DJ美女试看(苏科版物理八年级上册第三章跨学科实践：自制天文望远镜教学设计)

一、教学目标

1. 知识、技能与应用：

学生能理解凸透镜成像原理在天文望远镜中的应用，掌握天文望远镜的制作方法，学会调节天文望远镜看清远处物体。

2. 科学探究与科学思维：

通过制作活动，培养动手实践、观察分析、合作探究及解决问题的能力，提升思维能力和解决问题能力。

3. 科学态度与责任：

激发对物理学科的兴趣，体验自制工具的成就感，培养耐心细致严谨认真的科学品质与创新精神。

二、教学重难点

1. 重点：明确天文望远镜物镜与目镜的作用，成功制作简易望远镜。

2. 难点：根据实际观察需求，恰当选择、搭配凸透镜焦距，精准调节物距、像距以获得清晰像。

三、教学方法

讲授法、实验法、小组合作法

四、教学准备

不同焦距的凸透镜多组、纸筒（或PVC管）、剪刀、胶水、观察目标物（如远处风景、文字标识等）、多媒体课件

五、教学过程

（一）项目提出

科学家利用巨大的天文望远镜接收来自遥远星系的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙的了解越来越深入。如何制作一个望远镜？实现望远的功能。

（二）项目分析

结合动画演示，复习凸透镜成像基本规律，如当物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像（物镜成像原理）；当物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像（目镜成像原理）

天文望远镜的结构对于学生来说是陌生的，学生尚不具备对望远镜成像原理的认识。若直接告诉学生望远镜的组装顺序，学生将失去自我探索的乐趣。故本节课将用3个活动拆解望远镜结构，进而设计出合理的望远镜。

活动1：尝试用一个凸透镜看清远处的物体。

学生得到结论：使用1个凸透镜无法实现望远镜的功能。

活动2：尝试使用两块凸透镜组合，观察远处的物体时，可以试着调节两个凸透镜间的距离，以达到最佳的观察效果。

学生得到结论：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。

活动3：交换物镜和目镜，再次观察远处的物体，你有什么新发现？

学生得到结论：制作望远镜的两个凸透镜物镜的焦距较大，目镜焦距较小。

教师讲解凸透镜成像原理，并分析其在望远镜设计中的应用。学生自学视角和放大倍率。

（三）设计与规划：设计望远镜

1.计算与设计

确定望远镜的放大倍数为2倍。选择合适的物镜焦距（20cm）和目镜焦距（10cm）。绘制初步设计图。

2.列出材料清单

所需材料包括：两种不同的凸透镜（直径4cm,焦距10cm；直径5cm，焦距20cm）、纸筒（内径4cm和内径5cm两种）、硬卡纸、卡扣、胶带、剪刀、尺

3.讨论与优化

小组讨论设计方案，考虑：

(1)如何固定透镜。

(2)如何调整透镜间距并确定最佳成像距离。

(3)怎样减小物镜筒与目镜筒之间的缝隙。

（四）制作与组装：动手制作望远镜

分组制作：将学生分成 4 人小组，每组进行制作。

选择镜片：指导各小组依据观察目标，挑选物镜（焦距较长，焦距20cm）、目镜（焦距较短，焦距5cm），可对比不同组合试看效果。

组装：用剪刀裁剪纸筒到合适长度，将选好的物镜、目镜分别固定在纸筒两端，确保镜片与纸筒垂直，用胶水粘牢，可在内部加垫卡纸调整镜片位置。

调试观察：小组用自制望远镜观察远处物体，如校园建筑、大树等，调节纸筒长度（改变物距、像距），尝试看清不同距离目标，记录遇到的问题，教师巡视，对调节困难小组给予针对性指导。

（五）实验与验证：测试望远镜性能

使用制作的望远镜进行实验，验证其功能。将望远镜对准远处，记录能否清晰看到。使用数据表记录实验结果，例如：放大倍率是否达到预期、成像清晰度是否满意。分析实验问题：分析影响成像质量的因素（如透镜质量、安装精度）；提出优化方案。

（六）展示与交流：分享制作过程与实验成果

展示：各小组推选代表展示自制望远镜，分享制作过程中的困难与解决办法，如镜片固定不牢、成像模糊如何调整。

交流：选取部分小组望远镜，观察同一远处目标，比较不同望远镜成像清晰度、放大倍数差异，分析原因，讨论改进方向。

（七）对望远镜进行改进和升级

学生使用天文望远镜观察远处的物体，发现成倒立的像，观察此天文望远镜的结构，思考如何才能看到物体正立的像?

六、教学评价

1. 制作成果评价：观察望远镜制作完成度、镜片安装精度、外观整洁度，考量小组协作默契度。

2. 观察效果评价：通过小组观察记录、现场展示对比，评价望远镜成像清晰度、放大倍数是否达标。

3. 过程表现评价：关注学生在知识讲解、小组制作、调试交流环节的参与度、思考深度、问题解决能力。

七、教学反思

学生的收获非常大。学生们了解了望远镜的原理，锻炼了探究思维，培养了动手能力，小组之间团结协作，加深了同学之间的友谊。但制作环节易出现时间紧张、小组分工混乱问题，需提前规划好时间，明确分工要求；知识讲解时，部分学生对复杂成像规律理解慢，可结合实物模型多演示；后续可增加与天文知识结合活动，拓展物理学习视野。