《光與影》教學設計

張衡嘉

摘 要：本節課為小學科學五年級上冊第二單元《光》第一節，題為《光與影》。本單元讓學生探究光的傳播特點（路徑、反射）、光照強弱和溫度的關系，并在前面研究的基礎上讓學生自主設計制作太陽能熱水器。本節課引出兩個科學概念：影子產生需要光源、遮擋物和接光屏；影子的變化規律，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、物體接受光的角度不同影子的形狀不同。其中，探尋影子變化規律、了解入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側是本課探究的重點。

關鍵詞：光與影；教學設計；實驗

教育理論指導：

本課主要利用“5E教學模式”進行教學。通過“參與—探究—解釋”三個階段讓學生建構起影子變化規律的概念，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、物體接受光的角度不同影子的形狀不同。對于影子產生的要素、光源、遮擋物、接光屏、投影等概念，由于比較簡單，且不少學生已經有所了解，采用談話、講授的方式進行教學。在學生通過探究，成功構建影子變化規律的基礎上，在“精細化”階段介紹投影的實際應用，以拓展學生的視野并利用“太陽下打傘”和“放大小鐵片”兩個任務以達到遷移應用的目的。

本課特色：

本課（在參與階段）以手影為導入，充分結合學生的生活經驗，逐步引導學生探究影響影子變化的三個科學規律。旨在培養學生主動進行科學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生頭腦中生成的科學概念得到進一步的深化與提升。

學情分析：

影子在日常生活中十分常見。很多學生都知道，在陽光下站著一個人或撐起一把傘（有遮擋物）便會出現影子，而影子能遮蔭。有些學生甚至還知道：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生變化。但學生對影子的認識缺乏嚴謹的科學概念，僅僅停留在感性層面居多。因此通過該節課的一個演示實驗與兩個探究實驗能有效地幫助學生構建與影子相關的科學概念并糾正一些錯誤。其中，基于大多數學生都對“物體距離光源越近影子越大”這一規律有充分的認識，所以本規律利用演示實驗進行驗證而不安排學生分組實驗，以提高課堂的效率，達到“有效教學”的目的。

教學目標：

科學概念：能說出影子產生需要光源、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、物體接受光的角度不同影子的形狀不同等變化規律。

過程與方法：能根據實驗現象分析、解釋光源、遮擋物與影的關系，概括出影子變化的規律。

情感態度與價值觀：通過實驗體會到合作與交流的重要性。

教學重難點：

重點：通過實驗發現入射光線越傾斜影子越長，且影子總在背光一側

難點：入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側

教學準備：

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

教學過程：

一、參與：情景導入

（一）假如世界上沒有光，會不會有影子？學生回答：不會。

設計意圖：直奔主題，暗示光與影的內在聯系。

（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？學生憑生活經驗回答。

預設：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影子嗎？學生思考后回答。

待學生回答后，師引出“接收屏”并總結：原來要形成影子需要光源、遮擋物、接收屏三樣東西。

設計意圖：利用貼近學生生活的“手影”作引入，在與學生談話交流中導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。邊看圖邊讓學生指出分別是什么物體充當光源、遮擋物和接收屏。

設計意圖：深化學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？

預設：手要往光源移動，因為手離光源越近手影越大。

設計意圖：在影子的變化規律中，該概念相對簡單，已被不少學生熟悉。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.看了剛才的實驗你們有什么發現？

學生匯報。

（二）探究二：入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側

1.剛才的實驗，物體的位置發生變化，但光源和屏幕都不動。現在，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）？學生按照自己的生活經驗回答。

設計意圖：這里呈現學生對“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，提問時結合PPT上的動畫，能讓學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。

設計意圖：指引學生實驗操作步驟。

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

設計意圖：通過這樣的提問，能讓學生進一步明確實驗的正確操作過程。

（3）請領取材料做實驗，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。學生做實驗。

設計意圖：激勵學生更好地做實驗。

3.通過剛才的實驗你們有什么發現？學生匯報實驗結論。

4.教師小結：經過剛才的實驗，我們知道“入射光線越傾斜影子越長且影子總在背光一側”（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，光源的變化導致影子發生變化。現在光源不動，改變木塊接受光的角度（任意旋轉木塊），在桌面上將形成什么形狀的影子呢？學生猜測。

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。學生做實驗。

設計意圖：激勵學生更好地做實驗。

3.通過剛才的實驗你們有什么發現？學生匯報。

4.師小結：“木塊一旦旋轉起來，就會產生多生多樣的影子。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。

設計意圖：介紹投影的實際應用以拓展學生的視野。同時，零件放大的介紹為后面的任務二作鋪墊。

（二）任務一：太陽下打傘。如圖所示，傘應往哪個方向傾斜？

任務二：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。

設計意圖：利用“太陽下打傘”和“放大小鐵片”兩個任務讓學生遷移應用本課搭建的科學概念。

參考文獻：

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

[2]王榮.《光與影》第一課時教學設計[J].科學課，2008（6）：36-37.