課程介紹
探究凸透鏡成像規(guī)律是高中數(shù)學教學中的難點。 本課除了指導中學生完成實驗研究任務外，還指導中學生總結(jié)凸透鏡的成像規(guī)律，分析凸透鏡的成像原理。 讓中學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，總結(jié)規(guī)律。
課程目標
知識與技能：
1.了解凸透鏡的成像規(guī)律和應用實例。
2、了解物距和像距的概念，知道虛像和實像的區(qū)別。
3. 能用凸透鏡成像定律解釋一些簡單的現(xiàn)象。
過程與方法：
1、初步培養(yǎng)中學生探究性學習的一般程序和技巧。
2、培養(yǎng)中學生分析實驗結(jié)果并從中得出規(guī)律的能力。
3、培養(yǎng)中學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維。
重點難點：
聚焦：探索凸透鏡成像規(guī)律的過程。
難點：指導中學生設計實驗方案，從實驗中獲得凸透鏡成像的規(guī)律。
課程設計
1.用放大鏡放大縮小物體現(xiàn)象，引入新課
老師拿出準備好的放大鏡問：放大鏡有什么作用？
中學生：能放大物體。
老師問：如何操作放大物體？
中學生：把放大鏡靠近物體，通過放大鏡觀察，可以看到物體被放大了。
老師問：如果用放大鏡觀察遠處的物體，能看到什么現(xiàn)象？
中學生回答說探究凸透鏡的成像規(guī)律，他們看到的現(xiàn)象有的是模糊的，有的是縮小的物體。
放大鏡是一個凸透鏡，引導中學生討論凸透鏡的作用。
通過討論，中學生得出結(jié)論：凸透鏡可以形成放大和縮小的圖像。
2. 提出問題，猜測假設
這就提出了一個問題：凸透鏡成像的原因是什么？
中學生討論，猜想：
1、凸透鏡的成像情況可能與物體到凸透鏡的距離有關(guān)；
2、凸透鏡的成像情況可能與焦距有關(guān)。
讓中學生大膽提出猜想，培養(yǎng)中學生主動思考的能力。
3、設計實驗
1.介紹物距和像距的概念，以及虛像和實像的特點。
2、借助巨道VR/3D實驗室高仿真，說明實驗要求：將蠟燭、凸透鏡、光幕放在光具座上，調(diào)整到同一高度。 接上凸透鏡，直到在光屏上得到清晰的圖像，記錄物距和像距，并記錄圖像的大小、倒置、虛實等。 連接蠟燭探究凸透鏡的成像規(guī)律，改變物距，多次實驗。
3.繪制數(shù)據(jù)表。
凸透鏡焦距：f=
4.探索過程
1、將蠟燭放遠一點，與光屏相連，使蠟燭火焰在光屏上形成清晰的虛像，觀察虛像的大小和倒置，測量物距和像距。
2、將蠟燭移近凸透鏡幾分米，重復上述操作數(shù)次，進行觀察檢測。
3. 繼續(xù)靠近蠟燭，你能在屏幕上得到蠟燭的圖像嗎？ 您如何觀察蠟燭的圖像？ 它是真實的還是虛擬的？ 觀察圖像大小，上下顛倒，測量物距。
4、更換不同焦距的凸透鏡，重新實驗。
5.分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)圖像特征。 引導中學生逐漸發(fā)現(xiàn)大小的分界點、虛像與實像的分界點。
六、分析歸納：
(1)凸透鏡在什么條件下形成虛像？ 在什么條件下它會變成真實的圖像？
(2)凸透鏡在什么條件下形成縮小的虛像？ 什么情況下會變成放大的虛像？
(3)凸透鏡成的像中是否有直立的虛像？ 有倒掛的真實形象嗎？
7、歸納規(guī)律的結(jié)論，舉一反三。
利用聚道VR/3D Lab的數(shù)據(jù)分析處理能力，引導中學生總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律。
5.畫法分析凸透鏡成像原理
引導中學生復習通過凸透鏡的三種特殊光線，利用聚道VR/3D實驗室繪制燭光通過凸透鏡后的光路圖，講解凸透鏡的成像原理.
同時列舉應用實例，讓中學生了解相應的照相機、投影儀、放大鏡的成像原理。