“透鏡及其應用”學習指導

苗元秀

透鏡是上一章“光的折射”知識的重要應用，通過本章和上一章的學習，你將會對經典物理學的古老分支——幾何光學的基本概念和基本規律形成初步認識，能夠解釋生活中常見光學儀器的成像原理，了解近視眼和遠視眼的成因及矯正方法，經歷猜想與假設、分析與論證等探究過程，病并掌握相應的科學方法，為今后的學習奠定基礎。

分散難點，合理安排探究活動

對于“凸透鏡成像的規律”與“生活中的透鏡”這兩部分內容。如果僅從學習知識的角度，完全可以先學習凸透鏡成像的規律，然后作為這一規律的應用，學習放大鏡、照相機等實際中透鏡的使用，但如果要求通過自己的實驗探究活動學習這個規律，同時也要知道這個規律的結論，并了解這個規律在實際中的應用，就會導致學習中出現兩個難點，必須加以解決。

難點之一：進行探究時缺乏猜想的基礎，既然是探究。就必然要體現出學習的自主性，例如，應該對所研究問題的答案進行猜想，而猜想不能是“胡猜亂想”。應該有猜想的基礎，同學們在生活中對透鏡成像的認識。大部分局限于放大鏡能成正立的像。而且還不知道是實像還是虛像，至于照相機、投影儀中透鏡成像的特點是什么，絕大部分同學是不清楚的，這就限制了大家的猜想。

因此，本章在探究凸透鏡成像的規律之前。先用一節單獨介紹生活中的凸透鏡。以使大家對生活中常用的凸透鏡，以及它們成像的特點在頭腦中獲得初步的、具體的感性認識。

難點之二：探究凸透鏡成像規律是一個相對比較完整的探究活動，而且有較大的難度，在知識與技能方面，它涉及實像和虛像的區別、如何得到清晰的實像等;在過程與方法方面，它肩負著提高“進行實驗與收集證據”和“分析與論證”的科學探究能力的任務，如果把這些都放在一節中學習，會造成重、難點過于集中。

教科書的設計思路就是分散難點，把像的虛實、正倒、大小等不同現象放在探究活動的前面，例如，在學習第四章“平面鏡成像”一節時，已經初步接觸了虛像的概念，在本章第2節，教科書先說明觀察實像（圖1）和虛像（圖2）時的不同特點，進而明確觀察它們的辦法，通過“虛像”和“實像”概念的對比。就能真正理解二者的實質，有了基本概念的鋪墊，第3節的學習重點就可以放在過程與方法方面，主要精力用于收集實驗數據，并對其進行比較和分析，據此總結出科學規律。

通過探究凸透鏡成像的規律，學習科學探究的方法

通過第2節的學習，同學們已經知道照相機、投影儀里面都有凸透鏡，放大鏡本身就是一個凸透鏡，它們都利用凸透鏡可以成像的特點，照相機所成的像比物體小，而投影儀所成的像比物體大;照相機、投影儀所成的像是倒立的，而放大鏡所成的像是正立的，那么。凸透鏡所成的像的大小、正倒跟物體的位置有什么關系？這樣就很自然地引出了第3節“凸透鏡成像的規律”，通過學習。不僅要了解凸透鏡成像的規律，而且要了解：在科學研究中，常常要通過實驗收集數據（或證據），并對數據進行分析。最后歸納出科學規律，在探究過程中，要對凸透鏡的成像規律進行猜想，并初步設計方案，最后用實驗探究的方法，得出凸透鏡成像的規律。

由于凸透鏡成像的特點與物距和焦距密切相關，而在一兩節的時間內難以認識到這一點，因此，教科書對這個問題給出了提示：把物體放到2倍焦距以外的較遠位置，然后把物體向透鏡移動，使物距小于2倍焦距但大于焦距。最后使物距小于焦距（圖3），如此試做幾次后，再設計實驗和進行實驗，由于這個實驗的“分析和論證”部分有一定的難度，因此教科書從像的虛實、大小和正倒三個方面提出了問題，以便對實驗數據進行分析，得出結論，在實際學習中，可以采用分工合作的方式收集實驗數據，不僅可以獲得一次合作探究的體驗，也節約了時間，保證了這次探究任務能在有限的課堂時間內完成。

眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠鏡是凸透鏡成像規律的應用，通過對這些內容的學習，可以加深同學們對凸透鏡成像規律的認識，開闊眼界，同時使同學們認識到物理知識與日常生活實際的聯系是非常緊密的，物理知識是很有用的，以激發同學們學習物理的興趣。

眼睛是人體的重要器官，本章把眼睛作為一種像照相機那樣的光學儀器，深入淺出地介紹了眼睛的成像原理、近視眼和遠視眼的成因及矯正方法。以提供一些實際生活知識，使大家體驗物理學的美妙與和諧。

顯微鏡和望遠鏡，都是利用兩個透鏡的組合看物體，它們的成像原理比較抽象，理解起來有些困難，本章采用模擬的方法。如利用兩塊凸透鏡的簡單組合，自制顯微鏡和望遠鏡，通過這一活動，使同學們了解其中的物理原理，并體驗成功的喜悅。

落實“課標”對“探索宇宙”相關內容的要求

“課標”要求：了解人類探索太陽系及宇宙的歷程。知道對宇宙的探索將不斷深入，關注探索宇宙的一些重大活動，教科書沒有專辟一章，用大量的篇幅對此進行介紹。而是選擇了望遠鏡這部分知識作為編寫的切入點，望遠鏡的使用，使人類得以超越普通目力所及。更為細致地觀察月球及太陽系內的其他行星，并且能夠觀察到更遙遠的星球，這就為人類打開了一扇觀察宇宙的窗口，由此出發，人類的探月及將要進行的登陸火星等深空探測活動，就是自然而然的了。