一、教學(xué)背景：為什么要學(xué)凸透鏡的成像規(guī)律？演講人教學(xué)背景：為什么要學(xué)凸透鏡的成像規(guī)律？生活應(yīng)用：原來規(guī)律就在身邊規(guī)律總結(jié)：用“口訣”串起成像奧秘實(shí)驗(yàn)探究：用數(shù)據(jù)“說話”的成像規(guī)律知識(shí)鋪墊：先認(rèn)識(shí)這位“光學(xué)小助手”目錄2025小學(xué)科學(xué)《凸透鏡的成像規(guī)律》課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：科學(xué)課的魅力不在于知識(shí)的灌輸，而在于帶領(lǐng)學(xué)生用雙手“觸摸”規(guī)律，用眼睛“看見”原理。今天要和大家分享的“凸透鏡的成像規(guī)律”，正是這樣一節(jié)需要?jiǎng)邮帧?dòng)腦、動(dòng)心的典型課例。它既是光學(xué)知識(shí)的入門鑰匙，也是培養(yǎng)學(xué)生“觀察—實(shí)驗(yàn)—推理”科學(xué)思維的重要載體。接下來，我將從教學(xué)背景、知識(shí)鋪墊、實(shí)驗(yàn)探究、規(guī)律總結(jié)、生活應(yīng)用五個(gè)板塊展開，帶大家一步步揭開凸透鏡成像的神秘面紗。01教學(xué)背景：為什么要學(xué)凸透鏡的成像規(guī)律？教學(xué)背景：為什么要學(xué)凸透鏡的成像規(guī)律？小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出，“物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域”的學(xué)習(xí)要引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方式，認(rèn)識(shí)常見材料的性質(zhì)和用途，理解簡單的物理現(xiàn)象。凸透鏡作為光學(xué)中的基礎(chǔ)元件，其成像規(guī)律不僅是“光的折射”單元的核心內(nèi)容，更與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)緊密相關(guān)——從奶奶的老花鏡到課堂的投影儀，從手機(jī)的攝像頭到孩子們愛玩的放大鏡，這些日常物品的“神奇功能”背后，都藏著凸透鏡成像的科學(xué)原理。在教學(xué)實(shí)踐中我發(fā)現(xiàn)，四年級(jí)學(xué)生（通常為9-10歲）已經(jīng)具備基本的觀察能力和簡單的實(shí)驗(yàn)操作能力，但對(duì)“抽象規(guī)律”的理解仍需要具體現(xiàn)象的支撐。因此，本節(jié)課的設(shè)計(jì)將以“問題驅(qū)動(dòng)—實(shí)驗(yàn)探究—規(guī)律歸納—生活驗(yàn)證”為主線，讓學(xué)生在“玩透鏡”的過程中，自主發(fā)現(xiàn)成像的奧秘，真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)”。02知識(shí)鋪墊：先認(rèn)識(shí)這位“光學(xué)小助手”知識(shí)鋪墊：先認(rèn)識(shí)這位“光學(xué)小助手”要探究凸透鏡的成像規(guī)律，首先要明確它的“身份”和“特性”。就像交朋友要先知道名字和性格一樣，我們先來認(rèn)識(shí)凸透鏡。1凸透鏡的定義與結(jié)構(gòu)凸透鏡是中間厚、邊緣薄的透明鏡片，常見的形狀有雙凸、平凸、凹凸三種（展示圖片）。它的“核心部件”包括：光心（O）：鏡片的幾何中心，光線通過光心時(shí)方向不變；主光軸：通過光心且垂直于鏡片表面的直線，是成像的“對(duì)稱軸”；焦點(diǎn)（F）：平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚的點(diǎn)（實(shí)際光線會(huì)聚的是實(shí)焦點(diǎn)，小學(xué)階段可簡化為“會(huì)聚點(diǎn)”）；焦距（f）：焦點(diǎn)到光心的距離，是凸透鏡的“個(gè)性標(biāo)簽”——不同凸透鏡的焦距可能不同（展示不同焦距的凸透鏡，用平行光演示焦點(diǎn)位置）。1凸透鏡的定義與結(jié)構(gòu)記得有一次帶學(xué)生觀察凸透鏡時(shí)，有個(gè)孩子舉著鏡片問：“老師，為什么我的鏡片焦點(diǎn)離得近，小明的離得遠(yuǎn)？”這正是因?yàn)樗麄兊溺R片厚度不同，焦距不同。這個(gè)問題自然引出了“焦距”的概念，也讓學(xué)生意識(shí)到：凸透鏡不是“千篇一律”的，每個(gè)都有自己的“脾氣”。2凸透鏡的基本特性：會(huì)聚光線與凹透鏡“發(fā)散光線”不同，凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用（用激光筆演示：平行光通過凸透鏡后會(huì)聚成一個(gè)亮斑）。這種特性是它能成像的基礎(chǔ)——當(dāng)物體發(fā)出的光經(jīng)過凸透鏡折射后，會(huì)聚（或反向延長線會(huì)聚）形成我們看到的像。03實(shí)驗(yàn)探究：用數(shù)據(jù)“說話”的成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)探究：用數(shù)據(jù)“說話”的成像規(guī)律知道了凸透鏡的“基本信息”，接下來就要通過實(shí)驗(yàn)探究它的成像規(guī)律。這是本節(jié)課的核心環(huán)節(jié)，我會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷“明確問題—設(shè)計(jì)方案—操作記錄—分析數(shù)據(jù)”的完整探究過程。1明確探究問題上課前，我會(huì)先展示幾個(gè)現(xiàn)象引發(fā)思考：用放大鏡看課本上的字，字會(huì)變大（正立的像）；用放大鏡看遠(yuǎn)處的樓房，卻看到倒立縮小的像；把放大鏡對(duì)著太陽，地面上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑（但不是像）?！盀槭裁赐瑯拥耐雇哥R，有時(shí)成正立的像，有時(shí)成倒立的像？有時(shí)放大，有時(shí)縮小？什么時(shí)候能看到像，什么時(shí)候看不到？”這些問題自然轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：探究物體到凸透鏡的距離（物距，用u表示）與像的性質(zhì)（大小、倒正、虛實(shí)）之間的關(guān)系。2實(shí)驗(yàn)器材與準(zhǔn)備為保證實(shí)驗(yàn)的可操作性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，我們需要以下器材：光具座（帶刻度，便于測(cè)量物距和像距）；凸透鏡（已知焦距f，本節(jié)課選用f=10cm的凸透鏡，便于學(xué)生操作）；光屏（白色硬紙板，用于承接實(shí)像）；蠟燭（作為物體，火焰清晰易觀察）；火柴、記號(hào)筆（記錄位置）。實(shí)驗(yàn)前需要強(qiáng)調(diào)兩個(gè)關(guān)鍵操作：1.調(diào)節(jié)“三心共線”：將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上，調(diào)節(jié)三者的中心大致在同一高度（用直尺測(cè)量）。這是為了讓像成在光屏中央，避免因高度不一致導(dǎo)致像“跑”到光屏外。2實(shí)驗(yàn)器材與準(zhǔn)備2.確定凸透鏡的位置：在光具座上標(biāo)記凸透鏡的光心位置（用記號(hào)筆標(biāo)出），確保物距和像距的測(cè)量以光心為起點(diǎn)。3分階段實(shí)驗(yàn)與記錄根據(jù)物距與焦距的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)可分為五個(gè)階段（以f=10cm為例），每個(gè)階段要求學(xué)生記錄物距（u）、像距（v，像到凸透鏡的距離）、像的性質(zhì)（大?。悍糯?縮小/等大；倒正：倒立/正立；虛實(shí)：實(shí)像/虛像）。3.3.1物距u>2f（u=30cm）操作：將蠟燭放在光具座30cm刻度處（凸透鏡在50cm刻度處，光具座總長度100cm），移動(dòng)光屏尋找清晰的像?，F(xiàn)象：光屏上出現(xiàn)一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，像距v在10cm-20cm之間（實(shí)際測(cè)量約15cm）。思考：為什么像比物體??？像的位置為什么在1倍到2倍焦距之間？3分階段實(shí)驗(yàn)與記錄3.3.2物距u=2f（u=20cm）操作：將蠟燭移至20cm刻度處，移動(dòng)光屏。現(xiàn)象：光屏上出現(xiàn)倒立、等大的實(shí)像，像距v=20cm（與物距相等）。關(guān)鍵點(diǎn)：這是“放大”與“縮小”的分界點(diǎn)——物距大于2f時(shí)像縮小，小于2f時(shí)像放大。3.3.32f>u>f（u=15cm）操作：將蠟燭移至15cm刻度處，移動(dòng)光屏。現(xiàn)象：光屏上出現(xiàn)倒立、放大的實(shí)像，像距v>20cm（實(shí)際測(cè)量約30cm）。對(duì)比前兩組數(shù)據(jù)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：物距減?。◤?0cm到15cm），像距增大（從15cm到30cm），像由縮小變?yōu)榉糯蟆@就是“物近像遠(yuǎn)像變大”的初步體現(xiàn)。3分階段實(shí)驗(yàn)與記錄3.3.4物距u=f（u=10cm）操作：將蠟燭移至10cm刻度處，移動(dòng)光屏。現(xiàn)象：光屏上找不到像，此時(shí)光線經(jīng)凸透鏡折射后平行射出（用激光筆演示），無法會(huì)聚成實(shí)像。結(jié)論：u=f是“實(shí)像”與“虛像”的分界點(diǎn)——u>f時(shí)可能成實(shí)像，u<f時(shí)成虛像。3分階段實(shí)驗(yàn)與記錄3.5物距u<f（u=5cm）操作：將蠟燭移至5cm刻度處，此時(shí)光屏上無像；但透過凸透鏡觀察蠟燭（從光屏一側(cè)看向蠟燭），會(huì)看到正立、放大的虛像。關(guān)鍵區(qū)分：實(shí)像由實(shí)際光線會(huì)聚而成，能呈現(xiàn)在光屏上；虛像由光線的反向延長線會(huì)聚而成，只能用眼睛觀察，無法用光屏承接。4實(shí)驗(yàn)中的“意外”與解決在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生常會(huì)遇到以下問題，需要及時(shí)引導(dǎo)分析：問題1：光屏上有光斑但無清晰像?？赡茉颍合灎T、凸透鏡、光屏未調(diào)節(jié)到同一高度；物距剛好等于焦距（u=f）；光屏移動(dòng)速度過快，未找到最清晰的位置。問題2：成虛像時(shí)，部分學(xué)生找不到像。解決方法：提醒學(xué)生從凸透鏡的另一側(cè)（光屏側(cè)）看向蠟燭，同時(shí)調(diào)整眼睛與凸透鏡的距離。問題3：記錄數(shù)據(jù)時(shí)混淆物距和像距。通過反復(fù)強(qiáng)調(diào)“物距是物體到光心的距離，像距是像到光心的距離”，并結(jié)合光具座刻度示范測(cè)量方法。04規(guī)律總結(jié)：用“口訣”串起成像奧秘規(guī)律總結(jié)：用“口訣”串起成像奧秘通過五組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，學(xué)生可以自主歸納出凸透鏡成像的五大規(guī)律（配合表格總結(jié)）：為幫助學(xué)生記憶，我會(huì)引導(dǎo)他們總結(jié)出朗朗上口的“口訣”：一倍焦距分虛實(shí)：u>f成實(shí)像（倒立），u<f成虛像（正立）；二倍焦距分大小：u>2f成縮小實(shí)像，u=2f成等大實(shí)像，2f>u>f成放大實(shí)像；物近像遠(yuǎn)像變大（僅適用于實(shí)像）：物體靠近凸透鏡（u減小），像遠(yuǎn)離凸透鏡（v增大），且像逐漸變大。記得有個(gè)學(xué)生用口訣改編了一首小詩：“一倍焦，分虛實(shí)；二倍焦，分大小；實(shí)像倒，虛像正；物近像遠(yuǎn)像變大?！彪m然不算工整，但這種自主總結(jié)的熱情正是科學(xué)課最珍貴的收獲。05生活應(yīng)用：原來規(guī)律就在身邊生活應(yīng)用：原來規(guī)律就在身邊科學(xué)知識(shí)的價(jià)值在于解決實(shí)際問題。學(xué)完凸透鏡的成像規(guī)律后，我會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生“掃描”生活中的凸透鏡應(yīng)用，用規(guī)律解釋現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)“從書本到生活”的遷移。1照相機(jī)：縮小的實(shí)像手機(jī)攝像頭、數(shù)碼相機(jī)的鏡頭都是凸透鏡。拍照時(shí)，物體（如人物、風(fēng)景）到鏡頭的距離遠(yuǎn)大于2倍焦距（u>2f），因此在傳感器（相當(dāng)于光屏）上成倒立、縮小的實(shí)像。為什么我們看到的照片是正立的？因?yàn)橄鄼C(jī)內(nèi)部的芯片會(huì)自動(dòng)將倒立的像“翻轉(zhuǎn)”過來。2投影儀：放大的實(shí)像教室的投影儀中，膠片（物體）位于1倍到2倍焦距之間（2f>u>f），經(jīng)凸透鏡折射后在屏幕上成倒立、放大的實(shí)像。但我們看到的畫面是正立的，這是因?yàn)槟z片是倒著放置的——這就是“倒片正投”的原理（現(xiàn)場(chǎng)展示一張倒放的膠片，投影后觀察效果）。3放大鏡：放大的虛像用放大鏡觀察郵票、指紋時(shí)，物體位于1倍焦距以內(nèi)（u<f），此時(shí)凸透鏡相當(dāng)于“虛像生成器”，我們看到的是正立、放大的虛像。如果拿著放大鏡看遠(yuǎn)處的物體（u>2f），會(huì)發(fā)現(xiàn)它不再放大，反而成倒立、縮小的實(shí)像——這就是為什么用放大鏡看遠(yuǎn)處樓房會(huì)“倒過來”的原因。結(jié)語：讓科學(xué)“可見”，讓思維“生長”回顧這節(jié)課，我們從認(rèn)識(shí)凸透鏡的“身份”開始，通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究成像規(guī)律，最終用規(guī)律解釋生活現(xiàn)象。凸透鏡的成像規(guī)律看似抽象，卻因?qū)嶒?yàn)的“可視化”變得具體可感；看似復(fù)雜，卻因“口訣”的總結(jié)變得朗朗上口。3放大鏡：放大的虛像作為教師，我最深的體會(huì)是：科學(xué)課的核心不是“告訴學(xué)生答案”，而是“帶