初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）跨学科实践：制作望远镜教学设计及反思

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）跨学科实践：制作望远镜教学设计及反思，共36页。
课题
第5节 跨学科实践：制作望远镜
教学背景
1．教学内容分析
本节课的内容安排在《透镜》《生活中的透镜》《凸透镜成像规律》《眼睛和眼镜》之后，学生前面内容的学习为本节课的学习作了很好的铺垫。而本节课通过“制作望远镜”项目，综合运用所学知识，解决实际问题，学以致用，充分体现物理知识的有用性，同时也可以帮助学生加深对凸透镜成像规律的理解，知道凸透镜可以组合使用二次成像。
学生在课堂中，以小组合作的形式制作望远镜，相比于自己回家制作，有更多的互相讨论和思考的时间和条件。课堂未尽之处，也可以留作课下思考和解决。
2．学情分析
学生学习了凸透镜在生活中常见的三种典型应用，已经掌握凸透镜成像规律，为本节的学习打下了知识基础。有学生是天文爱好者，在日常生活中接触并了解、使用过望远镜。本节课以制作开普勒望远镜为契机，让学生综合运用所学知识解释和解决问题，可以很好地锻炼学生的观察、合作、表达及动手能力。另外，学生在发现问题、解决问题方面还有不足，需要教师进行适时的引导和同学之间的相互讨论。
教学目标
物理观念：
1．利用凸透镜成像规律，了解望远镜的物镜与目镜的成像情况。
2．了解视角对人眼看物体大小的作用。
科学思维：
通过认识望远镜的物镜与目镜所起的作用，通过应用凸透镜成像规律分析目镜和物距之间最佳成像距离，发展学生的科学推理与科学论证的能力。
科学探究：
在设计、制作望远镜的过程中，学生经历提出问题、寻找证据、解释成因、交流总结的科学探究过程，发展科学探究能力。
科学态度与责任：
学生经历望远镜制作过程，认识到科技对社会发展和人类生活的重要影响，增强对物理学的热爱，提高动手实践和合作交流的能力。
教学重点：
实验和论证的基础上制作望远镜。
教学难点：
1．认识望远镜的物镜与目镜所起的作用。
2．应用凸透镜成像规律分析目镜和物距之间最佳成像距离。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
项目提出
1．复习凸透镜的成像规律和应用，并通过游戏认识望远镜。
通过前面的学习我们知道了凸透镜可以用于照相机——记录美好瞬间，可以用于投影仪——方便信息的传递，可以用于放大镜——让我们看清物品的细节。
活动1：同学们请看这个星球图片，然后尝试利用实验箱里的器材，比一比谁最先找到“火星”吧。
2．项目提出：如何制作一个望远镜？
进行游戏，直接观察并不能看清，尝试单个透镜观察也不能看清，最后选择通过望远镜实现了目的。通过使用望远镜来认识望远镜，体验游戏的乐趣。
回顾使用的过程，思考。
通过游戏，激发学习兴趣、积累感性经验，认识到望远镜可以将远处的物体放大。
提出本节课的任务。
项目分析
明确任务：
1．了解望远镜的基本原理。
2．设计一个望远镜，能够用它观察校园内远处的物体。
3．根据你的设计方案，选用合适的器材，制作一个望远镜并调试。
倾听并思考。
明确项目实施流程。
项目实施
1
1．望远镜的基本原理
（1）望远镜的主要结构是什么？
介绍物镜、目镜和镜筒。
（2）一种望远镜的成像原理。
活动2：尝试用一个凸透镜看A4纸上的字。
请学生思考、讨论后回答：
估测字到凸透镜的距离，结合给定的焦距，分析与论证此时该凸透镜成什么样的像？
当物体距离凸透镜足够的远时，成像会非常小。有什么办法可以放大物体的像？
活动3：尝试使用两块凸透镜组合看A4纸上的字。靠近物体的透镜称为物镜，靠近眼睛的透镜称为目镜。
再次观察A4纸上的字，通过调节物镜与目镜间的距离达到最佳的观测效果，找到最大、最清晰的像。
建议：固定物镜，前后移动目镜，观察成像情况。
请学生思考、讨论后回答：
物镜和目镜分别对应凸透镜的哪种应用？分别起到怎样的效果？
使用望远镜看到的像是比物体本身大还是小？为什么使用望远镜观察物体时感觉物体被放大了呢？
请学生尝试交换物镜和目镜，再次观察远处的物体，你有什么新发现？
如果要制作一个望远镜，应该选择什么样的凸透镜作物镜，什么样的凸透镜作目镜？
放大倍率。望远镜的放大倍率为物镜的焦距与目镜的焦距之比。
倾听并理解。
思考、讨论、回答。
物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像。
利用放大镜进行放大。
思考、讨论、回答。
(1)物镜相当于照相机，形成倒立、缩小的实像。目镜相当于放大镜，把这个很小的实像放大。
(2)使用望远镜看到的像比物体本身小。
通过阅读教材相关内容，了解视角对人看清物体的影响。
学生回答观察到的现象。
学生思考、回答。应选择物镜的焦距较大，目镜焦距较小的两个透镜来制作望远镜。
学生通过思考、讨论、分析、推理得出望远镜成像原理。
学生通过思考、阅读、讨论、分析了解物镜和目镜的作用，知道用望远镜看物体时视角变大。
引导学生通过体验、观察，知道望远镜的物镜焦距大于目镜焦距，为制作望远镜如何选择物镜和目镜做准备。
项目实施
2
2．设计简易望远镜
(1)确定放大倍率
放大倍率为2。
(2)确定物镜和目镜
提供焦距分别是10 cm和20 cm凸透镜，根据之前分析的情况，焦距10 cm的凸透镜是目镜，焦距20 cm的凸透镜是物镜。
活动4：测量并分析最佳成像距离。
使用望远镜时，我们需要前后移动镜筒，改变物镜与目镜的距离，才能看到一个最大、最清晰的像。
提出问题：
如何准确知道目镜与物镜之间成像的最佳距离？
使用光具座测量最佳距离时，是否遇到什么问题？该如何解决这一问题？
(3)设计镜筒
镜筒可以遮光，设计成两段，且两个镜筒的长度之和应略大于最佳成像间距(物镜和目镜的焦距之和，即30 cm)。
3．制作和调试望远镜
使用焦距分别是10 cm和20 cm凸透镜、瓦楞纸、剪刀、胶带等材料，通过小组合作，自制一个望远镜，实现望远功能。
思考：如何用瓦楞纸更容易地制作出更美观的镜筒？如何进行镜筒的连接？有没有办法减小望远镜两个镜筒间的缝隙？如何把镜片固定在镜筒上？
思考讨论。
学生回答：可以使用光具座进行测量。
学生思考、实践、讨论。在光具座上固定物体，调节物镜、目镜的位置，多次改变目镜和物镜间的距离，直到看到物体清晰的像，记录目镜和物镜间的距离。组间进行交流讨论。
学生提出：很难看到完整的像，外界光线有干扰。可以制作镜筒遮挡住从物镜到目镜的其他光线。
小组合作、制作望远镜。
通过活动感知和测量最佳距离，让学生学以致用、升华认识。
小组分工、讨论交流制作望远镜，锻炼动手能力、团队协作能力、沟通交流能力。
展示交流
作品展示：
1．能否实现望远功能？
2．简要介绍如何制作的镜筒。
3．介绍制作过程中遇到了什么困难？
4．通过本节课的学习，你有什么体会和收获？
以小组为单位交流、汇报展示。
培养学生总结、反思的能力。
课堂小结
引导学生从项目提出、项目分析、项目实施和展示交流四个环节进行课堂回顾。
回忆并分享本节课的流程。
总结跨学科实践活动的基本流程和路径。指引学生更好地进行其他跨学科实践课程的学习。
板书设计
5.5 跨学科实践：制作望远镜
物镜：倒立、缩小、实像，相当于照相机。
目镜：正立、放大、虚像，相当于放大镜。
放大倍率=