“透镜及其应用”学习指导

苗元秀

透镜是上一章“光的折射”知识的重要应用，通过本章和上一章的学习，你将会对经典物理学的古老分支——几何光学的基本概念和基本规律形成初步认识，能够解释生活中常见光学仪器的成像原理，了解近视眼和远视眼的成因及矫正方法，经历猜想与假设、分析与论证等探究过程，病并掌握相应的科学方法，为今后的学习奠定基础。

分散难点，合理安排探究活动

对于“凸透镜成像的规律”与“生活中的透镜”这两部分内容。如果仅从学习知识的角度，完全可以先学习凸透镜成像的规律，然后作为这一规律的应用，学习放大镜、照相机等实际中透镜的使用，但如果要求通过自己的实验探究活动学习这个规律，同时也要知道这个规律的结论，并了解这个规律在实际中的应用，就会导致学习中出现两个难点，必须加以解决。

难点之一：进行探究时缺乏猜想的基础，既然是探究。就必然要体现出学习的自主性，例如，应该对所研究问题的答案进行猜想，而猜想不能是“胡猜乱想”。应该有猜想的基础，同学们在生活中对透镜成像的认识。大部分局限于放大镜能成正立的像。而且还不知道是实像还是虚像，至于照相机、投影仪中透镜成像的特点是什么，绝大部分同学是不清楚的，这就限制了大家的猜想。

因此，本章在探究凸透镜成像的规律之前。先用一节单独介绍生活中的凸透镜。以使大家对生活中常用的凸透镜，以及它们成像的特点在头脑中获得初步的、具体的感性认识。

难点之二：探究凸透镜成像规律是一个相对比较完整的探究活动，而且有较大的难度，在知识与技能方面，它涉及实像和虚像的区别、如何得到清晰的实像等;在过程与方法方面，它肩负着提高“进行实验与收集证据”和“分析与论证”的科学探究能力的任务，如果把这些都放在一节中学习，会造成重、难点过于集中。

教科书的设计思路就是分散难点，把像的虚实、正倒、大小等不同现象放在探究活动的前面，例如，在学习第四章“平面镜成像”一节时，已经初步接触了虚像的概念，在本章第2节，教科书先说明观察实像（图1）和虚像（图2）时的不同特点，进而明确观察它们的办法，通过“虚像”和“实像”概念的对比。就能真正理解二者的实质，有了基本概念的铺垫，第3节的学习重点就可以放在过程与方法方面，主要精力用于收集实验数据，并对其进行比较和分析，据此总结出科学规律。

通过探究凸透镜成像的规律，学习科学探究的方法

通过第2节的学习，同学们已经知道照相机、投影仪里面都有凸透镜，放大镜本身就是一个凸透镜，它们都利用凸透镜可以成像的特点，照相机所成的像比物体小，而投影仪所成的像比物体大;照相机、投影仪所成的像是倒立的，而放大镜所成的像是正立的，那么。凸透镜所成的像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？这样就很自然地引出了第3节“凸透镜成像的规律”，通过学习。不仅要了解凸透镜成像的规律，而且要了解：在科学研究中，常常要通过实验收集数据（或证据），并对数据进行分析。最后归纳出科学规律，在探究过程中，要对凸透镜的成像规律进行猜想，并初步设计方案，最后用实验探究的方法，得出凸透镜成像的规律。

由于凸透镜成像的特点与物距和焦距密切相关，而在一两节的时间内难以认识到这一点，因此，教科书对这个问题给出了提示：把物体放到2倍焦距以外的较远位置，然后把物体向透镜移动，使物距小于2倍焦距但大于焦距。最后使物距小于焦距（图3），如此试做几次后，再设计实验和进行实验，由于这个实验的“分析和论证”部分有一定的难度，因此教科书从像的虚实、大小和正倒三个方面提出了问题，以便对实验数据进行分析，得出结论，在实际学习中，可以采用分工合作的方式收集实验数据，不仅可以获得一次合作探究的体验，也节约了时间，保证了这次探究任务能在有限的课堂时间内完成。

眼睛和眼镜、显微镜和望远镜是凸透镜成像规律的应用，通过对这些内容的学习，可以加深同学们对凸透镜成像规律的认识，开阔眼界，同时使同学们认识到物理知识与日常生活实际的联系是非常紧密的，物理知识是很有用的，以激发同学们学习物理的兴趣。

眼睛是人体的重要器官，本章把眼睛作为一种像照相机那样的光学仪器，深入浅出地介绍了眼睛的成像原理、近视眼和远视眼的成因及矫正方法。以提供一些实际生活知识，使大家体验物理学的美妙与和谐。

显微镜和望远镜，都是利用两个透镜的组合看物体，它们的成像原理比较抽象，理解起来有些困难，本章采用模拟的方法。如利用两块凸透镜的简单组合，自制显微镜和望远镜，通过这一活动，使同学们了解其中的物理原理，并体验成功的喜悦。

落实“课标”对“探索宇宙”相关内容的要求

“课标”要求：了解人类探索太阳系及宇宙的历程。知道对宇宙的探索将不断深入，关注探索宇宙的一些重大活动，教科书没有专辟一章，用大量的篇幅对此进行介绍。而是选择了望远镜这部分知识作为编写的切入点，望远镜的使用，使人类得以超越普通目力所及。更为细致地观察月球及太阳系内的其他行星，并且能夠观察到更遥远的星球，这就为人类打开了一扇观察宇宙的窗口，由此出发，人类的探月及将要进行的登陆火星等深空探测活动，就是自然而然的了。