《光與影》教學(xué)設(shè)計

張衡嘉

摘 要：本節(jié)課為小學(xué)科學(xué)五年級上冊第二單元《光》第一節(jié)，題為《光與影》。本單元讓學(xué)生探究光的傳播特點（路徑、反射）、光照強弱和溫度的關(guān)系，并在前面研究的基礎(chǔ)上讓學(xué)生自主設(shè)計制作太陽能熱水器。本節(jié)課引出兩個科學(xué)概念：影子產(chǎn)生需要光源、遮擋物和接光屏；影子的變化規(guī)律，物體距離光源越近影子越大、入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)、物體接受光的角度不同影子的形狀不同。其中，探尋影子變化規(guī)律、了解入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)是本課探究的重點。

關(guān)鍵詞：光與影；教學(xué)設(shè)計；實驗

教育理論指導(dǎo)：

本課主要利用“5E教學(xué)模式”進行教學(xué)。通過“參與—探究—解釋”三個階段讓學(xué)生建構(gòu)起影子變化規(guī)律的概念，即物體距離光源越近影子越大、入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)、物體接受光的角度不同影子的形狀不同。對于影子產(chǎn)生的要素、光源、遮擋物、接光屏、投影等概念，由于比較簡單，且不少學(xué)生已經(jīng)有所了解，采用談話、講授的方式進行教學(xué)。在學(xué)生通過探究，成功構(gòu)建影子變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，在“精細化”階段介紹投影的實際應(yīng)用，以拓展學(xué)生的視野并利用“太陽下打傘”和“放大小鐵片”兩個任務(wù)以達到遷移應(yīng)用的目的。

本課特色：

本課（在參與階段）以手影為導(dǎo)入，充分結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗，逐步引導(dǎo)學(xué)生探究影響影子變化的三個科學(xué)規(guī)律。旨在培養(yǎng)學(xué)生主動進行科學(xué)探究的興趣和探索客觀世界的好奇心。而在精細化階段的拓展與遷移部分能讓剛在學(xué)生頭腦中生成的科學(xué)概念得到進一步的深化與提升。

學(xué)情分析：

影子在日常生活中十分常見。很多學(xué)生都知道，在陽光下站著一個人或撐起一把傘（有遮擋物）便會出現(xiàn)影子，而影子能遮蔭。有些學(xué)生甚至還知道：太陽下打傘，離地面遠影子會變大；不同的時間太陽高度不同，陽光下的影子在位置與長度上會發(fā)生變化。但學(xué)生對影子的認識缺乏嚴謹?shù)目茖W(xué)概念，僅僅停留在感性層面居多。因此通過該節(jié)課的一個演示實驗與兩個探究實驗?zāi)苡行У貛椭鷮W(xué)生構(gòu)建與影子相關(guān)的科學(xué)概念并糾正一些錯誤。其中，基于大多數(shù)學(xué)生都對“物體距離光源越近影子越大”這一規(guī)律有充分的認識，所以本規(guī)律利用演示實驗進行驗證而不安排學(xué)生分組實驗，以提高課堂的效率，達到“有效教學(xué)”的目的。

教學(xué)目標：

科學(xué)概念：能說出影子產(chǎn)生需要光源、遮擋物和接光屏三要素，并能識別三要素；能說明物體距離光源越近影子越大、入射光線越傾斜影子越長、影子總在背光一側(cè)、物體接受光的角度不同影子的形狀不同等變化規(guī)律。

過程與方法：能根據(jù)實驗現(xiàn)象分析、解釋光源、遮擋物與影的關(guān)系，概括出影子變化的規(guī)律。

情感態(tài)度與價值觀：通過實驗體會到合作與交流的重要性。

教學(xué)重難點：

重點：通過實驗發(fā)現(xiàn)入射光線越傾斜影子越長，且影子總在背光一側(cè)

難點：入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)

教學(xué)準備：

半圓形板（板上標注了5個有代表性的入射方向）*13，LED充電電筒*13，PPT課件，實驗記錄紙*13，5種不同顏色的彩色筆*13

教學(xué)過程：

一、參與：情景導(dǎo)入

（一）假如世界上沒有光，會不會有影子？學(xué)生回答：不會。

設(shè)計意圖：直奔主題，暗示光與影的內(nèi)在聯(lián)系。

（二）（PPT出課題并板書）今天老師就帶大家進入“光”與“影”的世界。

（三）（PPT出示手影圖）你們有玩過手影嗎？這手影是怎么玩的呢？學(xué)生憑生活經(jīng)驗回答。

預(yù)設(shè)：用手（擺出一定姿勢）擋著射過來的光。利用“光”與“手”引出“光源”與“遮擋物”。

假如“手”背后沒有屏幕，可以看到影子嗎？比如晚上我對著天空做手影能在天空中出現(xiàn)影子嗎？學(xué)生思考后回答。

待學(xué)生回答后，師引出“接收屏”并總結(jié)：原來要形成影子需要光源、遮擋物、接收屏三樣?xùn)|西。

設(shè)計意圖：利用貼近學(xué)生生活的“手影”作引入，在與學(xué)生談話交流中導(dǎo)出影子形成的三要素。

（四）下面我們再來看看生活中的一些影子。邊看圖邊讓學(xué)生指出分別是什么物體充當光源、遮擋物和接收屏。

設(shè)計意圖：深化學(xué)生對影子形成三要素的理解。

二、探究與解釋：探究影子變化的規(guī)律

（一）探究一：物體距離光源越近影子越大

1.（PPT出示一張手影圖）接下來，如果你要表演手影，屏幕不能動，光源也不動，那怎樣讓屏幕上的手影變大呢？手要往光源移動，還是往屏幕移動？為什么？

預(yù)設(shè)：手要往光源移動，因為手離光源越近手影越大。

設(shè)計意圖：在影子的變化規(guī)律中，該概念相對簡單，已被不少學(xué)生熟悉。因此，率先利用演示實驗進行探究，以提高課堂效率。

2.（演示實驗）今天我們用這個木塊替代演員的雙手試一試。

3.看了剛才的實驗?zāi)銈冇惺裁窗l(fā)現(xiàn)？

學(xué)生匯報。

（二）探究二：入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)

1.剛才的實驗，物體的位置發(fā)生變化，但光源和屏幕都不動?，F(xiàn)在，把物體與屏幕固定光源從直射到斜射變化，那么，影子會有怎樣的變化呢（PPT出示斜射直射變化動畫）？學(xué)生按照自己的生活經(jīng)驗回答。

設(shè)計意圖：這里呈現(xiàn)學(xué)生對“入射光傾斜程度變化帶來影子變化”這一問題的前概念。在這里，提問時結(jié)合PPT上的動畫，能讓學(xué)生更好地理解教師的提問，從而達到有效提問。

2.（1）看來同學(xué)們的猜測都很有道理。下面我們利用老師帶來的半圓形板做一做實驗。實驗前請先用30秒時間閱讀實驗指引（PPT出示）。生閱讀指引并觀看實驗操作范例。

設(shè)計意圖：指引學(xué)生實驗操作步驟。

（2）實驗的過程中，你們認為還需要注意些什么？學(xué)生思考并提出實驗中要注意的細節(jié)。

設(shè)計意圖：通過這樣的提問，能讓學(xué)生進一步明確實驗的正確操作過程。

（3）請領(lǐng)取材料做實驗，并填寫實驗記錄，我們比一比誰最快完成實驗并把所有的實驗材料與記錄紙交還給教師。學(xué)生做實驗。

設(shè)計意圖：激勵學(xué)生更好地做實驗。

3.通過剛才的實驗?zāi)銈冇惺裁窗l(fā)現(xiàn)？學(xué)生匯報實驗結(jié)論。

4.教師小結(jié)：經(jīng)過剛才的實驗，我們知道“入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側(cè)”（板書）。

（三）探究三：物體接受光的角度不同影子的形狀不同

1.剛才的實驗，光源的變化導(dǎo)致影子發(fā)生變化。現(xiàn)在光源不動，改變木塊接受光的角度（任意旋轉(zhuǎn)木塊），在桌面上將形成什么形狀的影子呢？學(xué)生猜測。

2.下面我們利用木塊與電筒試一試，請選取兩個你們最感興趣的影子畫下來。完成后請把記錄紙與實驗材料交還給教師，我們再比一比哪個小組最快。學(xué)生做實驗。

設(shè)計意圖：激勵學(xué)生更好地做實驗。

3.通過剛才的實驗?zāi)銈冇惺裁窗l(fā)現(xiàn)？學(xué)生匯報。

4.師小結(jié)：“木塊一旦旋轉(zhuǎn)起來，就會產(chǎn)生多生多樣的影子。物體接受光的角度不同影子的形狀不同（板書）”。

順勢講授：以上這些物體從不同角度接受光而獲得的不同形狀的影子為投影。投影在我們的生活中十分有用處。

三、精細化：拓展與遷移

（一）介紹投影的應(yīng)用。包括：影長測樹高、投影遮蔭、皮影戲、幻燈片、零件放大、3D投影。生邊看圖邊聽老師介紹。

設(shè)計意圖：介紹投影的實際應(yīng)用以拓展學(xué)生的視野。同時，零件放大的介紹為后面的任務(wù)二作鋪墊。

（二）任務(wù)一：太陽下打傘。如圖所示，傘應(yīng)往哪個方向傾斜？

任務(wù)二：小鐵片放大。老師手中有些小鐵片（刻有圖案），能利用今天所學(xué)的知識和剛才實驗的材料把它放大嗎？生提出方法并上臺試驗。

設(shè)計意圖：利用“太陽下打傘”和“放大小鐵片”兩個任務(wù)讓學(xué)生遷移應(yīng)用本課搭建的科學(xué)概念。

參考文獻：

[1]吳成軍，張敏.美國生物學(xué)“5E”教學(xué)模式的內(nèi)涵、實例及其本質(zhì)特征[J].課程·教材·教法，2010（6）：108-112.

[2]王榮.《光與影》第一課時教學(xué)設(shè)計[J].科學(xué)課，2008（6）：36-37.