《光与影》教学设计

张衡嘉

摘 要：本节课为小学科学五年级上册第二单元《光》第一节，题为《光与影》。本单元让学生探究光的传播特点（路径、反射）、光照强弱和温度的关系，并在前面研究的基础上让学生自主设计制作太阳能热水器。本节课引出两个科学概念：影子产生需要光源、遮挡物和接光屏；影子的变化规律，物体距离光源越近影子越大、入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧、物体接受光的角度不同影子的形状不同。其中，探寻影子变化规律、了解入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧是本课探究的重点。

关键词：光与影；教学设计；实验

教育理论指导：

本课主要利用“5E教学模式”进行教学。通过“参与—探究—解释”三个阶段让学生建构起影子变化规律的概念，即物体距离光源越近影子越大、入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧、物体接受光的角度不同影子的形状不同。对于影子产生的要素、光源、遮挡物、接光屏、投影等概念，由于比较简单，且不少学生已经有所了解，采用谈话、讲授的方式进行教学。在学生通过探究，成功构建影子变化规律的基础上，在“精细化”阶段介绍投影的实际应用，以拓展学生的视野并利用“太阳下打伞”和“放大小铁片”两个任务以达到迁移应用的目的。

本课特色：

本课（在参与阶段）以手影为导入，充分结合学生的生活经验，逐步引导学生探究影响影子变化的三个科学规律。旨在培养学生主动进行科学探究的兴趣和探索客观世界的好奇心。而在精细化阶段的拓展与迁移部分能让刚在学生头脑中生成的科学概念得到进一步的深化与提升。

学情分析：

影子在日常生活中十分常见。很多学生都知道，在阳光下站着一个人或撑起一把伞（有遮挡物）便会出现影子，而影子能遮荫。有些学生甚至还知道：太阳下打伞，离地面远影子会变大；不同的时间太阳高度不同，阳光下的影子在位置与长度上会发生变化。但学生对影子的认识缺乏严谨的科学概念，仅仅停留在感性层面居多。因此通过该节课的一个演示实验与两个探究实验能有效地帮助学生构建与影子相关的科学概念并纠正一些错误。其中，基于大多数学生都对“物体距离光源越近影子越大”这一规律有充分的认识，所以本规律利用演示实验进行验证而不安排学生分组实验，以提高课堂的效率，达到“有效教学”的目的。

教学目标：

科学概念：能说出影子产生需要光源、遮挡物和接光屏三要素，并能识别三要素；能说明物体距离光源越近影子越大、入射光线越倾斜影子越长、影子总在背光一侧、物体接受光的角度不同影子的形状不同等变化规律。

过程与方法：能根据实验现象分析、解释光源、遮挡物与影的关系，概括出影子变化的规律。

情感态度与价值观：通过实验体会到合作与交流的重要性。

教学重难点：

重点：通过实验发现入射光线越倾斜影子越长，且影子总在背光一侧

难点：入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧

教学准备：

半圆形板（板上标注了5个有代表性的入射方向）*13，LED充电电筒*13，PPT课件，实验记录纸*13，5种不同颜色的彩色笔*13

教学过程：

一、参与：情景导入

（一）假如世界上没有光，会不会有影子？学生回答：不会。

设计意图：直奔主题，暗示光与影的内在联系。

（二）（PPT出课题并板书）今天老师就带大家进入“光”与“影”的世界。

（三）（PPT出示手影图）你们有玩过手影吗？这手影是怎么玩的呢？学生凭生活经验回答。

预设：用手（摆出一定姿势）挡着射过来的光。利用“光”与“手”引出“光源”与“遮挡物”。

假如“手”背后没有屏幕，可以看到影子吗？比如晚上我对着天空做手影能在天空中出现影子吗？学生思考后回答。

待学生回答后，师引出“接收屏”并总结：原来要形成影子需要光源、遮挡物、接收屏三样东西。

设计意图：利用贴近学生生活的“手影”作引入，在与学生谈话交流中导出影子形成的三要素。

（四）下面我们再来看看生活中的一些影子。边看图边让学生指出分别是什么物体充当光源、遮挡物和接收屏。

设计意图：深化学生对影子形成三要素的理解。

二、探究与解释：探究影子变化的规律

（一）探究一：物体距离光源越近影子越大

1.（PPT出示一张手影图）接下来，如果你要表演手影，屏幕不能动，光源也不动，那怎样让屏幕上的手影变大呢？手要往光源移动，还是往屏幕移动？为什么？

预设：手要往光源移动，因为手离光源越近手影越大。

设计意图：在影子的变化规律中，该概念相对简单，已被不少学生熟悉。因此，率先利用演示实验进行探究，以提高课堂效率。

2.（演示实验）今天我们用这个木块替代演员的双手试一试。

3.看了刚才的实验你们有什么发现？

学生汇报。

（二）探究二：入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧

1.刚才的实验，物体的位置发生变化，但光源和屏幕都不动。现在，把物体与屏幕固定光源从直射到斜射变化，那么，影子会有怎样的变化呢（PPT出示斜射直射变化动画）？学生按照自己的生活经验回答。

设计意图：这里呈现学生对“入射光倾斜程度变化带来影子变化”这一问题的前概念。在这里，提问时结合PPT上的动画，能让学生更好地理解教师的提问，从而达到有效提问。

2.（1）看来同学们的猜测都很有道理。下面我们利用老师带来的半圆形板做一做实验。实验前请先用30秒时间阅读实验指引（PPT出示）。生阅读指引并观看实验操作范例。

设计意图：指引学生实验操作步骤。

（2）实验的过程中，你们认为还需要注意些什么？学生思考并提出实验中要注意的细节。

设计意图：通过这样的提问，能让学生进一步明确实验的正确操作过程。

（3）请领取材料做实验，并填写实验记录，我们比一比谁最快完成实验并把所有的实验材料与记录纸交还给教师。学生做实验。

设计意图：激励学生更好地做实验。

3.通过刚才的实验你们有什么发现？学生汇报实验结论。

4.教师小结：经过刚才的实验，我们知道“入射光线越倾斜影子越长且影子总在背光一侧”（板书）。

（三）探究三：物体接受光的角度不同影子的形状不同

1.刚才的实验，光源的变化导致影子发生变化。现在光源不动，改变木块接受光的角度（任意旋转木块），在桌面上将形成什么形状的影子呢？学生猜测。

2.下面我们利用木块与电筒试一试，请选取两个你们最感兴趣的影子画下来。完成后请把记录纸与实验材料交还给教师，我们再比一比哪个小组最快。学生做实验。

设计意图：激励学生更好地做实验。

3.通过刚才的实验你们有什么发现？学生汇报。

4.师小结：“木块一旦旋转起来，就会产生多生多样的影子。物体接受光的角度不同影子的形状不同（板书）”。

顺势讲授：以上这些物体从不同角度接受光而获得的不同形状的影子为投影。投影在我们的生活中十分有用处。

三、精细化：拓展与迁移

（一）介绍投影的应用。包括：影长测树高、投影遮荫、皮影戏、幻灯片、零件放大、3D投影。生边看图边听老师介绍。

设计意图：介绍投影的实际应用以拓展学生的视野。同时，零件放大的介绍为后面的任务二作铺垫。

（二）任务一：太阳下打伞。如图所示，伞应往哪个方向倾斜？

任务二：小铁片放大。老师手中有些小铁片（刻有图案），能利用今天所学的知识和刚才实验的材料把它放大吗？生提出方法并上台试验。

设计意图：利用“太阳下打伞”和“放大小铁片”两个任务让学生迁移应用本课搭建的科学概念。

参考文献：

[1]吴成军，张敏.美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征[J].课程·教材·教法，2010（6）：108-112.

[2]王荣.《光与影》第一课时教学设计[J].科学课，2008（6）：36-37.