第4節(jié)透鏡成像規(guī)律教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年高中物理人教版選修2-3-人教版2004學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：透鏡成像規(guī)律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中二年級(jí)1班

3.授課時(shí)間：2025年10月15日14:30-16:00

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：2課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，理解透鏡成像的原理。

2.提升學(xué)生的邏輯思維能力，通過(guò)分析透鏡成像規(guī)律，學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行物理問(wèn)題的解決。

3.增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，理解光學(xué)知識(shí)在科技發(fā)展中的應(yīng)用，激發(fā)對(duì)物理學(xué)科的興趣和探索精神。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-核心內(nèi)容：理解透鏡成像的基本規(guī)律，包括物距與像距的關(guān)系、成像性質(zhì)（實(shí)像與虛像、正立與倒立、放大與縮?。┮约俺上駰l件。

-舉例解釋：教師需重點(diǎn)講解薄透鏡成像公式（1/f=1/v+1/u）的應(yīng)用，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)展示不同物距下成像的特點(diǎn)，如物距等于2倍焦距時(shí)成等大倒立實(shí)像，物距大于2倍焦距時(shí)成倒立縮小實(shí)像等。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)內(nèi)容：正確使用透鏡成像公式進(jìn)行復(fù)雜物距和焦距條件下的成像計(jì)算，以及理解成像公式背后的物理意義。

-舉例解釋：學(xué)生在應(yīng)用成像公式時(shí)容易混淆不同符號(hào)的含義，難以判斷成像的性質(zhì)。難點(diǎn)還包括如何根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定透鏡的焦距，以及如何解釋透鏡成像在生活中的應(yīng)用，如照相機(jī)、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡的成像原理。教師需通過(guò)逐步引導(dǎo)和反復(fù)練習(xí)，幫助學(xué)生克服這些難點(diǎn)。教學(xué)資源-軟硬件資源：透鏡套裝（包括凸透鏡、凹透鏡、光具座、蠟燭、光屏等）

-課程平臺(tái)：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）

-信息化資源：光學(xué)成像規(guī)律的相關(guān)教學(xué)視頻、在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

-教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)演示、課堂討論、數(shù)學(xué)計(jì)算練習(xí)教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

-詳細(xì)內(nèi)容：首先，通過(guò)展示一系列生活中的透鏡成像實(shí)例，如放大鏡、望遠(yuǎn)鏡等，引發(fā)學(xué)生對(duì)透鏡成像現(xiàn)象的興趣。然后，提問(wèn)學(xué)生：“你們是否注意過(guò)，當(dāng)我們用放大鏡觀察物體時(shí)，物體的像會(huì)有什么特點(diǎn)？”通過(guò)這樣的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生回顧已知的成像現(xiàn)象，并自然過(guò)渡到本節(jié)課的主題——透鏡成像規(guī)律。

-用時(shí)：5分鐘

2.新課講授

-詳細(xì)內(nèi)容：

a)講解薄透鏡成像公式及其推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)物距、像距和焦距之間的關(guān)系。

-用時(shí)：10分鐘

b)通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，展示不同物距下的成像情況，如物距等于2倍焦距時(shí)成等大倒立實(shí)像，物距大于2倍焦距時(shí)成倒立縮小實(shí)像等。

-用時(shí)：5分鐘

c)講解實(shí)像與虛像的區(qū)別，以及如何判斷成像的性質(zhì)。

-用時(shí)：5分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)

-詳細(xì)內(nèi)容：

a)學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用透鏡套裝觀察不同物距下的成像情況，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-用時(shí)：10分鐘

b)每組學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算透鏡的焦距，并進(jìn)行誤差分析。

-用時(shí)：10分鐘

c)學(xué)生分組討論，嘗試用透鏡成像公式解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，如計(jì)算望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)。

-用時(shí)：5分鐘

4.學(xué)生小組討論

-舉例回答：

a)如何根據(jù)成像公式判斷成像的性質(zhì)？

-學(xué)生討論：通過(guò)判斷物距與焦距的關(guān)系，結(jié)合成像公式，可以確定成像的性質(zhì)。例如，當(dāng)物距u>2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像。

b)如何確定透鏡的焦距？

-學(xué)生討論：通過(guò)測(cè)量物距和像距，代入成像公式，可以計(jì)算出焦距f。例如，若已知物距u和像距v，則有1/f=1/v+1/u。

c)如何應(yīng)用透鏡成像公式解決實(shí)際問(wèn)題？

-學(xué)生討論：例如，計(jì)算望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)，可以通過(guò)測(cè)量物距和像距，代入成像公式，求出放大倍數(shù)M=v/u。

-用時(shí)：10分鐘

5.總結(jié)回顧

-內(nèi)容：首先，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括透鏡成像規(guī)律、成像公式及其應(yīng)用。然后，強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如成像公式的應(yīng)用、成像性質(zhì)的判斷等。最后，鼓勵(lì)學(xué)生在生活中觀察透鏡成像現(xiàn)象，并嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋相關(guān)現(xiàn)象。

-用時(shí)：5分鐘

總計(jì)用時(shí)：45分鐘拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

-《光學(xué)原理》選段：介紹光學(xué)的基本原理，包括光的傳播、反射和折射等，幫助學(xué)生更深入地理解透鏡成像的物理背景。

-《透鏡在生活中的應(yīng)用》科普文章：介紹透鏡在照相機(jī)、眼鏡、顯微鏡等設(shè)備中的應(yīng)用，以及這些應(yīng)用如何影響我們的日常生活。

-《光的衍射與干涉》科普文章：探討光波的基本特性，以及衍射和干涉現(xiàn)象，這些內(nèi)容可以幫助學(xué)生理解透鏡成像的更高級(jí)概念。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以嘗試制作簡(jiǎn)易的透鏡成像裝置，如使用透明塑料瓶和彩色筆制作簡(jiǎn)易放大鏡，觀察不同形狀和顏色的物體成像特點(diǎn)。

-鼓勵(lì)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)資源，查找有關(guān)透鏡成像的實(shí)驗(yàn)視頻，通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深對(duì)成像原理的理解。

-學(xué)生可以設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究不同材質(zhì)和形狀的透鏡對(duì)成像的影響，如使用不同焦距的凸透鏡和凹透鏡，觀察成像變化。

3.知識(shí)點(diǎn)拓展

-探討透鏡成像的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如幾何光學(xué)中的光線追蹤和光學(xué)幾何，幫助學(xué)生理解成像公式的來(lái)源。

-研究透鏡的色散現(xiàn)象，即不同顏色的光在透鏡中折射角度不同，導(dǎo)致白光通過(guò)透鏡后分解成光譜，解釋彩虹的形成。

-探索透鏡在光學(xué)儀器中的組合使用，如望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡中的透鏡組合，以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作以增強(qiáng)觀察效果。

4.實(shí)用性練習(xí)

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量家中或?qū)W校中常見(jiàn)透鏡的焦距，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

-通過(guò)模擬軟件，如光學(xué)仿真軟件，讓學(xué)生模擬不同透鏡組合的成像效果，加深對(duì)透鏡成像規(guī)律的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與科學(xué)展覽或?qū)W校科技活動(dòng)，展示他們的透鏡成像實(shí)驗(yàn)和研究成果，提升科學(xué)實(shí)踐能力。典型例題講解1.例題一

-題目：一凸透鏡的焦距為10cm，物體放在透鏡前20cm處，求成像的性質(zhì)、大小和位置。

-解答：根據(jù)透鏡成像公式1/f=1/v+1/u，其中f為焦距，u為物距，v為像距。代入已知數(shù)值f=10cm，u=20cm，計(jì)算得：

1/10=1/v-1/20

1/v=1/10+1/20

1/v=3/20

v=20/3cm≈6.67cm

-成像性質(zhì)：成倒立、放大的實(shí)像。

-成像大?。河捎谖锞鄒=2f，成像大小與物體大小相同。

-成像位置：成像距離透鏡20/3cm≈6.67cm。

2.例題二

-題目：一凹透鏡的焦距為5cm，物體放在透鏡前15cm處，求成像的性質(zhì)、大小和位置。

-解答：同樣使用透鏡成像公式，代入f=5cm，u=15cm，計(jì)算得：

1/5=1/v-1/(-15)

1/v=1/5+1/15

1/v=4/15

v=15/4cm≈3.75cm

-成像性質(zhì)：成正立、縮小的虛像。

-成像大?。撼上翊笮⌒∮谖矬w大小。

-成像位置：成像距離透鏡15/4cm≈3.75cm。

3.例題三

-題目：一凸透鏡的焦距為15cm，物體放在透鏡前30cm處，求成像的性質(zhì)、大小和位置。

-解答：使用透鏡成像公式，代入f=15cm，u=30cm，計(jì)算得：

1/15=1/v-1/(-30)

1/v=1/15+1/30

1/v=1/10

v=10cm

-成像性質(zhì)：成倒立、縮小的實(shí)像。

-成像大?。撼上翊笮⌒∮谖矬w大小。

-成像位置：成像距離透鏡10cm。

4.例題四

-題目：一凹透鏡的焦距為7cm，物體放在透鏡前12cm處，求成像的性質(zhì)、大小和位置。

-解答：使用透鏡成像公式，代入f=7cm，u=12cm，計(jì)算得：

1/7=1/v-1/(-12)

1/v=1/7+1/12

1/v=19/84

v=84/19cm≈4.42cm

-成像性質(zhì)：成正立、縮小的虛像。

-成像大?。撼上翊笮⌒∮谖矬w大小。

-成像位置：成像距離透鏡84/19cm≈4.42cm。

5.例題五

-題目：一凸透鏡的焦距為20cm，物體放在透鏡前40cm處，求成像的性質(zhì)、大小和位置。

-解答：使用透鏡成像公式，代入f=20cm，u=40cm，計(jì)算得：

1/20=1/v-1/(-40)

1/v=1/20+1/40

1/v=3/40

v=40/3cm≈13.33cm

-成像性質(zhì)：成倒立、縮小的實(shí)像。

-成像大?。撼上翊笮⌒∮谖矬w大小。

-成像位置：成像距離透鏡40/3cm≈13.33cm。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.互動(dòng)式教學(xué)：在課堂上，我嘗試通過(guò)提問(wèn)、小組討論等方式，激發(fā)學(xué)生的思考，讓他們?cè)诮鉀Q問(wèn)題的過(guò)程中主動(dòng)學(xué)習(xí)。這種互動(dòng)式教學(xué)不僅提高了學(xué)生的參與度，也增強(qiáng)了他們的自主學(xué)習(xí)能力。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)：我注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)際操作讓學(xué)生直觀地感受透鏡成像的規(guī)律。這種實(shí)踐教學(xué)方式有助于學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加深對(duì)知識(shí)的理解。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)公式的理解不夠深入：雖然我在課堂上講解了透鏡成像公式，但部分學(xué)生仍然難以理解公式的物理意義和應(yīng)用方法。這可能是由于講解方式不夠生動(dòng)，或者學(xué)生對(duì)物理概念的理解基礎(chǔ)薄弱。

2.學(xué)生實(shí)踐操作能力不足：在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生在操作過(guò)程中存在一定的困難，如無(wú)法正確調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理不夠熟練。這可能是由于實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備不夠充分，或者實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)不夠細(xì)致。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前我主要采用書(shū)面作業(yè)和考試成績(jī)來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種方式可能無(wú)法全面反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，尤其是對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作和問(wèn)題解決能力的評(píng)價(jià)。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.豐富講解方式：為了幫助學(xué)生更好地理解透鏡成像公式，我計(jì)劃采用更多樣化的講解方