顯微鏡和望遠鏡 —— 初中物理第一冊教案

[教學設計]
望遠鏡和顯微鏡是透鏡的重要應用，不需要學生對他們的原理了解很深入，重點在于能夠動手制作望遠鏡和凸透鏡，提高實際解決問題的能力。
（1）課前調查。
要求學生在課前查閱有關望遠鏡、顯微鏡的知識，激發他們的好奇心和學習欲望。
（2）課堂猜想，實驗探究。
教師引導學生自主探究，自己在實驗過程中發現了如何制作望遠鏡、顯微鏡。而且還有多種途徑，使學生獲得成功感，激發學習熱情。
[教學目標 ］
1.知道望遠鏡，顯微鏡的有關常識。
2.會利用透鏡自制望遠鏡，顯微鏡。
3.對透鏡的應用產生強烈的興趣，激發學生的操作愿望，體會物理知識和生活實際相聯系。
[教具、學具、實驗器材］
1.學生用器材：（每桌一套）凹透鏡一只，兩個焦距不同的凸透鏡，透明的塑料架一個，
2.教師演示用：望遠鏡，顯微鏡（實物）。
［教學重點］
能夠利用透鏡自制望遠鏡，顯微鏡。
［課前研究課題］
1.調查望遠鏡、顯微鏡的發展史。
2.調查望遠鏡、顯微鏡的應用。
[教學過程 ]
共同探索過程 教師導航 學生活動 說明
一、投石問路
師問:我們前面學習透鏡有那些作用呢?
生答: (1)可以用凸透鏡制作照相機,它是利用凸透鏡能成縮小的實像制成的。(2) 用凸透鏡可以將物體放大。（3）用凹透鏡來矯正人的視力。（為本節課作鋪墊。）
師說：神話故事《葫蘆娃》中有一位葫蘆娃有特殊的本領,他有千里眼,能夠看到很遠以外的東西.設問:大家想不想擁有和他有一樣的本領呢?
生答:想!
師:我們只需要借用一特殊的工具就可以實現大家的愿望,那就是我們今天要共同學習的------望遠鏡!(板書)-----故事引入，激發學生興趣。
二、進行新課：
（一）望遠鏡（telescope）引出與望遠鏡相關的物理名稱
這是大家平時見到的雙筒望遠鏡（展示實物）。我們注意觀察它有幾個透鏡構成的？什么樣的透鏡呢？（展示望遠鏡的框架圖）這兩個透鏡有特定的名稱，靠近眼睛的透鏡，我們叫它目鏡；另一個叫物鏡，因為靠近被觀察物體。
生：有兩個，都是凸透鏡。
實物給學生一個立體的印象，再用課件展示雙筒望遠鏡的框架圖（突出透鏡，忽略其他的器件，避免新的難點出現）。
師問：哪位同學用過望遠鏡的？用過的舉手。哪位同學能夠給大家介紹以一下你所知道望遠鏡的知識呢？
大多數同學都舉手學生積極踴躍的發言。介紹自己找到的信息資料。
課前讓學生把收集的資料用課件的形式展現。
學生探究實踐營造探究氛圍
師：同學們介紹的都很好！如果我們身邊有透鏡，自己能不能用透鏡來組成望遠鏡呢？如果能，哪怎么樣組合呢？首先大家觀察一下你身邊有那些透鏡，有幾個？大家按照我的要求組合透鏡觀察物體，注意透鏡的變化和每個透鏡的位子！
1.先取用一只凸透鏡和凹透鏡，凹透鏡作為目鏡，以凸透鏡作為物鏡，緩慢調節兩個透鏡間的距離，直到看的最清楚為止。你看到遠處的物體有什么變化？ 它的作用和什么使一樣的呢！ 我們可不可以用透鏡自己做望遠鏡呢？怎么做？ 我們凹透鏡作為目鏡，以凸透鏡作為物鏡，可以制造望遠鏡，那么，把兩個透鏡調換位子，凹透鏡作為物鏡，以凸透鏡作為目鏡可以么？大家試一試！那么兩個凸透鏡可不可以制作望遠鏡呢？如果可以怎么組合呢？ 我們按照前面的做法來試一試，看看到底是否可行？ 可以作成望遠鏡么？認為可以的，你是如何組合兩塊不同的凸透鏡的呢？ 其他同學試一試，以焦距較小的的凸透鏡代替凹透鏡作為目鏡，焦距較大的作為物鏡，緩慢調節兩透鏡的距離。看行不行？誰能總結一下，我們有幾種方法來自制望遠鏡？
生：兩個大小不一樣的凸透鏡，一個凹透鏡。學生動手操作
生：遠處的物體變近了！生：望遠鏡生：可以！凹透鏡作為目鏡，以凸透鏡作為物鏡。學生操作。生：一片模糊，不可以學生操作生：可以！還有說：不可以！生：以焦距較小的的凸透鏡代替凹透鏡作為目鏡，焦距較大的作為物鏡，調節兩透鏡的距離就可以了。
學生按要求操作。生：遠處的物體變近了！生：兩種1.凹透鏡作為目鏡，以凸透鏡作為物鏡。2.以焦距較小的的凸透鏡作為目鏡，焦距較大的作為物鏡。
設疑，激發學生興趣。兩透鏡之間移動不能快，使人頭暈！讓學生獲得成功感，激發學生的探索熱情。教師不斷提問，引導學生逐步探索。

（二）顯微鏡（microscope）
在用兩凸透鏡做望遠鏡試，看不清的同學你試如何擺放凸透鏡的？大家按照這樣的方法組合透鏡，來看你們頭發絲，你會有什么發現？恭喜大家，你們制造出了一個顯微鏡。以焦距較大的凸透鏡作為目鏡，焦距較小的作為物鏡。我們不可以看見遠處的物體，但是我們可以看見細小得物體。這就變成了顯微鏡。現在手邊只有一只凸透鏡能不能制作凸透鏡呢？
生：以焦距較大的凸透鏡作為目鏡，焦距較小的作為物鏡。學生操作
生：頭發絲變的很粗。
（用學生的矛盾和疑問引入顯微鏡。讓學生再次獲得成功的感覺，激發探索的欲望！設疑、學生思考）
小小發現
大家在這個透明的塑料盒上滴一滴水，在把旁邊帶有小箭頭的紙片放到它的正下方，看箭頭有什么變化？ 這個水滴的作用和什么是一樣的？我們再試著用大凸透鏡作為目鏡來觀看水滴，緩慢調節透鏡和水滴的距離，你回看到什么現象？我們把箭頭換成頭發絲，觀察一下？在我們缺少凸透鏡的條件下，怎么制作顯微鏡呢？

小結：

原來自物體的光先通過物鏡形成一個放大的實像，通過目鏡又一次被放大，這樣顯微鏡觀察到的像比實物大很多倍。（展示顯微鏡實物）這個就是我們生物實驗室用的顯微鏡，哪為同學給大家詳細介紹一下關于顯微鏡的有關知識。
生：變大了。生：凸透鏡。生：箭頭變的特別大。生：頭發變的很粗。生：可以用小水滴等代替凸透鏡。學生介紹。（鍛煉學生解決問題的能力。）
結合課件敘述。
學生總結：這節課你學會了那些知識？
生：學會了制作望遠鏡和顯微鏡。

1.凹透鏡作為目鏡，以凸透鏡作為物鏡，可以作成望遠鏡。

2.以焦距較小的的凸透鏡作為目鏡，焦距較大的作為物鏡，可以作成望遠鏡。

3.以焦距較大的凸透鏡作為目鏡，焦距較小的作為物鏡，可以作成顯微鏡。

4.沒有透鏡，我們可以找生活中的物體來代替。（培養總結，概括能力。）
課后鞏固。
回家后，利用透鏡制做望遠鏡和顯微鏡。沒有透鏡的，我們可以找一些透鏡的替代品！

有關知識：
一.望遠鏡
1、 望遠鏡的作用：可以將遠處的物體變的很近。用一架好的雙筒望遠鏡可以清晰地看見月球上的環行山，還可以看到許多平時看不到的星星。
2、 發展史：
（1）1608年，荷蘭的一位眼鏡制造商無意間通過凹透鏡（作為目鏡）和凸透鏡（作為物鏡）看遠處的物體，意外的發現遠處的物體變近了，從而導致了望遠鏡的發明.
（2）第一位把望遠鏡用于科學研究的是意大利物理學家伽利略.1609年他用自制的望遠鏡（如圖4—18所示）觀察天體，以確鑿的證據支持了哥白尼的＂日心說＂.由于伽利略長期用望遠鏡直接觀察太陽.，沒有采取保護措施，晚年時不幸雙目失明.
（3）1611年德國天文學家開普勒用凸透鏡代替凹透鏡作為目鏡，用兩個凸透鏡組成望遠鏡，如圖4—19所示.這種望遠鏡視野較廣，特別適宜于觀察行星和月球，通常稱開普勒望遠鏡.
（4）請大家圖4—12，這個外形很像雷達是射電望遠鏡拋物面天線，經計算機連接可以組成一臺超級望遠鏡.
（5）請看圖4—21，這個就是哈勃空間望遠鏡，1990 年被送入太空，使我們觀測宇宙的能力空前提高.

二.顯微鏡。
1.20世紀90年代研制的超分辨率透射電子顯微鏡，放大率可達1500倍，使人能直接觀察到原子。
2.982年發明了隧道顯微鏡，不僅分辨率高，而且可以操縱單個原子或分子，改變物質結構。