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《通过透镜看世界》教案

教案 时间:2018-11-08 手机版

  一、本节三维目标要求

  1.知识和技能

  知道望远镜、显微镜是由多个透镜组合而成的。

  了解望远镜、显微镜的基本作用。

  2、过程与方法

  经历利用两个透镜组成望远镜的实践过程。

  经历利用两个透镜组成显微镜的实验操作过程。

  初步学习逆向、类比的物理思维方法。

  3、情感、态度与价值观

  激发学生对宇观世界和微观世界进行观测的兴趣。

  增强学生的自然审美能力,培养热爱自然、热爱科学的情感。

  进一步形成科学的认识观。

二、重点与难点

  本节的重点是让学生利用凸透镜自行组装望远镜和显微镜的两个动手操作过程。

  本节的难点在于如何启发并正确指导学生完成这两个实践活动。

二、教学实施建议

  望远镜和显微镜是透镜在军事、科技和生产中的重要应用。课程标准对这一部分的内容未作明确要求,但是为了进一步拓展对 “凸透镜成像的应用”的了解,教材吸纳了这方面的内容。基于课程标准的要求范围,本节教学在“知识与技能”上不作深入要求,只是让学生知道望远镜、显微镜是由透镜组成的,望远镜和显微镜有哪些用途即可。本节的教学目标着重在于让学生通过自主性探究过程,体验逆向思维、类比等物理方法;同时通过教材提供的宇观与微观图片欣赏,让学生进一步认识自然的奇异与和谐,意识到自然界是可以认识的,树立正确的世界观。

(一)教学过程

  本节分为四个教学板块:

  (1)“做一架望远镜”的“动手做”实践活动;

  (2)欣赏宇宙空间图片以及对各种类型望远镜的了解;

  (3)“做一架显微镜”的“动手做”实践活动;

  (4)微观世界的图片欣赏。教学过程可以按照这四个板块的顺序依次进行。

  1.“动手做”实践活动

  本节包括两个“动手做”实践活动。教学中,教师应指导学生选择两个焦距不同的凸透镜和两个凹透镜。因为望远镜和显微镜对于许多学生而言是比较陌生而充满神秘感的,因此学生在得知本节课的内容后通常会产生较为浓厚的兴趣。

  可以鼓励学生提出对望远镜与显微镜的一些疑惑,让全体学生进行交流与讨论,如果未得到解决,则可以让学生带着这些问题,进入动手操作阶段。因为这一操作比较简单,而且教材中也提供了相关的指导,教师不必限定学生的操作规程,给予学生足够的自主空间。

  在操作之前,也可以强调实践活动过程中的注意事项。首先,透镜属于玻璃制品,为了防止落地而造成损坏,应该让学生在简易光具台上进行操作,并轻拿轻放,这样也利于使多个透镜光轴重合。其次,应禁止学生用手触摸透镜的玻璃表面,以免玷污,养成爱护实验器材的习惯。此外,要避免学生将调整好的“望远镜”直接对着太阳观察的现象发生。

  在操作过程中,因为透镜比较多,可以鼓励学生作不同的尝试,包括采用两个凸透镜、一个凸透镜和一个凹透镜、两个凹透镜、多个透镜等多种组合,其中还可以对透镜焦距作选择,对观察方向作选择等等。在实现望远或者显微功能后,可以让学生改变两个透镜之间的距离,观察望远或显微效果的变化。

  在各组学生都已经调整好自己的望远镜可以让学生们观察同一个物体,如在实验室的讲桌上立起一本书,让学生用望远镜观察上边的的页码等等。这样的环节旨在增加学生的动手兴趣。在操作基本完成之后,让学生回顾自己的操作心得,总结出望远镜(显微镜)的基本组成。并回答动手做之前的提出的问题。学生的回答往往是不完整的,教师应给予总结。但是对于望远镜与显微镜的原理的剖析,已经超出课程标准要求的范畴,可以不做深究。

  2.物理欣赏

  教材提供了较大版面以及图片介绍望远镜和显微镜的各种类型以及观测效果。对于望远镜与显微镜发展历史,教师可以给予一定的介绍,例如分别简单说明伽利略望远镜、开普勒折射望远镜以及牛顿反射望远镜的性能以及适用范围等,并且可以结合本册教材第一章第一节中涉及的哈勃太空望远镜,说明望远镜的重要用途以及技术变革等等。对于显微镜也可以做这样的简单介绍,如介绍从胡克发明的第一台显微镜到目前常用的显微镜(图4-7-10),进而到电子显微镜、扫瞄隧道显微镜的历史沿革等。在涉及的内容中,学生往往因为不了解这些望远镜的原理而产生疑问,可以让他们通过查询资料获取相关信息。

  在对历史的回顾之后,可以让学生欣赏课文中的一系列图片,体会自然界的奇异与和谐,例如因为太远而肉眼无法观察到的月球上的环形山,因为太细微而无法感知的西瓜表皮上的绒毛等等。此外,可以比较肉眼和望远镜、显微镜这些仪器的分辨能力的差别,让学生体会科学技术扩展人类视觉的能力。正常人眼最多能分辨大约为0.1mm的细微物体,而隧道显微镜可以看到直径数量级为10-10m的原子;人的正常视力(指小数视力1.0)能够在5m之外分辨边长约7.3mm的“E”字,而哈勃太空望远镜的“视力”是看到约16 000km外的萤火虫!以上这些比较都可以让学生意识到科技的无穷力量,意识到自然界是可以为人类所认识的,从而树立正确的世界观。

  整个教学过程中,学生自主操作与自由分析始终是教学的中心,教师要把握好讲解的时间分配的尺度,让学生充分经历“动手做”的过程,同时引导他们“动脑想”,体会这些运用光学规律的仪器的应用价值与社会意义。

  (二)材料准备与实验设计

  1.实验材料准备

  图4-7-1

  本节教学需要准备的材料如下:两个不同焦距的凸透镜。

  2.实验设计

  自制水滴显微镜

  把一个带针孔的硬纸板平放在两个火柴盒上(图4-7-1),离桌面大约十五毫米。在针孔上滴一滴水,水滴的直径是四到五毫米。在火柴盒下铺上一张白纸,在纸上画一个极小的箭头,作为观察对象。

  透过这个小水滴,应该看到一个和原来方向相反的放大了的箭头(如果不是这样,就要调整水滴跟桌面的距离,或者改变水滴的直径)。这是一个被水滴放大了的实象。然后再用一只放大镜来观察水滴。改变放大镜和水滴之间的距离,可以找到一个合适位置,看到一个清晰的被放得很大的箭头。

  将箭头换成一些细盐粒。可以发现,每一小粒盐都是一个正方体。


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