五、望远镜与显微镜教学教案设计

综合实践活动

项目学习：《玩转透镜之望远镜和显微镜》

南京二十九中致远初级中学 张

露

一、活动目标

1、通过实践活动尝试将两个透镜组合起来，达到看清近处微小物体或远处物体的效果，了解两个透镜的组合具有显微或望远的作用。

2、通过参与体验活动，了解简易显微镜和望远镜的基本结构，能利用提供的材料设计并组装简易显微镜和望远镜。

3、在实践过程发现问题，并想办法解决问题，在活动过程中培养发现问题、分析问题解决问题的能力。结合物理课程培养探究精神和学科思维及素养。

4、通过活动初步体验STEM教学过程，感知科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics）在实际生活和科技中的重要性。

5、了解望远镜发展的历程及其在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用，了解显微镜的发展情况及应用前景，认识科技对人类生活的重要性，培养爱国主义情怀。

二、准备实践材料

（活动是在课内完成，多数器材由教师课前准备好）

1.根据简易望远镜和显微镜的结构，给学生准备直径都为5cm的，焦距为5cm、9cm、25cm的凸透镜和焦距为-10cm的凹透镜，这几个透镜组合就可以满足设计和制作的要求。 2.玻璃透镜的固定，建材市场买来PVC水管的连接头，内径刚好5cm，将透镜用玻璃胶固定到连接头内。

图1

透镜和固定透镜的水管连接头

3.

为了安装两个透镜（物镜和目镜），并实现方便调节透镜间距离的效果，准备

了内径5.007cm的红色PVC水管，外径5cm的白色PVC水管，课前用切割机切割好几种规格的长度，装在收纳箱里供学生自由选择。（长度5cm、8cm、10cm、15cm、20cm等）

图2 内径5.007cm的外筒

4.固定工作，刻度尺、准备小螺丝、电钻、电动螺丝刀，每组一套。

三、任务引领式的活动过程

活动引入：复习凸透镜成像可以应用于放大镜、投影仪、照相机等，根据经验，简单的透镜组合还可以达到显微和望远的效果。

引导学生从观察教室投影仪在屏幕上成像现象：f

活动任务一：设计并制作简易显微镜

1．尝试用两个透镜组合成“显微镜”来看清微小的字。

图3

卡片上大小不同的字

取出小盒子中第一层透镜f=5cm和f=25cm各两个（每组6位同学内部3位一起，可相互交流）

在尝试的过程中注意记录两个信息：

（1）

你选用的物镜焦距较_____（选填“大”或“小”），目镜焦距较______（选填“大”或“小”）. （2）

当看清微小字时两透镜间的距离约_______cm. 活动现况：有的组学生没有注意控制物镜到卡片上字的距离在一倍焦距和两倍焦距之间，第一次成倒立放大的实像，活动过程中适当提醒。用手拿着两个透镜容易晃动，不太容易稳定地看清楚。

2．尝试选择材料，安装固定两个透镜，并实现方便调节透镜间距离的效果。

取出箱子里准备好的红色和白色PVC管，根据之前记录的两个透镜的距离选择合适的长度，将透镜安装固定起来，并利用白色外径5cm的PVC管在红色内径5.007cmPVC管中移动，以达到调节透镜间距离的效果。

图4 学生选择的材料

3．小组合作制作显微镜，交流汇报活动经验。

小组合作时记录在活动过程中遇到的问题及解决办法。

图5学生设计组装半成品

活动任务二：设计并制作简易望远镜

1.不离开自己的座位，用什么光学器材能看清远处墙上的字呢？ 在教室的最远处贴上几个字，学生直接看，看不清。请一位同学用望远镜看后读出来。

图6

为了提高趣味性，墙上贴的字

2.

尝试用透镜组合成“望远镜”来看清远处墙上的字，将重要信息记录在表格中。

提供材料：每组10cm、9cm、25cm透镜各两个。

表格：

透镜种类

物镜

目镜

透镜焦距/cm

成像性质

透镜间距离/cm

表格中的信息可以帮助学生设计制作望远镜时选择较快速的选择合适的材料。

3.小组合作制作望远镜。选择材料，固定两个透镜，并且还要能方便调节透镜间的距离。

图7

选材1

图8

选材2

通过尝试，交流、引导每一组6位同学都能尝试找到如图两种组合：

材料1组合能观察到正立的像：-10cm的凹透镜作为目镜，25cm的凸透镜作为物镜，两透镜距离在16cm左右，眼睛视力不同的人调整的距离不同。

材料2组合能观察到倒立的像：9cm凸透镜作为目镜，25cm的凸透镜作为物镜，两透镜距离36cm左右。

为了方便调节距离以满足不同视力的人需求和看清不同距离物体，选择长度不同的红色外筒和白色内筒配合。

图9 简易伽利略望远镜 图10 简易开普勒望远镜

4.来到教室外面的操场上，利用组装好的望远镜观看远处的物体，看谁的作品能观察得又远又清晰。

活动任务三：综合实践活动评价方式

提出问题小组讨论后小组代表交流

1．你觉得可以从哪些方面进行评价？

2．你们组有哪些优点和不足之处？如何改进？

通过实践，本环节是这节综合实践活动课的精华部分，学生们通过之前开展的各项活动，体会到了遇到难题时的困扰、动手操作中的不足、同伴合作的重要、观察发现问题并解决问题的自豪、成功完成制作的喜悦。基本每一组同学都讲出了各自优点不足及改进，也中肯地对自己的活动过程进行了评价。

教师总结本节活动课，并拓展介绍了望远镜和显微镜的相关知识，学生也了解望远镜发展的历程及其在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用，了解显微镜的发展情况及应用前景，认识科技对人类生活的重要性。

活动任务四：可持续发展----课外学习

课后通过各种途径了解更多关于望远镜和显微镜的相关知识及其在实际中的应用。对自己制作的望远镜和显微镜进一步改进。