一、認識凸透鏡：從生活現(xiàn)象到科學(xué)定義演講人認識凸透鏡：從生活現(xiàn)象到科學(xué)定義01聚光作用的應(yīng)用：從自然智慧到生活實踐02探究聚光作用：從實驗現(xiàn)象到原理剖析03拓展與思考：從凸透鏡到光學(xué)世界04目錄2025小學(xué)五年級科學(xué)上冊凸透鏡的聚光作用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：最好的科學(xué)課，是讓孩子從生活現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，用親手實驗解開疑惑，再將知識反哺于生活。今天要和同學(xué)們探討的“凸透鏡的聚光作用”，正是這樣一個充滿生活趣味與科學(xué)原理的主題。它不僅能解答“為什么放大鏡能點燃紙張”的童年好奇，更能為我們打開光學(xué)世界的第一扇窗。接下來，讓我們從認識凸透鏡開始，一步步揭開它的“聚光密碼”。01認識凸透鏡：從生活現(xiàn)象到科學(xué)定義1生活中的“放大伙伴”——凸透鏡的直觀感知記得去年春天帶學(xué)生去戶外觀察植物時，有個男孩舉著爺爺?shù)睦匣ㄧR喊：“老師！用這個看樹葉，葉脈變得好清楚！”這就是我們最熟悉的凸透鏡——它可能是爺爺?shù)睦匣ㄧR，可能是實驗室里的放大鏡，也可能是照相機鏡頭的一部分。同學(xué)們可以從書包里拿出自帶的凸透鏡（提前布置的學(xué)具），用手指輕輕觸摸鏡片：中間是不是比邊緣厚？對著書本上的小字看，是不是像被“拉”近了一樣變大？這種“中間厚、邊緣薄”的透明鏡片，就是凸透鏡最直觀的外形特征。2凸透鏡與凹透鏡的對比區(qū)分為了避免混淆，我們不妨同時拿出凹透鏡（實驗室提供的凹透鏡片）。同樣用它觀察書本上的字——是不是反而變小了？再將兩種鏡片對著陽光，凸透鏡下方能形成一個明亮的光斑，而凹透鏡下方的光斑則更分散甚至模糊。通過“摸厚度”“看成像”“測光斑”三個簡單方法，我們就能快速區(qū)分：凸透鏡是“中間厚、邊緣薄”的放大鏡，凹透鏡是“中間薄、邊緣厚”的縮小鏡。這個對比實驗不僅能幫我們準確識別凸透鏡，更能初步感知兩種鏡片對光線的不同作用。3凸透鏡的科學(xué)定義與分類從光學(xué)角度看，凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的光學(xué)元件，其兩個表面通常為球面（或至少一個表面為球面）。根據(jù)球面彎曲程度的不同，凸透鏡又可分為雙凸透鏡（兩面都向外凸）、平凸透鏡（一面平、一面凸）和凹凸透鏡（一面凸、一面凹但凸面更凸）。不過對于五年級的同學(xué)來說，只需記住“中間厚、邊緣薄”的核心特征即可——就像一顆被壓扁的玻璃彈珠，中間鼓、四周扁。02探究聚光作用：從實驗現(xiàn)象到原理剖析探究聚光作用：從實驗現(xiàn)象到原理剖析認識了凸透鏡的“外貌”，我們最想知道的一定是：它為什么能聚光？這個問題需要通過“觀察-實驗-推理”的科學(xué)探究流程來解答。1實驗設(shè)計：陽光下的“光斑挑戰(zhàn)”實驗材料：不同焦距的凸透鏡（5cm、10cm、15cm各一片）、白色硬紙板、溫度計、秒表、記號筆。實驗步驟：（1）選擇一個晴朗的上午（陽光直射時效果最佳），將白色硬紙板平鋪在地面；（2）手持凸透鏡，使鏡片與紙板保持垂直，緩慢調(diào)整鏡片與紙板的距離，觀察紙板上光斑的變化——你會發(fā)現(xiàn)，當距離合適時，光斑會變得最小最亮，這個點就是凸透鏡的“焦點”；（3）用記號筆標記焦點位置，用直尺測量鏡片到焦點的距離，這就是凸透鏡的“焦距”；（4）將溫度計的玻璃泡對準焦點，每隔10秒記錄一次溫度，持續(xù)1分鐘，觀察溫度變化；（5）更換不同焦距的凸透鏡，重復(fù)步驟（2）-（4），記錄數(shù)據(jù)。2現(xiàn)象記錄與分析通過實驗，我們會得到三組關(guān)鍵現(xiàn)象：光斑變化：當凸透鏡與紙板的距離小于焦距時，光斑較大較暗；等于焦距時，光斑最小最亮；大于焦距時，光斑又逐漸變大變模糊。溫度變化：焦點處的溫度會隨時間顯著上升——我曾帶學(xué)生做過記錄，10cm焦距的凸透鏡在焦點處，1分鐘內(nèi)溫度從25℃升至42℃，如果持續(xù)照射易燃物（如紙張），幾分鐘內(nèi)就能達到燃點。焦距差異：鏡片越凸（中間越厚），焦距越短，焦點處的光斑更集中，溫度上升更快。這些現(xiàn)象說明：凸透鏡能將平行的太陽光會聚到一點（焦點），這種特性就是“聚光作用”。3原理揭秘：光的折射與路徑改變?yōu)槭裁赐雇哥R能聚光？這需要我們從光的傳播規(guī)律入手。當光線從空氣（光疏介質(zhì)）進入玻璃（光密介質(zhì)）時，會發(fā)生折射——光線的傳播方向會向法線偏折；當光線從玻璃再次進入空氣時，又會再次折射，向遠離法線的方向偏折。凸透鏡的特殊形狀（中間厚、邊緣?。┦沟媒?jīng)過鏡片不同位置的光線偏折角度不同：邊緣的光線偏折角度大，中間的光線偏折角度小，最終所有光線會聚到同一點（焦點）。就像無數(shù)個“光線小助手”被凸透鏡“指揮”著，從四面八方匯聚到焦點，能量也隨之集中，所以焦點處溫度會迅速升高。03聚光作用的應(yīng)用：從自然智慧到生活實踐聚光作用的應(yīng)用：從自然智慧到生活實踐凸透鏡的聚光作用不是實驗室里的“小把戲”，它早已深度融入人類的生產(chǎn)生活，甚至在自然界中也能找到“仿生案例”。1自然中的“隱形凸透鏡”你觀察過清晨草葉上的露珠嗎？這些圓滾滾的小水珠，其實就是天然的“凸透鏡”。當陽光穿過露珠時，同樣會發(fā)生會聚現(xiàn)象。我曾在晨跑時看到，草葉上的露珠下方出現(xiàn)了焦痕——這就是露珠聚光后灼傷葉片的結(jié)果。不過不用擔(dān)心，這種灼傷范圍很小，反而成為了自然界“光學(xué)現(xiàn)象”的生動案例。2生活中的“聚光神器”太陽灶：農(nóng)村地區(qū)常見的太陽灶，就是利用凸透鏡（或凹面鏡，原理類似）的聚光作用，將陽光會聚到鍋底，從而加熱食物。它既環(huán)保又節(jié)能，特別適合日照充足的地區(qū)。01放大鏡點火：野外生存時，用放大鏡會聚陽光點燃干草，是最經(jīng)典的取火方法。我曾帶學(xué)生參加戶外實踐，有個女孩用10cm焦距的放大鏡，僅用2分15秒就成功點燃了干燥的樺樹皮，歡呼聲差點驚飛了樹上的麻雀。02投影儀與顯微鏡：投影儀的聚光鏡、顯微鏡的物鏡，都是凸透鏡的“變形應(yīng)用”。它們通過精確設(shè)計的曲率，將光線會聚到特定位置，讓圖像更清晰、更明亮。033安全警示：聚光作用的“雙刃劍”聚光作用能為我們服務(wù)，也可能帶來危險。記得去年夏天，有個學(xué)生在教室窗戶邊玩放大鏡，陽光透過鏡片會聚到課桌的木頭上，差點引發(fā)小火災(zāi)。同學(xué)們要記?。翰灰猛雇哥R對著陽光照射眼睛、皮膚或易燃物（如紙張、窗簾、干樹葉）；放置凸透鏡時，避免陽光直射鏡片，防止意外聚光；生活中看到類似凸透鏡的物品（如球形魚缸、飲料瓶中的積水），也要注意避開陽光直射，它們同樣可能會聚光線引發(fā)危險。04拓展與思考：從凸透鏡到光學(xué)世界1其他光學(xué)元件的聚光對比除了凸透鏡，凹面鏡（如汽車頭燈的反光碗）也能聚光，但原理不同：凸透鏡是通過光的折射聚光，凹面鏡是通過光的反射聚光。同學(xué)們可以用凹面鏡（實驗室提供）重復(fù)之前的光斑實驗，觀察焦點位置和溫度變化，對比兩者的異同。2跨學(xué)科聯(lián)系：光與生命的對話植物的光合作用需要光能，溫室大棚的玻璃其實就是“大面積的凸透鏡”（雖然嚴格來說是平板玻璃，但弧形設(shè)計能更有效地會聚陽光）。如果我們用凸透鏡會聚陽光照射植物葉片，短時間內(nèi)可能促進局部光合作用，但長時間照射會灼傷葉片——這說明“適度”是自然規(guī)律的關(guān)鍵，科學(xué)應(yīng)用需要考慮“平衡”。3課后實踐：自制“簡易凸透鏡”同學(xué)們可以用透明塑料紙包裹清水，扎成球形（注意密封），這樣就自制了一個“水凸透鏡”。用它對著陽光，觀察是否能形成焦點；再用它觀察書本上的字，看看是否有放大效果。這個小實驗?zāi)軒臀覀兏羁痰乩斫猓褐灰獫M足“中間厚、邊緣薄”的條件，任何透明介質(zhì)（玻璃、水、塑料）都可以制成凸透鏡。結(jié)語：從好奇到認知，讓科學(xué)點亮生活回顧今天的學(xué)習(xí)，我們從觸摸凸透鏡的“厚度”開始，通過實驗見證了它的“聚光魔力”，又通過生活案例理解了它的“實用價值”，最后用自制實驗拓展了對“光學(xué)元件”的認知。凸透鏡的聚光作用，本質(zhì)上是光的折射規(guī)律與特殊幾何形狀共同作用的結(jié)果，它既是“小孔成像”“照相機原理”的基礎(chǔ)，也是我們探索光學(xué)世界的第一把鑰匙。3課后實踐：自制“簡易凸透鏡