中，教师的引导是极为重要的。如果学生没有得出具有研究意义的成果，教师要适当提示点拨；如果学生合作交流效率低下，教师要及时纠正，帮助学生找到问题的源头。对于学生的表现，教师还要进行激励性评价，保护学生参与互动的热情。
三、反馈矫正，巩固拓展
通过合作探究，学生对物理问题已经有了深刻认识，教师应当在此时安排巩固拓展，结合学生发现问题阶段暴露的疑难之处、解决问题阶段出现的失误进行有效归纳，以免学生下次再犯同样的错误。这是教师获得教学反馈的一个过程，同时也是师生互动的重要环节。在获得有效教学反馈的基础之上，教师要因人制宜、因时制宜调整教学计划、教学安排。凸透镜成像规律实验探究结束之后，笔者发现不少学生在合作探究过程中粗心大意，对于像距、物距认识不够深入。为了提高学生此方面的认识，笔者布置了相应练习题（节选）：1.探究凸透镜成像规律时，小明在凸透镜前放一燃着的蜡烛，移动光屏并在光屏上找到清晰的像。然后将蜡烛远离透镜，调节光屏再次找到一个清晰的像，比较两像（）A.像距增大，像增大B.像距减小，像增大C.像距减小，像减小D.像距增大，像减小2.物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（）A．6cmB．10cmC．16cmD．20cm通过完成相应习题，学生进一步巩固本节课所学内容，训练效果非常好。与传统灌输式教育模式和填鸭式教育模式相比，互动教学更有助于学生实践能力和创新精神的发展。初中物理教师应当不断对课堂教学进行反思，努力为学生提供更多的互动空间，全面发挥互动教学对于增强学习效果的重要意义。
作者:任凡 单位:江苏省淮安市苏嘴镇初级中学
参考文献：
关键词：定义 实验 应用
一、凸透镜的定义
课堂上首先引入凸透镜的定义：凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央较厚，边缘较薄的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。（直接让学生观察到凸透镜，可以让学生对凸透镜有初步的认识）
二、通过实验方式引入凸透镜成像理论
（一）准备物品
蜡烛、光具座、火柴、凸透镜（焦距 f 已知）、光屏依次放在光具座上，使它们的中心大致在一条直线上。
（二）实验步骤
①观察凸透镜焦距，将凸透镜固定在光具座标尺中央，调节蜡烛到凸透镜的距离，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距（字母f）和2倍焦距（2f）的位置。②点燃蜡烛，调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。③把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离（字母u），使烛焰在屏上成一个清晰的像，观察像的大小、正立还是倒立，测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离（字母v）。把数据记录在表格中。④继续把蜡烛向凸透镜靠近，观察像的变化是放大还是缩小，是正立还是倒立，蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离测出，将数据记录在表格中，特别是当蜡烛到凸透镜的距离等于一倍焦距时如何变化。⑤当移动蜡烛，使其到凸透镜的距离小于一倍焦距，无论怎样调节光屏，都不能在光屏上得到蜡烛的像，这时如果透过凸透镜，会在蜡烛的同侧，发现有一正立、放大的像，同时记下像的性质。
（三）实验结果
对凸透镜成像这一实验结果以分类方式进行进一步分析，从而引入凸透镜成像规律，给学生一个豁然开朗的收获：①实像与虚像的区别：在光学中，由实际光线会聚成的像称之为实像，能用光屏承接；反之，则为虚像。②当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。
三、提出生活中凸透镜的应用
1.放大镜
放大镜就是一个焦距短的凸透镜。从它成像的原理分析，是一个正立放大的像，显然这是当物距小于焦距时，凸透镜能成正立放大的虚像。当凸透镜成虚像时，物距变大，像也变大，像距也变大了。
2.显微镜
显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器，是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。显微镜分光学显微镜和电子显微镜，光学显微镜是用可见光照射被研究的物体，利用光学透镜使光线偏折而成像的；电子显微镜则是让电子束穿过被研究的物体，利用电磁透镜，使电子束偏转而成像的。电子显微镜的放大率比光学显微镜的放大率高一千倍左右。电子显微镜能观察物质的精细结构，可以拍摄出物质的原子结构图，在现代科学技术中有重要的应用。
3.望远镜
望远镜是一种利用凹透镜和凸透镜观测遥远物体的光学仪器。利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像，再经过一个放大目镜而被看到。望远镜的第一个作用是放大远处物体的张角，使人眼能看清角距更小的细节。望远镜第二个作用是把物镜收集到的比瞳孔直径（最大8毫米）粗得多的光束，送入人眼，使观测者能看到原来看不到的暗弱物体。
4.照相机
照相机是利用凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的像这一原理制作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏，为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，需要旋转镜头上的调焦环，调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物，镜头往后缩，离胶片近一些，调焦环上刻有数字，表示出拍摄的景物到镜头的距离。
5.眼球
眼球中的角膜和晶状体的共同作用，相当于一个“凸透镜”，视网膜相当于照相机的底片。从物体发出的光线经过人眼的凸透镜在视网膜上形成倒立、缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。这就是眼睛成像的基本原理。
四、总结
物理作为一门以实验为基础的自然学科，分阶段掌握凸透镜成像规律可以提高学生物理信息进行加工处理的能力，真实的实验结果和数据的记录使一些枯燥的理论生动而形象地显示出来，大大增强同学们对抽象事物和过程的理解与感受，促使我们教学过程更具有科学性和合理性，用实验证实理论，吸引同学们的注意力，使同学们在课堂上接受和掌握更多的知识，提高物理教学效率。
参考文献：
本节是在学生对生活中常用的透镜及其成像情况，获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究的内容。本节的主要内容，就是从"意外的发现"引出问题，激发学生探究欲望，让学生通过科学探究的活动，找出凸透镜成像的规律。使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力，以及培养了对科学的求知欲，乐于探究的科学态度。
【学情分析】
八年级学生刚刚接触物理这门学科，在知识方面，懂得少许浅显的物理道理，知道一些较简单的物理现象，了解了一些基本的物理规律；在能力方面，初步具备了一定的探究问题的意识和能力，有一定的协调能力和合作精神；在情感方面，他们有较浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望；在物理方法上，知道科学探究的一般过程。本节探究课学生面临着许多困难，首先实验探究涉及到的物理名词多，物距（u）、像距（v）、焦距（f）、实像、虚像；还有，要找到各种像应调整什么，如何调整，学生感到盲目；再有，从数据中要得出结论也不易，因此老师必须重视在探究过程中对学生进行引导和指导，同时，培养学生收集信息、分析问题、解决问题等能力，初步学会科学探究的一般方法。
【设计说明】
探究凸透镜成像的规律是初中物理教学的一个难点，教学的策略，不在于有没有讲清、讲透，而是看教师有没有引导学生参与教学过程，主动获取知识，乐于探究，所以教师应想方设法把课堂活动权交给学生，把发言权留给学生。基于此，教学中，一方面注意问题情境的创设，激发学生的学习兴趣，主动探究，使学生形成积极主动的学习态度；另一方面也注意科学研究方法的渗透，引导学生动口、动手、动脑，参与教学的过程，培养学生获取知识的能力，分析解决问题的能力、交流合作的能力；还注意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，与以往教科书先给定物距，然后观察像的性质并记录像距相比，可降低实验难度，提高探究效率。
【教学目标】
知识与技能：理解凸透镜的成像规律，知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与发光置的关系。
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：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道理，勇于探究日常用品中的物理学原理。2.乐于参与观察、实验、制作等科学实践。
【教学重点与难点】1.理解凸透镜成像规律。2.使学生初步了解科学探究的方法。
【教学准备】多媒体、教师和学生用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏、火柴。
【引入新课】将凸透镜正对教室的窗口，用白纸承接远处景物的像，观察像的大小，正倒，引入课题。
【进行新课】
提出问题：请同学们做这样一组小实验：
你看到什么：①用凸透镜近距离的看书上的字；②用凸透镜远距离的看课本的封面；（用凸透镜近距离看看到正立、放大的虚像；用凸透镜远距离的看到倒立、缩小的实像。）
同样是凸透镜，所成的像却有如此大的差别。相信大家一定有许多疑问，请把你的疑问写下来，然后我们一起交流一下。
（①凸透镜成像有什么规律？②为什么会有时成放大的像，有时成缩小的像？③什么时候成放大的像，什么时候成缩小的像？......）
提出猜想：同学们想一想：凸透镜成像的不同与什么因素有关？你这样猜想的根据是什么？（与物距有关；与像距有关......当放大镜靠近物体时成正立、放大的虚像；当放大镜远离物体时看到倒立、缩小的实像。）
为了验证同学们的猜想，我们必须干什么？（做实验）
实验验证。
师：我先介绍一下实验台上的器材，凸透镜（焦距为10cm）、光具座（带有刻度尺）
根据桌上的器材各小组商量出一个实验方案来。
生：小组讨论，上台展示其实验方案。
师：点拨实验方案。
（哪是物距呢？哪是像距呢？是不是在光屏上得到像后，记录下物距、像距和成像情况，做完这一次实验就行了呢？为了使得出的结论更加准确，可以取不同的物距多做几次，具体情况可参照你们报告单上的实验记录表格进行。）
进行试验
（课件出示实验注意事项：⑴调整烛焰焰心、透镜光心、光屏中心在同一高度；⑵必须在光屏上成清晰的像。）
师：这是实验时大家必须注意的。第一条，为什么要求在同一高度呢？这样可以保证像能成在光屏上。第二条，只有光屏上成清晰像时，光屏所在的位置才是像的位置。
学生按课本第88页试验步骤进行实验，教师巡视指导。
探究实验记录表所选凸透镜的焦距f=㎝
结论
（1）像的大小与物距是否有关？当物距在什么情况下成缩小的像或放大的像？
（2）像的正倒与物距是否有关？当物距在什么情况下成正立的像或倒立的像？
[关键词] 物理教学 观察指导 凸透镜 成像规律
[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674 6058（2016）17 0065
在物理教学中，应有目的、有计划地培养学生的观察能力，使他们形成良好的观察习惯。在观察物理现象时，一般可以先对现象有一个整体，大致的认识，再着重观察它的主要方面及某些次要的但值得注意的细节，最后要注意各部分和各种现象之间的联系，使他们对所观察的事物有一个比较完整、清晰的认识。但对初学物理的学生来说，他们常不知道观察些什么？怎样观察？这就要求教师在教学过程中逐步培养和训练学生的观察能力。
透镜的成像规律是初中物理的一个难点，要求学生通过实验观察得出透镜成像的规律，这就要求教师在实验教学中进行必要的观察指导，培养和训练学生的观察能力，下面谈一下我在透镜成像规律教学中对学生的观察指导。
一、指导学生按一定的顺序进行观察
对于刚学物理的初二学生来说，开始的观察是无目的、无顺序的，这就要求教师在教学过程中要有意识地交代清楚观察的对象，并进行规范观察指导。
1.在对光具座进行观察时，指导学生先观察光具座标尺的测量范围、分度值，再观察刻度的特点，然后再观察放实验器材的底座，明确光具座上放置实验器材的顺序，为后面的物距、像距的测量做好准备。
2.在测焦距时，学生往往只注意光屏上的亮点，而忽略了其他情形的观察。在教学中，教师应注意指导学生先观察透镜的凹凸，再观察平行光源，然后放正凸透镜，调节凸透镜与光屏的距离，观察如何得到最亮点，再测量焦距，使学生在规范观察的同时，感性体会凸透镜的会聚作用及会聚作用与凸透镜凹凸的关系。
3.在观察物距、像距、成像的情况时，有意识地指导学生先调物距，然后调光屏，观察像的情况，再观察像距，使学生认识到同一透镜，物距决定成像情况和像距，明确什么时候的距离才是像距。
二、指导学生根据现象的特征进行观察
在教学中，要充分利用所观察到的现象的特征，使学生通过观察得到正确的结论。
例如，在实像、虚像的成像特征观察上，可以让学生从以下几方面进行观察。
1.观察光屏上的成像情况：实像，能通过调节光屏的位置，清晰地呈现在光屏上；虚像则无论怎样调节光屏的位置，都不能呈现在光屏上；从而引导学生归纳出实像是由实际的折射光线会聚而成的，虚像是由折射光
线的反向延长线会聚而成的，使学生在本质上认识实像和虚像。
2.观察方法：实像，可以通过光屏看到；虚像则需要透过透镜才能看到，从中归纳出实像与物在凸透镜的两侧，而虚像和物则处于凸透镜的同侧的结论。
3.观察像的正立、倒立情况：实像倒立、虚像正立。
4.对成实像和虚像的物距、像距观察：通过调节物距，观察当物距大于一倍焦距时成实像，物距小于一倍焦距时成虚像，从中引导学生认识一倍焦距处是成实像和虚像的分界点。
三、对比观察，指导学生对前后几次实验或实验数据进行比较
对比观察，有定性观察和定量观察之分，定性观察就是对前后现象进行观察比较，进而引导学生找出结论。定量观察就是通过对前后实验的观察取得的数据进行比较，进而归纳，找出规律。那么在具体观察凸透镜成像规律时，就可让学生先定性观察，再定量观察，逐步引导学生突破思维障碍，得出成像规律。
（一）定性观察成像
1.观察放大像、缩小像的情况：通过调节物距和像距，观察到随着物距的改变，像距也随之改变，光屏上成的像时而缩小、时而放大、时而消失，使学生认识到成放大、缩小像取决于物距的大小。
2.观察实像、虚像的情况：通过调节物距和像距，观察到随着物距的改变，光屏上的像时有时无，认识到成实像或虚像存在某个分界点，在这个分界点的两侧分别成实像和虚像。
3.观察像变大、变小的情况：通过反复调节物距和像距，观察随着物距的改变，光屏上的像和像距随着物距的变大而变小，随着物距的变小而变大，认识到成放大像或缩小像存在某个分界点，在这个分界点的两侧分别成放大像和缩小像。
这样，通过定性观察凸透镜的成像情况，使学生在感叹、惊奇之余，更加激起学生进一步探究的欲望，在教学中，可就顺势引导学生进一步对凸透镜成像进行定量观察。
（二）定量观察成像
1.进行实验，得到实验数据，建立实验数据表格
通过前面的实验已测得凸透镜的焦距为10厘米，让学生通过实验得到数据，完成上面表格。
面对实验表格中的数据，由于有了前面对凸透镜成像的定性观察，这就使学生建立起了对凸透镜成像理解的观察实体与理论实体间的有效逻辑关系，使学生能顺利克服思维障碍，通过观察实验数据得出成像规律。
2.观察表格中的数据，找出成像规律
指导学生通过对实验数据的定量观察，结合前面的定性观察，得出凸透镜成像规律。
四、指导学生对现象进行全面观察，使学生了解观察对象的全貌
学生观察能力的培养应循序渐进，引导他们学会对现象进行全面观察，培养学生全面观察能力。
在教学中指导学生通过对上面成像规律的进一步观察，得出：一倍焦距处是成实像和虚像的分界点；二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点；成实像时，物距变大，像距变小，像变小，反之亦然；等等。
在教学中还指导学生：通过对光屏上得不到像的观察，分析其成因有哪些；通过观察物体、透镜上下左右移动时，光屏上像的移动情况；通过观察将透镜遮住一半或一部分时，光屏上的成像情况，进一步分析凸透镜成实像的实质；通过保持物距不变，改变凸透镜的焦距，观察其成像情况，进一步归纳凸透镜的成像规律。
通过这一系列的观察，使学生对凸透镜的成像有一个全面观察，使学生能全面掌握凸透镜成像规律。
五、在教学中，除了让学生对课堂上的物理现象进行观察外，还应注意拓宽学生的观察面
关键词：教学设计；物理教学；目标
作者简介：许成明，江苏省仪征市南京师范大学第二附属初级中学。
一、教材内容分析
苏科版初中物理八年级教材中的《探究凸透镜成像的规律》是一节实验探究活动课，凸透镜成像规律是本章的核心，本节内容是初中物理光学部分的重要内容，与 实际生活联系紧密。教材设计以探究凸透镜成像性质与物距、像距关系为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历产生兴 趣、发现问题、激发矛盾、解决问题的过程。本节探究活动课从提出问题开始就把主动权交给学生，由学生自主探究自己感兴趣的问题。教材这样处理能较好地激发 学生探究成像规律的兴趣，使学生能够体验科学探究的过程与方法，很好地体现了新课标让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神，同时又体现了新课标从生活走向物理，从物理走向社会的思想。
本节的主要内容，就是让学生通过科学探究的活动，在学生对生活中常用的透镜及其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上，带着问题，用探究的方法研究 归纳得出凸透镜成像的规律，使学生在全过程中自主研究，体验科学探究的全过程，从而培养科学研究方法，得出清晰的凸透镜成像规律。在安排教学过程时采用合 作探究形式，不仅激发了学生探究物理规律的兴趣，而且能够让学生体验到科学探究的过程与方法，使教学和学生探究过程更加流畅，更加符合初中八年级学生心理 特点，同时还培养了学生的发现问题、解决问题、分析归纳、动手、创造等多方面能力，培养了学生对科学的求知欲、乐于探究的科学态度。
二、教学设计
(一)教学目标
知识与技能：(1)知道并初步理解凸透镜成实像的规律。学会探究凸透镜成实像实验的基本技能。(2)知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与发光体位置的关系。
过程与方法：(1)能在探究活动中，初步获得提出问题和做出猜测与假设的能力。(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，经历凸透镜成像规律的探究过程，感受观察、比较、归纳、推理等科学方法。
情感、态度、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科学道理，勇于探究日常用品中的科学原理。(2)乐于参与观察、试验、制作等科学实践。通过小组实验中互相配合、相互交流，养成合作学习的良好学习习惯。
(二)教学重点和难点
重点：理解掌握凸透镜的成像规律。让学生知道科学探究中制定计划与设计实验的方法。
难点：根据猜测设计凸透镜成像规律的实验、实验数据的分析、实像和虚像，探究过程中像与物所在范围的确定。
(三)教学资源
凸透镜、光具座、光屏、蜡烛、火柴、多媒体课件。
(四)课堂教学程序与方法
1.课堂教学流程图 2.课堂教学过程
三、教学反思
本设计一开始用自制的大型简易照相机拍照导入，激起了学生强烈的好奇；然后让学生用凸透镜观察周围同学和书本上的字，从而发现和提出问题；提出问题后接着猜想，然后用实验进行科学探究。整个设计引导学生积极参与并自主学习，让学生经历了比较完整的探究过程，充分体现了课改的理念和要求。学生实验中安排一半同学探究成缩小实像的情况，另一半同学探究放大的实像，这样可以在一节课内确保完成教学中的重点和难点。
现将“透镜”教学的拾零简述如下，用以跟同行交流，并望得到各位师长指教。
1、研制实验器材：如图1～图3所示；
（1）用瓶壁薄而均匀的玻璃小瓶装水立放，替代玻璃透镜安排学生实验（实验前教师先演示：装水立放的玻璃小瓶，在空气里对光的作用跟玻璃透镜十分相似）。
（2）“三束平行光源”（已经通过“科技成果技术鉴定”；曾在国际学术会议上“交流和展出，受到了很高的评价，样品已存放在联合国教科文亚太地区局”）：前后移动灯座，可使三束光线发散或会聚；左右微移灯座，可调节三束光线间距；无需暗室条件（用书本遮挡直射的阳光即可），非常便于学生实验使用。
（3）学生使用自制教具（每件均能升降高度5cm）如图3所示，探究“凸透镜成像规律”。
2、改迸教学方法
初中物理知识，学生几乎都是通过实验探索、自学或教师讲解等渠道获取的，极少应用“理论推导实验验证”这一重要的科学方法。在教学中我们的作法有：
（1）按图4所示：先引导学生依据光的折射规律逐步画图，得出玻璃凸透镜在空气里对光的有会聚作用，然后再用单束光源和梯形玻璃砖，验证其结论是正确的，教学效果很好。
（2）重视三条光线：图1的A瓶能显示凸透镜能把“平行主轴的入射光线会聚在主轴上”：B瓶显示“调试后的凸透镜能把过焦点的入射光线会聚成平行光”：中间的1条光线则证明：“通过光心的入射光线传播方向不改变”。至此教师要强调：“光在真空里；在同种均匀介质里；光从一种均匀介质垂直射入另种均匀介质里；和光通过薄透镜光心时，是沿直线传播的”！明确“光的直进原理”的全部内涵）。
（3）依据凸透镜的三条光线，引导学生画图推导，得出凸透镜的成像规律如图5所示：
①当u>2f时，凸透镜能成倒立、缩小的实像（应用实例：照相机）；②当u=2 f时，凸透镜能成倒立、等大的实像；③当2f>u>f 时，凸透镜能成倒立、放大的实像（应用实例：投影仪）；④当u= f时，凸透镜不成像；⑤当f>u时，凸透镜能成正立、放大的虚像（应用实例：放大镜）。
学生使用图3所示的自制教具，顺次验证上述5条成像规律正确无误，教学效果很好。
（4）教师小结：依据己知的物理知识（光的折射规律和凸透镜的三条光线等），应用数学工具（几何作图等）推导演绎、得出新的物理规律，并能用实验证明是正确的，这是学习物理的又一个重要方法！请同学们予以关注。
3、探究透镜（对光的）作用
（1）对常见“透镜对光的作用”论述的质疑：请看下列实验事实：①图6显示装水的小烧杯，在空气里对光有会聚作用；②图7是用铅笔压住空小玻璃瓶（相当于“空气柱形透镜”），置入装水小烧杯里，它对光却有“发散作用”！其原因是：空小玻璃瓶把小烧杯里左右两部位的水，分割成两个“水凹透镜”，水凹透镜在空气里对光就有发散作用！
（2）得出结论：
①透镜对光的作用：是由“透镜的种类、制作的材料和置于哪种介质里”3个要素决定的！我们认为：只提透镜种类、丢掉另外两个要素的论述，是不准确的物理知识！实验证明：用玻璃和水等传播光速慢的介质材料制作的凸透镜，把它置于传播光速快的空气介质里时，它对光才有“会聚作用”！ 反之凸透镜对光则有“发散作用”。“结论”里只讲“实验结果”、不提“实验条件”，是初中物理教学的最大弊端！②据此课文里要补写“常见”或“常用”的“透镜对光的作用”。
因受篇幅所限，凹透镜对光的作用等不再赘述。
4、学生实验拾零
（1）原理：①光的折射规律”；②成虚像时还要应用“光的直线传播原理”。（2）调节：实验前要调节，要使蜡焰、凸透镜和光屏的中心：①大致在同一高度上（蜡焰可以稍高点）；②能在同一条直线上（蜡烛不得倾斜等）；③镜面和光屏的表面还要跟光具座的轨道垂直等。（3）观察：要把试题的内容变为学生实验观察的内容，例如：当凸透镜成倒立、缩小的实像时，从蜡焰一侧看镜里有几个像？它们是怎么形成的？……
（4）数据：由于光具座的0刻线在左端，故要强调：①物距（决定成像性质）u=凸透镜光心处的示数，减去蜡烛中心处的示数；②像距υ=光屏中心处的示数，减去凸透镜光心处的示数。
【论文摘要】：综合分析了望远镜的功能结构和成像原理。指出常见的望远镜可简单分为伽利略、开普勒、和牛顿式望远镜。并以开普勒望远镜为例介绍简易望远镜的制作方法。
我们在观察细小物体时，总是习惯上把物体移得离眼睛近一些，这样可以增大视角。但是这种方法是有一定限度的。当物体移到近点以后，就不能再用这种方法来增大视角了。另外，在观察比较远的物体时（例如宇宙天体），由于它们到人眼的距离是无法缩短的，因而上述方法就不能再适用了。人类要想观察到很小或很远的物体时，为了增大视角，就需要使用显微镜和望远镜来扩大人眼的视觉范围。它们的光学系统十分相似，都是由物镜和目镜两部分组成。文章只讨论望远镜的有关内容。
一、望远镜的作用
望远镜是一种观察远处物体通常呈筒状的光学仪器,利用通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜放大成像的光学仪器。就实质来说，望远镜只不过是扩大人眼的视角范围。最初它最大的用处是观察天体，人类借助望远镜几乎考察遍了太阳系所有的行星，并投向更遥远的太空。望远镜延长了人眼的视线，实现了人类千里眼的梦想。如今，望远镜的使用越来越普遍，野外观察、剧场观看……潜望镜、瞄准镜等也都采用了望远镜的原理。
二、望远镜的结构
简易天文望远镜由物镜、物镜镜筒、目镜、目镜镜筒等组成。最简单的望远镜由两片镜片组成，物镜为凸透镜或凹镜，目镜可以是凸透镜，也可以是凹透镜。中央比边缘薄的是凹透镜，用来纠正近视；中央比边缘厚的是凸透镜，用来纠正远视。常见望远镜可简单分为伽利略，开普勒，和牛顿式望远镜。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。一般为民用或儿童玩具用放大倍数通常为3～12倍。开普勒望远镜由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用小型天文等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。反射望远镜该类镜最早由牛顿发明，其物镜是凹面反射镜，没有色差，而且将凹面制成旋转抛物面即可消除球差。凹面上镀有反光膜，通常是铝。反射望远镜镜筒较短，而且易于制造更大的口径，所以现代大型天文望远镜几乎无一例外都是反射结构。
三、望远镜成像原理
望远镜之所以能看见很远的物体，主要是内部核心部件透镜对光线的折射作用而形成的。以开普勒望远镜例，当远方天体发出的平行光线经过物镜后，在物镜焦点外距焦点很近的地方，得到天体的倒立、缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合在一起的，所以实像位于目镜和它的焦点之间离焦点很近的地方。所成实像对目镜来说物体，再经过目镜成像为一正立放大的虚像。这样，当我们对着目镜进行观察的时候，所看到的是天体的倒立、放大的虚像。
四、望远镜的制作
17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店的主人利伯希，为检查磨制出来的透镜质量，把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线，通过透镜看过去，发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了，于是在无意中发现了望远镜的秘密。下面我们主要讲述开普勒望远镜的制作方法。
设计简易天文望远镜，有四个指标是需要认真考虑的。
（一）放大率望远镜的放大率M等于物镜焦距F同目镜焦距f比：M=F/f。物镜的焦距越长，目镜的焦距越短，望远镜的放大率就会越大。一般来说，目镜的焦距不能太短，否则会产生严重的像差。物镜的焦距也不能太长，否则在望远镜里看到的天空范围太窄小。也就是说望远镜的放大倍数要适中才好，个人使用的小型手持式望远镜不宜使用过大放大倍率，一般以3～12倍为宜，倍数过大时，成像清晰度就会变差，同时抖动严重。超过12倍的望远镜一般使用三角架等方式加以固定。
（二）相对口径。相对口径是反映望远镜聚光本领的指标。相对口径A等于口径D同物镜的焦距F的比：A=D/F。相对口径大，在望远镜里看到的天体就明亮；相对口径小，在望远镜里看到的天体就灰暗。
（三）视场。视场是指在望远镜里看到的天空范围。如果用望远镜观看天空，那么所看见的天空部分的角直径叫做望远镜的视场。用ω表示。对同一架望远镜来说，视场同目镜的焦距有关，一般来说，物镜的焦距越长，放大率就越大，但视场会越小，看到的天空范围就会越窄小。视场太小，在望远镜里寻找要观测的天体会很困难。
（四）分辨角。望远镜的分辨角，指的是其像点刚刚能够分辨开的个点的角距离。
明白了望远镜原理及要求，我们很容易制作一台简易的望远镜。制作方法具体如下：
1．选择物镜和目镜。物镜安装在转换器的孔上，由一组透镜组成的，能够把物体清晰地放大。目镜是插在目镜筒顶部的镜头，也由一组透镜组成，可以使物镜成倍地分辨、放大物像。买来的物镜测定焦距，把物镜对着太阳，在镜片的另一侧放张白纸板，前后移动白纸板，使太阳在白纸板上成像清晰。用直尺量出镜片到白纸板的距离，这个距离就是镜片的焦距。在光具座上的透镜支架上放上两个焦距不同的凸透镜。焦距较大的透镜作物镜，焦距较小的透镜作目镜，并使两镜相隔一定距离，并从目镜中观察成像的情况，然后改换物镜的焦距，直到看见合适的放大图象。
2．设计镜筒。为了便于调节焦距，镜筒可做成两节，一节是物镜镜筒，一节是目镜镜筒。它们都用黄纸板（马粪纸）制作。物镜镜筒的直径约等于物镜的直径，物镜镜筒的长度约等于物镜的焦距。目精镜筒的直径约等于目镜的直径，目镜镜筒的长度比目镜焦距长50~80毫米。目镜镜筒的外径等于物镜镜筒的内径，使得目镜镜筒既能插入物镜镜筒，又能贴得比较紧，便于前后调节焦距。
3．物镜镜筒的制作。用长度稍长于物镜焦距、直径约等于物镜直径的圆管做芯柱。物镜镜筒用黄板纸条卷绕两三层制作。先把黄板纸切成70~80毫米宽的纸条。把做最里层的黄板纸条一面涂上墨，等墨干透后再制作镜筒。注意墨面朝里，以消除杂散光。并要求纸条一圈紧挨一圈，不能有间隙，也不能重叠。在镜筒的两端和纸条的接头处，要用涂有浆糊或胶水的牛皮纸固定好。第一层卷好后，在外面涂上浆糊或胶水，然后卷绕第二层。注意第二层的卷绕方向和第一层相反。依次类推一般卷三层黄板纸就足够了。镜筒的最外面糊上一层牛皮纸。镜筒卷好后稍晾一会把芯柱抽出，然后竖直放在室内晾干。镜筒卷得比需要稍长一些，卷好晾干后再用锋利的刀截成需要的长度。
例12010南京市第20题
如图所示，小明用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验．⑴凸透镜的焦距是10cm，当烛焰在图示位置时，移动光屏可以在光屏上得到一个倒立、 的实像.在照相机和投影仪中，成像情况与此类似的是 .
（2） 实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像(选填“向上”“向下”或“不”)移动．
解析本题意在考查学生全面分析问题的能力.主要表现在 （1）学生识图能力――读刻度尺，了解物距u介f、2f之间,相距v大于2f. （2）对凸透镜成像规律的理解――根据物距判断此时成的像为倒立、放大的实像.此题也可以直接观察像距比物距的长，判断出呈倒立、放大、实像. （3）考查了学生灵活应用知识的能力和实际的实验操作能力.当蜡烛变短时，相当于物体下移，光屏上呈现的倒立的实像上移.
例22010年武汉第10题
小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律.
（1） 如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个 的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为 cm.
（2） 请在图中画出凸透镜的主光轴.
（3） 小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心高调到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是 .
（4） 实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向 移动.
分析考查的知识点有（1）平行光经过凸透镜后会聚于凸透镜的焦点，所以屏上出现的最小，最亮的光斑，就是焦点，焦点到光心的距离就是焦距.这一实验考查的目的是如何利用太阳光粗测凸透镜的焦距.其实在实验室中我们还经常用物象等大法测焦距.（2）利用焦点，光心在主光轴上这一知识，再利用数学上的两点确定一条直线即可完成画图.（3）考查了实验时光屏上不能成像的原因是物体通过透镜成虚像（物体放在焦点上或一倍焦距以内）.（4）光屏上成的像都是实像且都是倒立的，由于蜡烛变短，相当于物体下移，像上移，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动即可.
例32010年南昌市第25题
探究名称探究凸透镜成像的大小与哪些因素有关？
提出问题小明通过前面物理知识的学习，知道放大镜就是凸透镜.在活动课中，他用放大镜观察自己的手指（图甲），看到手指 的像；然后再用它观察远处的房屋（图乙），看到房屋 的像.（选填“放大”“等大”或“缩小”）.
他想：凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想凸透镜成像的大小可能与 有关.
设计并进行实验
小明在光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示.
结论与应用
（1） 分析数据可知物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越 ，同时发现像到凸透镜的距离就越 .
（2） 小明班照毕业照时，摄影师发现两旁还有同学没有进入取景框内，这时摄影师应使照相机 同学（选填“靠近”或“远离”），同时还应 照相机的暗箱长度（选填“增长”“缩短”或“不改变”）.
分析本题意在考查学生的实验操作和应用知识的能力.
主要表现在（1）凸透镜呈虚像特点的考查.（2）经历实验探究过程，考查实验数据的分析能力.（3）根据结论实际处理问题的能力的考查.
答案：放大;缩小；物距或相距等；大；远；远离；缩短.
从2010年部分城市的物理中考题中我们不难发现，在“凸透镜成像规律”复习时需掌握的知识点有：
（1） 测焦距的方法
（2） 实像和虚像的区别（实像是光线通过透镜后折射光线实际会聚的点，能呈现在光屏上；虚像反之）
（3） 凸透镜成像规律（附：凸透镜成像情况表）
（4） 部分知识总结：
A. 两个分界点2f是大、小像的分界点，f是虚、实像和正、倒像的分界点.
B. 成实像时，当物体由远处靠近凸透镜时，像则远离透镜，像逐渐变小.（物近像远像变大）.成虚像时，当物体由远处靠近凸透镜时，像则靠近透镜，像逐渐变小.（物近像近像变小）.
C. 由物距u和像距v大小的比较判断呈放大像和缩小像.U=v，等大像；u＜v，放大像；u＞v，缩小像.
（5） 注重实验课的学习，养成良好的实验习惯和实验素养.只有亲自动手实验，才能得出正确的结论.得出实验结论后要及时总结实验规律，加强记忆，方能轻松解题.此外在实验过程中需注意实验细节的处理.如：成像不在光屏中央的处理办法.
（6） 加强在真实情景中应用实验知识解决问题的能力.如：投影仪成像太小如何解决，近（远）视眼的纠正等.
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