初中物理《透镜及其应用》主题单元教学设计以及思维导图

《透镜及其应用》主题单元教学设计 适用年级人教社八年级（上）物理 所需时间5课时 主题单元学习概述

本章教材在上一章“光现象”的基础上，讲述透镜的初步知识及其在日常生活中的应用。透镜是照相机、投影仪等光学仪器的最重要的组成部分，研究透镜对光的作用和凸透镜成像是本章的中心内容。“透镜及其应用”是理论与实践相结合，体现课程基本理念“从生活走向物理，从物理走向社会”的一个很好的范例。照

相机、投影仪、放大镜是日常生活中常用的光学仪器，眼睛是人的重要器官。通

过这些光学仪器知识的学习，使学生认识凸透镜成像的基本特征，让学生感觉物理不但有趣，而且是很有用的。力求在“知识与技能”、“过程与方法“情感态

度与价值观”三个方面都能实现课程标准的要求。

本单元专题一是透镜，专题二生活中的透镜，使学生对生活中常用的透镜及其

成像的情况获得感性认识，在头脑中获得丰富、具体、生动的感性认识。专题三

凸透镜成像规律，用探究的方法深入研究，体验科学研究的过程，在探究过程中培养科学研究方法，形成清晰的凸透镜成像的规律。专题四眼睛和眼镜，眼睛是人体的重要器官，显微镜和望远镜也是日常生活中常用的光学仪器，目的是进一步巩固所学的透镜成像知识，让学生了解物理就在我们身边，提高学生的学习兴趣和科学素养。

主题单元规划思维导图 主题单元学习目标 一、知识与技能

1、知道凸透镜、凹透镜的判别方法及他们对光的作用。

2、会熟练地画出经过透镜的三条特殊光线。

3、理解凸透镜的成像规律及其应用举例，并会归纳出新的特殊点。 4、理解眼睛的工作原理及眼镜是怎样矫正视力的。 二、过程与方法

1、学会从物理现象中归纳科学规律的方法。 2、会应用凸透镜成像规律解决实际简单问题。 三、情感、态度及价值观

1、通过学习，培养学生观察、实验、合作探究的科学精神 2、通过学习，培养学生自觉保护视力的习惯。 对应课标

1. 了解透镜的种类及三条特殊光线，对光的作用； 2. 了解透镜在日常生活中的应用；

3. 知道照相机、投影仪和放大镜的基本工作原理； 4. 探究凸透镜成像的规律；

5. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的； 6.知道近视眼和远视眼的特点及其矫正方法。 主题单元问题设计主题层面问题：

1. 通过实验，你们能把刚才看到的现象分成几类？各有什么特点？ 2．透镜是能透光的，一束光线通过透镜后将会发生什么现象？ 3.你喜欢照相和看电影吗？你知道照相机的成像原理？ 4. 你知道凸透镜成像的规律？ 5．眼睛是怎样看见物体的？

你知道近视眼和远视眼的特点及其矫正方法吗？ 专题划分专题一：透 镜 1 课时

专题二：生活中的透镜 1 课时专题三：凸透镜的成像规律 2 课时 专题四：眼睛和眼睛 1 课时 专题一透镜 所需课时1课时 专题一概述

本节课的重点是了解两种透镜的形状，成像特点，对光的作用； 会区分两种透镜。因此这节课的设计思路是通过实验探究为主的 教学方式进行设计；以实验为主线，通过探究性实验，学生间的 讨论、设计、动手及合作的观察、分析揭示透镜成像的特点，把 透镜分成两类，再对它们的形状共性进行探究得定义；关于透镜对光的作用进行假设，利用实验进行验证得出结论。为突出知识点，在课件制作上利用了艺术字进行处理，形象直观的表现透镜的特点。为巩固知识，设计了区分老花眼镜和近视眼镜的活动，

最后通过常见的冰、水制作透镜开拓学生的视野，利用光在传播过程中伴随着能量的传递，增强学生的环保意识。

专题一学习目标 1.了解透镜及其种类.

2.通过实验，了解透镜的三条特殊光线. 3.通过实验，认识理解凸透镜的会聚作用. 4.通过实验，知道凹透镜的发散作用.

5.初识猜想、假设、收集证据等探究要素，分类、比较等思维方法.

6.体现学习的乐趣，增进对物理的情感.

专题一问题设计1.通过实验，你们能把刚才看到的现象分成几类？各有什么特点？

2. 透镜是能透光的，同学们设想一下，一束光线通过透镜后将会发生什么现象？

所需教学材料和资源

信息化资源电脑、电子白板、实物投影仪

常规资源凸透镜、凹透镜、小平行玻璃板、光源、白纸。 教学支撑环 境 多媒体教室 其 他

学习活动设计 专题一、透镜

1.引导学生观察鱼缸中的金鱼，引发学习兴趣与欲望，将学生从生活引向物理。

教师提出问题：为什么会出现这种现象呢？为了揭示这其中的奥秘，我们用下面的几个小实验来进行探究。

2.学生演示，归纳分析：

2．1通过演示实验丰富学生的信息。

实验1：透过装水的透明玻璃杯看近处的字：从侧面看字是放大 的；把书放在水杯下，从杯口向下看，字是缩小的。

实验2：利用老花眼镜和近视眼镜看近处的字：老花眼镜看字是 放大的；近视眼镜看字是缩小的。

实验3：在透明塑料纸上滴一滴粘纸的胶水，透过这滴胶水看近 处的字是放大的；当在这滴胶水上覆盖一层透明塑料纸后再在这 滴胶水的，用手指轻按一下，透过这滴胶水看字是缩小的。 实验4：用老师提供的圆形镜片看近处的字（两类透镜各两个）；一类成放大的，一类成缩小的。

（将观察到的现象记录在实验记录表格中的相应栏目中） 2.2 将观察到的现象进行分类，知道透镜按成像情况分成两类。 2.3小结交流：

根据刚才的实验记录中的实验现象，小组交流、讨论，进行分类。（老师课前将实验的现象拍成照片，制成课件，适当的时候放出来，请学生对着课件再次进行分类，增加师生的双边活动。）

2．3 探究两类透镜的外部特征，定义透镜的名称。

以镜片为代表，探究一下，成放大像的镜片在形状上有什么特点 成缩小像的镜片在形状上有什么特点？

（学生在观察、讨论、探究过程中老师分发被从中间切割成半圆的镜片）

2．4 实验探究凸透镜对光的会聚作用，凹透镜对光的发散作用。师：透镜是能透光的，一束光线通过透镜后将会发生什么现象？（老

师顺着学生的思维，进一步介绍光传递的过程中伴随着能量的传递，并进行了适当的补充，从而增加了环保教育。）

2．5 学生整理知识 知道了透镜的特点有哪些。

2．6 以辨别、设计透镜等活动方式，深化和“活化”课堂内容。学生辨别：哪一副是老花眼镜，哪一副是近视眼镜？说出方法？（借学生的凸透镜能使火柴点燃进一步拓展话题，对学生进行环保教育；讨论还能用哪些材料制作透镜？）

3.布置课后作业

登陆网络学习平台，学习有关透镜的发展历程及应用。 根据要求，了解有关透镜的知识，会画三条特殊光线。

评价要点1.透镜的种类及三条特殊光线的评价方法：1）学生实验器材操作规范；

2）对科学探究活动充满兴趣、效果明显。 3）合作探究操作规范、现象明显、结论正确 2. 探究透镜对光线的作用的评价方法： 1）学生实验器材操作规范；

2）对科学探究活动充满兴趣、效果明显。 3）合作探究操作规范、现象明显、结论正确。 小组互评和教师点评评价指标：

1）活动中能相互交流和配合，有效体现小组合作； 2）活动过程规范有序、效果明显。

3）活动中是否准确如实记录实验数据，投影展示， 是否能流利表述本组发现的现象和规律，结论是否 正确；

4）学生对数据分析、总结、归纳的认识，是否积极 发言；

专题二生活中的透镜 课时1课时 专题二概述

教材中主要介绍了凸透镜在照相机、投影仪、放大镜中起到的作用。简单

的观察和讲解不能引起学生的兴趣，而由于真实的照相机不能拆开，所以

课本中增设了动手自制模拟照相机的环节锁住了学生的兴趣。在课堂上一

定要让学生亲自动手制作照相机模型。 专题二学习目标 一、知识和技能

了解透镜在日常生活中的应用。 二、过程和方法

1．经历制作模型照相机的过程，了解照相机的成像原理。 2．通过观看投影片，了解投影仪的成像原理。 3．能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。 三、情感、态度、价值观

1．通过模拟相机的制作和使用，获得成功的愉悦。 2．通过自制水滴放大镜，初步感受等效原理的应用。

3．培养对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的情感。

4．初步建立将科学技术应用于实际的意识。 专题二问题设计1.喜欢照相和看电影？

2.你知道照相机的基本工作原理？像与物比较有何特点？ 1)像是缩小还是放大？ 2)像是正立还是倒立？ 3)像是虚像还是实像？

3.你知道投影仪的基本工作原理？像与物 比较有何特点？ 1）像是缩小还是放大？ 2）像是正立还是倒立？ 3）像是虚像还是实像？

4.你知道放大镜的基本工作原理？像与物 比较有何特点？ 1）像是缩小还是放大？ 2）像是正立还是倒立？ 3）像是虚像还是实像？ 所需教学材料和资源

信息化资源电脑、电子白板、实物投影仪

常规资源一、教师演示器材：真实照相机、模拟照相机、投 影仪、投影片（同有照相机原理简图的投影片一张，“安培和移动黑板”的故事投影片一套）、放大镜。

二、学生制作器材：制作模拟照相机的材料（两个 直径相近、长约15cm的圆纸筒，焦距为7．5cm的 凸透镜、半透明塑料薄膜、胶带纸）、玻璃片、水。 教学支撑环 多媒体教室 境

学习活动设计

引言：同学们喜不喜欢照相和看电影？知不知道照相机和电影放 映机的原理呢？ （一）照相机

师：出示真实照相机，播放画有照相机原理简图的投影片并讲解。 活动一：让学生两人一组动手制作，两人分工协作，共同完 成制作模拟照相机。教师巡回指导。

学生出示做好的模拟照相机，讲解制作方法，让学生把模拟照相机对着室外，并前后拉动直径较小的纸筒，直到在半透明薄膜上看到室外景物清晰的像，观察所成的像，回答：

1．像是缩小还是放大？ 2．像是正立还是倒立？ 3．像是虚像还是实像？

1．和2．比较直观，对于3．可以让学生根据进入眼中的光线是

否来自像点进行判断。

（二）投影仪

活动二：简单介绍其构造，示投影片放到投影仪上，让学生 观察并回答：

1．像是放大还是缩小（和投影片上的人物相比）； 2．像是正立还是倒立（以像上人物头脚朝向和投影片上人 物头脚朝向比较得出）。 3．像是虚像还是实像。

问题回答，讲解后，重新装好反光镜，把图案反射到墙壁上，让学生了解反光镜的作用。

（三）放大镜

活动三：凸透镜看书上的字，说出看到的情况： 1．字是放大还是缩小？ 2．字是正立还是倒立？

师问：能否利用其他物品来替代玻璃凸透镜制成放大镜？ 结合学生的回答简介水滴放大镜、水瓶放大镜、冰透镜，并 让学生做成水滴放大镜看书本上的字。 （四）动手动脑学物理

1和2让学生课后完成，并书面记录结果。 （五）课堂教学小结与延展

1．先让学生归纳本节知识树，教师再板书归纳。 2．课后实践与思考

①用自制的模拟相机替同学“拍照”，并探索：要使所成的 像更大一些，可采取什么措施？

③请你利用凸透镜制成一种有用的装置，说明制作方法和用途。 ③用分离原理将投影仪分离成两个可单独使用的仪器。 ④用放大镜以不同的距离看物体，是否都是放大的？

⑤根据④中你所看到的现象，你能提出什么问题？可以用什么方法解决你提出的问题？

评价要点评价指标：

1.学生实验器材操作规范；

2.对科学探究活动充满兴趣、现象明显；

3.活动中准确如实记录实验数据，投影展示，能流利表述本组发现的现象和规律，结论正确；

4.学生对数据分析、总结、归纳的认识，积极发言； 5.能否相互交流和配合，有效体现小组合作。 方式：教师在巡视中点评，通过范例引导学生自评。 专题三探究凸透镜成像规律课时2课时 专题三概述

本节课是初中学生在物理学习过程中第一次进行全过程探究，本节课需要两个课时，第1课时重点在于培养学生猜想能力与设计

实验的能力，在教学中创设合理猜想情景，引导学生知道猜想要有猜想的理由。设计实验是探究的一个重要环节，引导学生进行设计实验，让学生明白实验研究什么和怎样去研究，实验时应该观察什么、测量什么、记录什么？第二课时的重点放在培养学生

对实验数据的分析和论证的能力方面，教师引导学生分析表格数据进行简单的比较，分析它们的相同点与不同点，让学生进行简单的因果推理，让学生以书面或口头表述自己的观点，最后教师归纳总结，这样让学生经历从物理现象和实验归纳科学规律的过程，培养了学生的处理信息的能力、分析概括的能力，从而提高

了学生的科学素养。 专题三学习目标 一、知识与技能

1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律; 2.知道凸透镜成放大、缩小实像和虚像的条件。 二、过程与方法

1．能在探究过程中，培养学习的兴趣；

2．通过探究活动，获得提出问题和解决问题的能力； 3．学会用观察、比较、列表的方法进行归纳和总结。 三、情感、态度价值观

1．培养对科学的兴趣，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，拉近生

活、社会、科技与物理的距离；

2．乐于参与观察、实验、制作等科学实践； 3．渗透科学、技术、社会（STS）教学的指导思想。

专题三问题设计1.通过金鱼缸的侧壁来观察缸中游动的小金鱼，会看到什么现象？

2.隔着放大镜看物体，物体总是放大的吗？ 3.凸透镜能够成像，所成的像有什么特点和规律呢？ 所需教学材料和资源

信息化资源电脑、电子白板、实物投影仪

常规资源凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、放大镜、刻度尺、小水电筒、金鱼缸、小金鱼1条、水。

教学支撑环境多媒体教室 其他 学习活动设计 活动一、

一、.创设物理情景进行猜想，启发学生猜想：凸透镜所成的像可能与物体距凸透镜的距离有关。凸透镜所成的像有什么特点和规律呢？

二、设计实验方案：同学们用桌上准备好的实验器材进行实验方案的设计。

提出问题，进行探讨：

如何使物体所成的像呈现于光屏上？ 实验过程中应记录哪些现象和数据。

三、实验操作，记录实验现象及数据，得出结论： 1.测定凸透镜的焦距f并做好记录。

2. 凸透镜能够成像，所成的像有什么特点和规律。 教师巡回指导，及时发现问题并对学生启发和引导。 四、交流评估

1．各小组送交自己的实验记录结果，进行投影展示，表述发现的

现象和规律。2．引导学生相互交流，开展评估，各述己见。

五、归纳和总结 投影展示得到的规律：

1．u＞f时成实像，u＜f成虚像，焦点是实像和虚像的分界点。 2．U＞2f时成缩小实像，u＜2f时成放大实像，二倍焦距点是成放大实像与缩小虚像的分界点。

3．成实像时，当物距减小，像距变大，像变大；物距增大时，像距变小，像变小。

4．成实像时，像与物在凸透镜异侧，成虚像时，像与物在凸透镜同侧。

5．实像是实际光线会聚而成的，可显示在光屏上，虚像是实际光线的反向延长

线的交点，不显示在光屏上。 六、课后延展

1．商家制作的泡有人参或海马的酒瓶为什么设计成较圆的凸形？ 2．照相时，使用的长焦镜头有什么作用？

3．取两只老花镜片（凸透镜），一只手握住一个通过镜片看前面的物体，你会

有什么新的发现？ 六、畅谈收获 1、说说你的收获。 2、还有什么疑问？ 七、布置作业 评价要点评价指标：

1.学生实验器材操作是否规范；

2. 活动中准确如实记录实验数据，投影展示，能流利 表述本组发现的现象和规律，结论是否正确；

4.学生对数据分析、总结、归纳的认识，是否积极发言；方式：学生互评，教师点评。

专题四眼睛和眼镜课时1课时

专题四概述

《眼睛和眼镜》这一节从眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作 用逐步展开，在介绍眼睛的调节作用后，进一步引出了视力缺陷及其矫正的问题，最后安排了《科学世界》供同学们阅读。《动手动脑学物理》穿插在《科学世界》之前。

教学中运用模型法引导学生分析无法直接观察到的眼睛内部结 构、看远近不同物体时晶状体变化、近视眼和远视眼观察物体时晶状体的变化等，形象地让学生轻松地学习。教学中运用对比的方法进行教学，使正常眼、近视眼和远视眼区分。物理来源生活，让学生在生活中学习物理，教学中通过学生拍摄学生在日常生活

和学习中不正确的用眼方式视频，让学生形象地认识到不正确用眼的行为，让学生受到潜移默化地学会正确用眼方式。

专题四学习目标 知识与技能： 1．了解眼睛的构造

2．知道眼睛是怎样看见物体的

3．知道近视眼和远视眼的特点及其矫正方法

过程与方法：通过实验对比发展学生初步的科学探究能力，增强学生的创新意识和实践能力

情感态度与价值观:

1．关心透镜在生活中的应用

2．通过矫正视力的学习，对学生进行眼睛保健教育 3．使学生有将科学技术应用于日常生活的意识 专题四问题设计1. 眼睛是怎样看见物体的？ 2. 你知道近视眼和远视眼的特点及其矫正方法吗？ 3. 如何保护眼睛？所需教学材料和资源 信息化资源电脑、电子白板、实物投影仪

常规资源透镜组（若干）、光具座（若干）、蜡烛（或电灯）、白纸板（做成光屏状）和近视眼镜

教学支撑环境多媒体教室

学习活动设计 活动一：

提供资料──介绍资料，研究表明人类从外界获取的信息有80％是通过眼睛观察获得的。

活动的目标：体现情感、态度价值观的目标。 ◎活动二：

教师活动：出示眼球模型，让学生观察并说出各主要器官的名称。 学生活动：小组讨论人眼与照相机的异同。 ◎活动三：

教师活动：出示一名学生自制的照相机模型，并将照相机模型分别对着教室内的同学、远处的房屋，要求一名来学生观察光屏上的像，要保证这个像是清晰的要做什么？

学生活动：全班讨论，这与研究凸透镜成像规律时，进行的实验操作有何相似之处？

◎活动四：

复习凸透镜的知识，画不同焦距的凸透镜折射光路图。 学生活动：

讨论：①不同焦距的凸透镜折光的能力不同，光线经过焦距长还是短的凸透镜折射后偏折程度更大？

②动手动脑学物理2：应填入什么类型的透镜？哪个图中光线折射后偏折程

度更大？哪个图

的透镜的焦距短，折光能力强？ ◎活动五：

教师活动：夸张的做出一个近视的同学看书时的神态。要求学生思考，长期

以如此姿态学习，该同学的眼睛总是处于以上的哪一种状态？会带来什么后果？

学生活动：讨论、思考：长期受压晶状体增厚，导致焦距变短，远处物体的

像成在视网膜前，当光射到视网膜时已变得模糊了。 ◎活动六：

教师活动：如果有位同学近视了，你能用什么方法进行矫正呢？请说出你的理由。

学生活动：讨论和交流。

活动解读：学生的活动有了教师的引导和启发，带有明确的方向性，是有序的、有效的。

◎活动七：

学生活动：交流课前查阅资料收集的爱眼、护眼常识。随机抽取学生，要求

将要点写在纸上，并用红笔钩划，每人限时1分钟，不重复别人的资料。

◎活动八：

器材和方法：①蜡烛、用薄膜充入水后制成水凸透镜（与注射器相连，注射

器里有少量水）、光屏等。水凸透镜的厚薄可以通过注射器注入、吸取水的多少

来调节。

②光具座，蜡烛，光屏，焦距不同的凸透镜各一个，凹透镜一个。 先将蜡烛放在远离凸透镜的位置，用长焦距凸透镜先使光屏上成一个倒立、缩小的实像，再将短焦距的凸透镜替换原来的透镜，观察光屏上的像是否清晰，移动光屏，看到什么位置像会重新变得清晰。

课外拓展：关于保护眼睛的方法，你们还可以通过上网、查阅书刊等途径获得更多保护眼睛的方法，在课外的时间在班级内开展讨论活动。

评价要点评价方法：现场评价

评价指标：学生根据体验和对生活实例的认识，例证正确，描述准确，发言积极。