幻燈片1：封面標題：5.5跨學(xué)科實踐：制作望遠鏡副標題：融合光學(xué)原理與手工制作的探究之旅學(xué)科關(guān)聯(lián)：物理（凸透鏡成像）、數(shù)學(xué)（比例計算）、美術(shù)（外觀設(shè)計）幻燈片2：課程導(dǎo)入情境創(chuàng)設(shè)：展示兩組圖片：一組是天文望遠鏡觀測星空的壯麗畫面（如月球表面、行星特寫），另一組是生活中用望遠鏡觀察遠處景物的場景（如演唱會、戶外觀測）。提問引導(dǎo)：“同學(xué)們，望遠鏡能讓我們看清遙遠的物體，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)藏著怎樣的光學(xué)秘密？我們能否利用身邊的材料，親手制作一臺簡易望遠鏡？這節(jié)課，我們就通過跨學(xué)科實踐，揭開望遠鏡的奧秘并完成制作！”幻燈片3：望遠鏡的基本原理（物理學(xué)科）核心原理講解：簡易望遠鏡（開普勒望遠鏡）主要由物鏡和目鏡兩組凸透鏡組成，利用凸透鏡成像規(guī)律實現(xiàn)“拉近”遠處物體的效果：物鏡作用：相當于照相機的鏡頭，對遠處物體（物距u＞2f）成倒立、縮小的實像，像距f＜v＜2f，將遠處物體的像“拉近”到目鏡的焦點附近。目鏡作用：相當于放大鏡，物鏡成的實像位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)（u＜f），目鏡將其放大成正立、放大的虛像，最終人眼看到的是經(jīng)過兩次成像后的“遠處放大像”。光路圖演示：展示開普勒望遠鏡的光路圖，標注物鏡、目鏡、實像、虛像的位置，清晰呈現(xiàn)光線傳播和成像過程。幻燈片4：望遠鏡的放大倍數(shù)（數(shù)學(xué)學(xué)科）放大倍數(shù)計算：簡易望遠鏡的放大倍數(shù)與物鏡、目鏡的焦距密切相關(guān)，公式為：放大倍數(shù)=物鏡焦距（f物）÷

目鏡焦距（f目）。舉例說明：若選擇焦距為10cm的凸透鏡作為物鏡，焦距為2cm的凸透鏡作為目鏡，則放大倍數(shù)=10cm÷2cm=5倍，即通過望遠鏡看到的物體大小是直接觀察的5倍。注意事項：物鏡焦距應(yīng)大于目鏡焦距（f物＞f目），且兩者焦距差距越大，放大倍數(shù)越高，但視野會相應(yīng)變小?；脽羝?：制作材料準備（跨學(xué)科整合）材料清單（分基礎(chǔ)材料和裝飾材料，兼顧實用性與創(chuàng)意性）：材料類別具體物品用途學(xué)科關(guān)聯(lián)核心光學(xué)材料2個凸透鏡（焦距差異明顯，如f物=15cm、f目=3cm）作為物鏡和目鏡，實現(xiàn)成像與放大物理（光學(xué)）主體支撐材料2個紙筒（長度適配焦距，如長筒20cm、短筒8cm，直徑略大于凸透鏡）、硬紙板、膠帶、剪刀搭建望遠鏡的主體框架，固定鏡片手工（結(jié)構(gòu)搭建）輔助測量材料直尺、卷尺測量紙筒長度、凸透鏡焦距，確保安裝位置準確數(shù)學(xué)（長度測量）裝飾創(chuàng)意材料彩筆、貼紙、顏料、彩色卡紙美化望遠鏡外觀，體現(xiàn)個性化設(shè)計美術(shù)（外觀裝飾）材料選擇建議：紙筒可選用衛(wèi)生紙筒、保鮮膜內(nèi)筒等廢舊材料，踐行“環(huán)保理念”；凸透鏡可使用放大鏡鏡片（拆去手柄）或?qū)嶒炗猛雇哥R?；脽羝?：制作步驟（分步驟指導(dǎo)）Step1：測量與裁剪（數(shù)學(xué)+手工）根據(jù)物鏡焦距（如15cm），裁剪長紙筒（長度約為18-20cm，預(yù)留安裝空間）；根據(jù)目鏡焦距（如3cm），裁剪短紙筒（長度約為6-8cm）。用直尺在紙筒一端標記出與凸透鏡直徑匹配的圓圈，用剪刀沿標記線剪去部分紙筒（預(yù)留1-2cm邊緣用于固定鏡片）。Step2：固定鏡片（物理+手工）固定物鏡：將焦距較長的凸透鏡（物鏡）放入長紙筒的裁剪端，確保鏡片中心與紙筒軸線對齊，用膠帶沿邊緣固定，避免鏡片晃動。固定目鏡：將焦距較短的凸透鏡（目鏡）放入短紙筒的裁剪端，重復(fù)上述操作，完成目鏡固定。Step3：組裝主體（結(jié)構(gòu)搭建）檢查長、短紙筒的直徑：確保短紙筒能套在長紙筒內(nèi)部，且可自由滑動（用于調(diào)節(jié)物鏡與目鏡的距離，找到清晰的像）。將短紙筒（目鏡端）套入長紙筒（物鏡端），調(diào)整兩紙筒的重疊長度（初始重疊約5cm），簡易望遠鏡的主體結(jié)構(gòu)初步完成。Step4：外觀裝飾（美術(shù)學(xué)科）用彩筆、貼紙或顏料在紙筒表面繪制圖案（如星空、幾何圖形、卡通形象），設(shè)計個性化外觀。若使用硬紙板，可制作望遠鏡的“支架”（如三角形底座），增強穩(wěn)定性，完成整體裝飾?；脽羝?：制作注意事項（安全與質(zhì)量）安全提示：使用剪刀裁剪紙筒時，避免剪刀尖朝向自己或同學(xué)；粘貼鏡片時，膠帶邊緣需平整，防止劃傷手。質(zhì)量把控：鏡片固定要牢固，防止使用時掉落；兩紙筒軸線需對齊，避免因偏移導(dǎo)致成像模糊；滑動紙筒時動作輕柔，避免紙筒變形影響調(diào)節(jié)。小組協(xié)作：建議4-5人一組，分工完成測量、裁剪、固定、裝飾任務(wù)，培養(yǎng)團隊合作能力?；脽羝?：成果檢驗與調(diào)試（實踐驗證）檢驗步驟：初步調(diào)試：小組成員輪流使用自制望遠鏡觀察遠處物體（如教室窗外的樹木、遠處的教學(xué)樓），緩慢滑動短紙筒（調(diào)節(jié)物鏡與目鏡距離），直到看到清晰的像。效果評估：觀察是否能“放大”遠處物體（對比直接觀察與通過望遠鏡觀察的大小差異）；檢查成像是否清晰，若模糊，可調(diào)整鏡片位置或紙筒對齊度；記錄望遠鏡的實際放大效果，與理論計算的放大倍數(shù)對比（如理論5倍，實際是否接近）。問題解決：若無法看到像：檢查鏡片是否裝反（凸透鏡兩面均可使用，無需區(qū)分正反）、紙筒是否對齊；若成像模糊：調(diào)整兩紙筒的距離，或更換透明度更高的凸透鏡。幻燈片9：跨學(xué)科知識梳理（總結(jié)關(guān)聯(lián)）學(xué)科融合總結(jié)表：學(xué)科涉及知識與技能在實踐中的應(yīng)用物理凸透鏡成像規(guī)律（物鏡u＞2f成實像，目鏡u＜f成虛像）、光路分析確定物鏡和目鏡的選擇標準，理解望遠鏡成像原理數(shù)學(xué)長度測量（紙筒長度、焦距）、比例計算（放大倍數(shù)=物鏡焦距

÷

目鏡焦距）精準裁剪紙筒，計算并驗證望遠鏡放大倍數(shù)美術(shù)色彩搭配、圖案設(shè)計、手工裝飾美化望遠鏡外觀，提升作品的創(chuàng)意性和觀賞性綜合實踐材料選擇、工具使用、小組協(xié)作、問題解決完成望遠鏡制作，調(diào)試并優(yōu)化成果，培養(yǎng)實踐能力幻燈片10：拓展與延伸類型拓展：介紹不同類型的望遠鏡（如伽利略望遠鏡用凹透鏡作目鏡，成正立像；反射式望遠鏡用凹面鏡作物鏡，適合天文觀測），鼓勵學(xué)有余力的同學(xué)課后探究。功能優(yōu)化：提出改進建議，如在紙筒內(nèi)壁貼黑色卡紙（減少光線反射，提升成像清晰度）、增加調(diào)節(jié)旋鈕（精準控制紙筒滑動），引導(dǎo)學(xué)生課后完善作品。科學(xué)探索：推薦觀看天文觀測紀錄片，鼓勵學(xué)生用自制望遠鏡觀察月球（夜間），記錄觀測結(jié)果，撰寫“我的望遠鏡觀測日記”?；脽羝?1：課堂總結(jié)重點回顧：知識層面：掌握開普勒望遠鏡的成像原理（物鏡成實像、目鏡成虛像），學(xué)會計算放大倍數(shù)，理解跨學(xué)科知識的關(guān)聯(lián)應(yīng)用。實踐層面：完成簡易望遠鏡的制作與調(diào)試，提升測量、手工、協(xié)作能力，解決實踐中的問題。情感層面：感受科學(xué)與手工結(jié)合的樂趣，激發(fā)對光學(xué)儀器和天文探索的興趣，培養(yǎng)環(huán)保意識（利用廢舊材料）?；脽羝?2：實踐作業(yè)完善自制望遠鏡：根據(jù)課堂調(diào)試結(jié)果，課后優(yōu)化作品（如添加支架、改進裝飾、提升成像清晰度），下節(jié)課展示“最佳改進獎”作品。撰寫實踐報告：包含“原理分析、制作步驟、遇到的問題與解決方法、觀測結(jié)果、收獲與體會”五個部分，字數(shù)300-500字。家庭分享：向家人展示自制望遠鏡，講解其工作原理，邀請家人一起用望遠鏡觀察遠處景物，記錄家人的反饋。2024人教版版物理八年級上冊5.5跨學(xué)科實踐：制作望遠鏡第五章

透鏡及其應(yīng)用aiTujmiaNg1.望遠鏡的結(jié)構(gòu)：有一種望遠鏡由兩組凸透鏡組成，靠近眼睛的叫______，靠近被觀測物體的叫_______。目鏡物鏡預(yù)習(xí)檢測3.物體的兩端到人眼處所夾的角叫_______，物體越_____，物體與人眼的距離越_____，其視角就越大。2.望遠鏡的物鏡相當于一個照相機的鏡頭，成倒立、____的_____像，望遠鏡的目鏡相當于一個放大鏡，成正立、______的_____像?？s小實放大虛視角大小情境導(dǎo)入科學(xué)家利用巨大的天文望遠鏡接收來自遙遠星系的信息。通過分析這些信息，人們對宇宙了解得越來越深入了。如圖所示，你能根據(jù)透鏡成像的知識，自己制作一個望遠鏡嗎？或許你能用它作出新的發(fā)現(xiàn)呢!活動1：1.先用一個凸透鏡觀察提前寫好的小字，得到放大的像，注意成像情況。2.再用另一個凸透鏡觀察上面看到的像，進一步得到清晰放大的像，注意成像情況。成倒立、放大、的實像成正立、放大、的虛像觀察與思考活動2：1.先用一個凸透鏡觀察遠處的物體，注意成像情況。2.再用另一個凸透鏡觀察前面所成的像，注意成像情況。3.調(diào)換兩個透鏡的位置，你有什么發(fā)現(xiàn)？成倒立、縮小、的實像成正立、放大、的虛像觀察與思考望遠鏡的基本原理剛才活動中的光路圖這個也是常見單筒望遠鏡的基本原理圖望遠鏡的基本原理伽利略望遠鏡和開普勒望遠鏡物鏡目鏡F1F2F11F2望遠鏡的基本原理思考：物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據(jù)前面探究的結(jié)果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到放大了呢？思考：位于圖中的位置，兩個物體誰看起來會大一些呢？21視角：從眼睛的光心向觀察物體的兩端所引的兩條直線的夾角。物體對眼睛所成的視角越大，它在視網(wǎng)膜上所成的像就越大，觀察起來越清晰。望遠鏡的基本原理望遠鏡的基本原理視角及視角大小的影響因素

視角的大小與物體大小和物體到人眼的距離有關(guān)。說明：望遠鏡的放大倍率為f物/f目，。其中，f物是物鏡的焦距，f目是目鏡的焦距。望遠鏡的放大倍數(shù)=——————f物f目f物是物鏡的焦距，

f目是目鏡的焦距。望遠鏡的基本原理

使用望遠鏡時，我們前后拉動鏡筒，調(diào)節(jié)目鏡與物鏡的距離，可以看到一個最大、最清晰的像。如何準確知道成像的最佳距離？望遠鏡的基本原理為了讓成像質(zhì)量好一些，其放大倍數(shù)不過大，取放大倍數(shù)為2至3倍即可。

如果要制作一個望遠鏡，應(yīng)該選擇什么樣的凸透鏡做物鏡，什么樣的凸透鏡做目鏡？1.確定望遠鏡倍率望遠鏡的放大倍數(shù)=——————f物f目制作望遠鏡2.選擇物鏡和目鏡（1）焦距：根據(jù)放大倍數(shù)，選擇焦距合適的兩塊凸透鏡。（2）直徑：物鏡的直徑還要比目鏡的直徑大一些。測量凸透鏡的直徑，以便于制作直徑合適的鏡筒。制作望遠鏡

假設(shè)物體距離物鏡很遠，請根據(jù)凸透鏡成像特點，推理并論證成像的最佳距離。最佳成像間距約等于物鏡焦距與目鏡焦距之和，即f物+f目?；顒?：確定最佳成像距離制作望遠鏡

通過兩個凸透鏡組合使用，兩次成像，可以使我們看清楚遠處的物體。通過光具座可以實現(xiàn)共軸調(diào)節(jié)。相較于手持望遠鏡，還有哪些不足之處？制作望遠鏡

實驗步驟：①如圖所示組裝實驗器材，調(diào)節(jié)光源、兩個不同焦距的凸透鏡，使三者中心位于同一水平高度；制作望遠鏡

實驗步驟：②將F型光源放在98cm刻度線處，物鏡（f=10cm）放在20cm刻度線處，前后調(diào)節(jié)目鏡（f=5cm）直至透過凸透鏡看到F型光源最大、最清晰的像。記錄物鏡與目鏡之間最佳成像距離。制作望遠鏡設(shè)計鏡筒在用望遠鏡對不同遠近的物體進行觀察時，需要調(diào)節(jié)兩塊凸透鏡間的距離。鏡筒可以設(shè)計成兩段，讓物鏡的鏡簡較目鏡的鏡筒粗一些，這樣套在一起，便于在使用時調(diào)節(jié)。觀察最遠處的物體時，兩塊凸透鏡闥的距離約等于兩塊凸透鏡的焦距之和；觀察較近處的物體時，兩塊凸透鏡間的距離要稍大一些。制作望遠鏡

觀察手持望遠鏡，嘗試使用凸透鏡、瓦楞紙、剪刀、膠帶等材料，通過小組合作，自制一個望遠鏡，實現(xiàn)望遠功能?；顒?：制作望遠鏡制作望遠鏡①如圖所示，分別用瓦楞紙包裹物鏡、目鏡，制作鏡筒。②根據(jù)測算的最佳距離，確定鏡筒的長度范圍。裁出凹槽，作為目鏡和物鏡前后調(diào)節(jié)的軌道。③將兩個鏡筒嵌套在一起。根據(jù)需要，調(diào)整目鏡鏡筒的粗細，以便實現(xiàn)共軸調(diào)節(jié)。目鏡物鏡自制望遠鏡制作望遠鏡1.把目鏡鏡筒插入物鏡鏡筒內(nèi)，把目鏡放到眼前，通過望遠鏡觀察遠處的物體。2.在觀察時要通過對鏡筒長度的調(diào)節(jié)，改變物鏡與目鏡間的距離，直到在望遠鏡中看到遠處物體清晰的像為止?；顒?：試用與調(diào)整制作望遠鏡

作品展示：1.自制的望遠鏡能否看清楚遠處的物體？

2.簡要介紹如何制作的鏡筒。3.介紹制作過程中遇到了什么困難？

4.該望遠鏡還有哪些可以改進之處？制作望遠鏡這里制作的望遠鏡使用了兩塊凸透鏡，觀察到的遠處物體的像是倒立的，怎樣才能通過望遠鏡看到正立的像呢?有兩種方法：第一種是使用兩個相互垂直的平面反射裝置把所成的像先上下顛倒一次，再左右顛倒一次。第二種是物鏡使用凸透鏡，目鏡使用凹透鏡，望遠鏡所成的像就是正立的了。請你利用上面的方法改進你制作的望遠鏡，也可以針對你發(fā)現(xiàn)的望遠鏡的其他問題，設(shè)計解決的辦法，讓你的望遠鏡更加完善。制作望遠鏡第一位把望遠鏡指向天空的是意大利物理學(xué)家伽利略。他第一個觀測到木星的衛(wèi)星，太陽黑子和月球上的環(huán)形山。科學(xué)世界大航海時期的望遠鏡觀察敵情觀測太空科學(xué)世界哈勃空間望遠鏡世界最大單面望遠鏡射電望遠鏡：天眼科學(xué)世界我們的宇宙中擁有上千億個星系。銀河系只是這上千億個星系中的一個。太陽只是銀河系中數(shù)千億顆恒星中的一員，地球是太陽系中的一顆普通行星科學(xué)世界1.

在跨學(xué)科實踐課上，同學(xué)們開展了“制作望遠鏡”的項目化學(xué)習(xí)活動，設(shè)計一個望遠鏡，并用它觀察校園內(nèi)遠處的物體，下面是同學(xué)們的實踐過程，請幫助完成以下內(nèi)容。［項目分析］（1）了解望遠鏡的基本原理。（2）設(shè)計一個望遠鏡，能夠用它觀察校園內(nèi)遠處的物體。（3）根據(jù)你的設(shè)計方案，選用合適的器材，制作一個望遠鏡并進行調(diào)試。［項目實施］

（1）了解望遠鏡的基本原理如圖甲所示的望遠鏡也是由兩組凸透鏡目鏡物鏡縮小實像放大鏡________組成的，靠近眼睛的叫作______，靠近被觀測物體的叫作______。物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成______（填“放大”或“縮小”）的______（填“實像”或“虛像”），目鏡的作用當于一個________，用來把這個像放大。

②選擇合適的物鏡和目鏡。望遠鏡被譽為“洞察宇宙的眼睛”。選擇兩塊焦距和口徑不同的凸透鏡制作望遠鏡。Ⅰ.物鏡應(yīng)該選擇的凸透鏡是(

)A.焦距長、口徑小B.焦距長、口徑大C.焦距短、口徑大D.焦距短、口徑小BⅡ.目鏡應(yīng)該選擇的凸透鏡是(

)A.焦距長、口徑小B.焦距長、口徑大C.焦距短、口徑大D.焦距短、口徑小D

（3）制作及調(diào)試望遠鏡①制作②試用與調(diào)整一只手握住物鏡鏡筒保持不動,另一只手不斷調(diào)整目鏡鏡筒的位置,直到在望遠鏡中看到校內(nèi)遠處物體清晰的像為止,此時遠處的物體通過自制望遠鏡成的是______（填“正立”或“倒立”）______（填“放大”或“縮小”）的像。倒立縮小［展示交流］

小明用該望遠鏡看遠處物體時，發(fā)現(xiàn)像與物相比較上下、左右都顛倒了，為使看到的像與物相比不失真，老師建議他將望遠鏡設(shè)計成物鏡與目鏡不共軸、中部為空腔的形狀（圖丙所示），再利用幾片小平面鏡，安裝到中部空腔內(nèi)以改變光路，可以滿足要求。小明按照圖丁所示方法，將兩塊平面鏡彼此平行安裝在空腔中，你認為這樣制作能夠達到要求嗎？______（如果能，請說明理由；如果不能，請保留圖上可取的設(shè)計，對無用的設(shè)計打“×”，并補上接下來的設(shè)計，只需補上一步即可）。中部空腔內(nèi)至少需要___塊平面鏡。不能4如圖所示返回2.

反射式望遠鏡的原理如圖甲，利用一個球面反射鏡將進入鏡頭的光線會聚后反射到位于鏡筒前端的一個平面鏡上，然后再由這個平面鏡將光線反射到鏡筒外的目鏡里，這樣我們便可以觀測到星空的影像。而光學(xué)望遠鏡的原理如圖乙，下列說法正確的是(

)A.

反射式望遠鏡的主鏡是凹面鏡，不遵循光的反射定律B.

反射式望遠鏡利用了小孔成像的原理C.

光學(xué)望遠鏡的目鏡成倒立、縮小的實像D.

光學(xué)望遠鏡的物鏡成像原理與照相機相同【點撥