八年級數學下冊第五章透鏡及其應用
第1節《透鏡》(教學案)
一、教學目標
（一）知識與技能
1．能正確分辨凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的光心、主光軸、焦點和焦距。
2．能說出凸透鏡對光起會聚作用、凹透鏡對光起發散作用，能正確解釋會聚、發散。
（二）過程與技巧
1．通過觀察凸透鏡和凹透鏡的實物及圖片，得出兩種透鏡的兩種不同構造，培養中學生通過觀察捉住事物的本質特點，還能辨識不同事物的不同特性的能力。
2．經歷探究凹透鏡和凸透鏡對光的作用的實驗過程，培養中學生動手、動腦、觀察、分析問題的能力。
（三）情感心態和價值觀
1．通過分辨凸透鏡和凹透鏡的過程，培養中學生愛惜光學儀器的好習慣。
2．通過探究性數學學習活動，使中學生獲得成功的愉悅，樂于參與數學學習活動。
二、教學重難點
本節介紹了哪些是凸透鏡、凹透鏡、薄透鏡、透鏡的主光軸、光心、焦點、焦距及透鏡對光線的作用等知識，這種知識既是有關透鏡的基本知識，也是旁邊學習凸透鏡成像的打算。透鏡在生活中有廣泛的應用，是小學光學知識與實際生活的交匯點，透鏡的基礎知識及其對光的作用是本章的核心內容──凸透鏡成像的必備知識，能夠把握透鏡對光的作用是中學生今后能夠學好光學的關鍵。本節也是光的折射的應用實例，因而本節內容起承上啟下的作用。
教學中應注重引導中學生積極參與探究活動，仔細觀察實驗現象，或直接概括推論，或結合討論、閱讀，接受并認同有關推論。同時，在活動中也應讓中學生了解運用實驗研究自然現象的基本技巧。使中學生對透鏡及其對光的作用有更全面、更深刻的認識，迸發中學生學習光學知識的興趣。初步培養她們觀察化學現象、應用數學知識解釋現象的能力，為后續的科學探究活動打下基礎。
教學重點：凸透鏡和凹透鏡對光線的作用；檢測凸透鏡的焦距的方式。
教學難點：理解光的會聚、發散。
三、教學策略
由日常生活中和現象引入，對透鏡的認識由外形到其特點概念，從對光線的通常偏折作用是會聚還是發散，到三條特殊光線，由淺入深，由具體到具象，要符合中學生通常的認知規律。教學中不應只是從理論加以介紹，非常注重通過實驗和實際操作，讓中學生感受各類術語名詞和偏折規律。通過中學生探究實驗得出凸透鏡對光線的會聚作用以及凹透鏡對光線的發散作用，并學會測定凸透鏡的焦距。本節教法以實驗法為主，講授法和討論法為輔，指導中學生通過觀察實驗現象，討論剖析實驗結果。這樣即培養了中學生的觀察能力，同時也培養了中學生的合作意識。通過中學生討論的形式，總結出判定透鏡種類的兩種方式和三條特殊的光線，培養中學生剖析和歸納的能力。
四、教學資源打算
多媒體講義、凸透鏡、凹透鏡、演示用光學元件組一套、老花墨鏡、近視墨鏡等。
五、教學過程
導出新課（5分鐘）
穿衣鏡在生活中有廣泛的應用。如今大伙仔細觀察平面鏡和你戴的斜視墨鏡，它們有哪些不一樣？
對，平面鏡能反射光，不能讓光透過；斜視墨鏡片能讓光透過。能讓光透過的穿衣鏡，我們化學中稱為透鏡。透鏡在生活中有廣泛的應用。
朋友們都見過放大鏡，借助放大鏡可以放大書上的字；有些朋友的視力不好，配上合適的墨鏡就可以認清本來看不清的物體；假日外出旅游，用照像機可以把美麗的自然風光留為永恒的記憶；上課時，老師可以借助投影儀把教學內容打在幕布上，便捷了課堂教學；診所驗血室的大夫，在顯微鏡下可以看到血液中的各類細胞；科學家借助巨大的天文望遠鏡來觀察、接收來自宇宙的信息。前面所說的放大鏡的鏡框，墨鏡的鏡框，拍照機的鏡頭，投影儀、顯微鏡、望遠鏡等儀器的鏡頭，都是由透鏡組成的。
中學生觀察并回答：平面鏡能成像，光不能透過；斜視墨鏡片不能成像，能讓光透過。
傾聽、思考
從中學生已有的生活和學習經驗入手，引出化學問題，彰顯從生活到化學的課程理念。喚起學習的興趣。
新課教學（30分鐘）
一、凸透鏡和凹透鏡
你們曉得，青年中學生通常佩帶斜視墨鏡，老年人戴的通常是近視墨鏡（即老花墨鏡）。這兩種墨鏡是不能亂戴的，這說明這兩種墨鏡不同，到底有哪些不同呢？
仔細觀察兩種墨鏡的鏡框，瞧瞧它們有哪些不同？
中學生閱讀教材，用自己的理解總結凸透鏡和凹透鏡的特性。
總結：
凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡，如：近視鏡框、照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等。
凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡，如：遠視鏡框。
通常透鏡的兩個表面中起碼有一個表面是球面的一部份。假如透鏡的長度遠大于球面的直徑，這些透鏡叫薄透鏡。下邊我們只研究薄透鏡。
引導中學生觀察凸透鏡和凹透鏡的示意圖，了解研究透鏡時常用的兩個科學術語。
主光軸：組成透鏡的兩個球面的球心連線叫主光軸。
光心：在主光軸上有一個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變，這一點叫透鏡的光心，可以覺得透鏡的光心就在透鏡的中心。
班主任掏出一塊透鏡，請中學生判定它是凸透鏡還是凹透鏡？你判定的根據是哪些？分別找兩位持不同意見的朋友回答。那我們怎么判別誰說得對呢？
許多器材上用的透鏡是不能用手摸的，那有沒有其他辦法來分辨凸透鏡和凹透鏡呢？
中學生活動：
凸透鏡和凹透鏡只是外型不同嗎？你們分別手持斜視墨鏡和散光墨鏡，緊靠書上的字，觀察書上的文字有哪些變化？
中學生活動：
它們還有哪些不一樣？掏出一個凸透鏡，正對著太陽光，再把一張紙置于它的另左側，來回聯通，觀察到哪些？換一個凹透鏡，重做里面的實驗，紙上才能得到很小、很亮的光斑嗎？這說明了哪些？
中學生交流討論：它們的形狀不同凸透鏡成像實驗視頻教學，遠視鏡框中間薄、邊緣厚，而斜視鏡框中間厚、邊緣薄。
中學生通過“摸”的方式才能判定是哪種透鏡。
中學生：遠視墨鏡和散光墨鏡的成像不同，近視墨鏡能成放大的像；斜視墨鏡能成縮小的像。
中學生：用凸透鏡時，紙上出現一個最小最亮的點（如圖1），說明凸透鏡能把太陽光會聚到一起。換用凹透鏡時，紙上一直得不到很小、很亮的光斑，但是四周比中間還要亮些（如圖2）。這說明凹透鏡不能讓光會聚，而是讓光向四周飄動。
通過觀察發覺不同事物的本質區別。
通過閱讀和作圖理解主光軸、光心等概念，了解通過光心的特殊光線。
對中學生進行使用器材要注意器材安全教育。
通過體驗發覺兩種透鏡在成像方面的不同。
通過體驗發覺兩種透鏡在對光的作用方面的不同。為下邊進一步探究透鏡對光的作用做好鋪墊。培養中學生猜測能力，讓中學生從原先的經驗出發或則從觀察的實驗出發來做出有依據的推測。
二、透鏡對光的作用
后面的實驗說明兩種透鏡對光有不同的作用。假如我們實驗時能觀察到光的傳播路徑，看得會更清楚。
1．凸透鏡對光的作用
演示實驗1：借助激光筆在磁性黑板上演示三條平行光線，按照演示實驗在黑板上描出入射光線。請你推測假如放凸透鏡，三條光線將會如何傳播？
引導中學生觀察折射光線與入射光線的位置關系（如圖3）。我們把凸透鏡對光線的這些作用就叫會聚。
總結：凸透鏡對光起會聚作用，因而凸透鏡又叫會聚透鏡。
指導中學生用畫圖法把里面實驗中的折射光線畫下來。
引導學生理解會聚：折射光線與入射光線比較凸透鏡成像實驗視頻教學，向中間偏折，中間的位置雖然就是主光軸。因而，會聚就是折射光線與入射光線比較，緊靠主光軸。
2．凹透鏡對光的作用
演示實驗2：借助激光筆在磁性黑板上演示三條平行光線，按照演示實驗在黑板上描出入射光線。請你推測假如放凹透鏡，三條光線將會如何傳播？。
引導中學生類比凸透鏡，觀察折射光線與入射光線的位置關系。
總結：凹透鏡對光起發散作用，因而凹透鏡又叫發散透鏡。
指導中學生用畫圖法把里面的實驗畫下來。
結合演示實驗引導中學生解釋發散：折射光線與入射光線比較，遠離主光軸。
中學生通過討論回答：前面的光線會向上偏折，下邊的會向下偏折，中間的由于通過光心，傳播方向不變。
中學生通過討論回答：前面的光線會向下偏折，下邊的會向上偏折，中間的由于通過光心，傳播方向不變。
培養中學生科學猜測的能力。
推測得到驗證。通過觀察體驗，進一步感受凸透鏡對光的會聚作用。
培養中學生科學猜測的能力。
推測得到驗證。通過觀察體驗，進一步感受凹透鏡對光的會聚作用。加深理解凹透鏡的發散作用。
三、焦點和焦距
1．凸透鏡的焦點和焦距
結合上述凸透鏡會聚光的實驗，閱讀教材，并結合作圖回答讓中學生明晰：
凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點稱作焦點，用“F”字母表示；焦點到光心的距離稱作焦距，用“f”字母表示。凸透鏡的焦距越小，透鏡對光的會聚作用越強。
因為這個焦點是由實際光線會聚而成的，所以我們叫它實焦點。
凸透鏡有幾個焦點呢？朋友們構想一下，假若讓一束跟主光軸平行的光線從凸透鏡的右側射向左邊，它是否也能會聚于一點呢？讓我們一上去觀察實驗。
演示實驗：用激光筆和凸透鏡在磁性黑板上演示，激光從凸透鏡右側射向右邊，會看見光線會聚于一點。
2．凹透鏡的焦點和焦距
光經過凹透鏡后的發散是不是也有規律可循？
結合上述實驗，問：折射光線相交嗎？那把折射光線反向延長呢？班主任借助演示實驗，把折射光線反向延長，引導中學生觀察折射光線的反向延長線相交在哪。PPT演示平行于凹透鏡主光軸的光線的反向延長線通過焦點。
引導中學生小結：平行于凹透鏡主光軸入射的光線，折射光線的反向延長線通過焦點。
總結：
凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光路：
①平行于主光軸的光線折射后通過焦點。對凹透鏡來說，是折射光線的反向延長線經過虛焦點。
②通過焦點的光線（對凹透鏡而言，是指其延長線通過焦點的光線)折射后與主光軸平行。
③通過光心的光線不改變傳播方向。
3．檢測凸透鏡的焦距
（掏出一個凸透鏡）怎么可以測得它的焦距？
這有兩個半徑相同的凸透鏡，它們的焦距分別是3cm和5cm，根據實際規格畫出平行光經過它們以后的徑跡，那個凸透鏡使光偏折得更厲害？
焦距的長短反映了凸透鏡會聚作用的強弱，焦距短的會聚作用強。凸透鏡表面的隆起程度決定了它的焦距的長短，表面越凸，焦距越短。
中學生閱讀、思考。
中學生：拿一個凸透鏡正對著太陽光，讓光通過凸透鏡照到白紙上，聯通凸透鏡使光斑最小最亮，用刻度尺量出光斑到凸透鏡的距離。
中學生：焦距短的偏折得厲害。
理解焦點、焦距。
發覺事物的對稱性規律。
把握透鏡的畫圖。
用學到的知識解決問題。一方面鞏固了新知識，另一方面培養中學生應用知識解決問題的能力。
課堂小結（5分鐘）
通過這節課你學到了哪些？中學生回答或與朋友們進行交流，老師恰當總結。
梳理本節課知識內容，把自己所學到的知識與老師朋友交流，最后總結出本節課的知識點。
培養中學生總結歸納的能力。同時也可以幫助中學生記憶。
五、板書設計