光与影的科学探究

教学目标

科学概念目标：

1. 理解影子的形成需要光源、遮挡物和一个屏幕。

2. 确定什么是光源：即能够自发光并正在发光的物体。

3. 学习影子的变化规律：影子的长度和方向随着光源位置的变化而变化；影子的大小与遮挡物与光源之间的距离有关；影子的形状与物体的侧面形状相关。

科学探究目标：

1. 进行光与影的实验，并准确记录观察结果。

2. 根据实验结果推理光源、遮挡物与影子之间的相互关系。

科学态度目标：

1. 培养倾听他人意见的习惯，积极表达自己的观点。

2. 鼓励小组合作学习，共同探讨问题。

3. 在实验观察中，保持严谨、细致和实事求是的态度。

科学、技术、社会与环境目标：

了解观察、推理和倾听是人类常用的认识活动。

教学重点和难点

- 重点：探究影子变化的特点。

- 难点：理解影子变化与光源、遮挡物及屏幕之间的关系。

教学准备

- 实验器材包括手电筒、长方形木块、A4纸、铅笔和尺子。

教学过程

一、课前导入

在教室内拉下所有窗帘并熄灭灯光，教师利用手影游戏引入课程。通过投影机的灯光，教师现场展示手影，学生根据观察到的影子猜测是何种动物。鼓励学生上台表演自己的手影，激发兴趣并初步了解影子的形成条件，引导他们总结出影子形成的基本条件。

二、知识构建

教师询问学生对光源的理解，引导他们回答。学生们积极表达，得出光源是能够自发光并正在发光的物体这一结论。教师进一步引导，增强学生对光源的认知，课堂上全班共同判断哪些物体是光源。

三、实验探究

教师通过实验，将一本书放置在投影机与白板之间，观察影子的变化。学生发现，书本向投影机移动时影子变大，远离时影子变小。接下来，提出具体的实验要求和注意事项，学生用手电筒、A4纸和木块进行实验，探究影子变化的特点。

在每个实验结束后，学生在A4纸上记录影子的变化情况，并进行分析和推理。小组间进行讨论，最后进行班级分享。教师引导学生总结得出影子大小和方向与光源位置的关系、影子与遮挡物及光源的距离关系，以及影子形状与物体侧面形状的联系。

四、课堂延伸

扩展讲解投影的概念及其在生活中的应用，帮助学生将所学知识与实际生活相联系。

五、课堂小结

引导学生回顾今天学习的内容，包括影子形成的条件、光源的定义及影子的变化规律。最后，通过影子游戏验证学到的规律，进一步巩固学生的理解。

教师在板书总结时强调：

- 光与影的关系

- 影子形成的条件：光源、遮挡物、屏幕

- 光源的概念

- 影子变化的特点

- 投影的基本知识

学生通过这节课的学习，不仅理解了光和影的基本原理，还培养了观察能力和实验动手能力，为今后的科学探究奠定了基础。

教科版五年级上册科学《光和影》课程内容

一、教学目标

科学概念

1. 影子的产生条件：学生需要了解，影子的形成需要三个条件：光源、遮挡物和屏幕。特别是遮挡物必须处于光源和屏幕之间。

2. 光源的标准：学生要明白，能够发光且是自身发出的光的物体才被称为光源。

3. 影子的特征：

- 长短与方向：影子的长度和方向会随着光源的位置和方向的变化而变化。

- 大小关系：影子的大小与遮挡物与光源之间的距离相关。

- 形状影响：影子的形状取决于照射物体的侧面形状。

4. 投影概念：从不同侧面照射物体时形成的影子称为投影，这在我们的日常生活中有着广泛的应用。

过程与方法

1. 实验与记录：通过进行光与影的实验，学生要准确记录观察结果。

2. 分析与推理：根据实验结果，分析并推理光源、遮挡物与影子之间的关系。

情感、态度与价值观

1. 知晓事物联系：让学生认识到事物变化之间的联系和规律性。

2. 培养严谨态度：通过实验观察，培养学生严谨、细致、实事求是的科学态度。

二、教学准备

- 教师演示：在有窗帘的教室进行展示。

- 分组实验器材：手电筒、4开的白卡纸、长方形小木块、铅笔、尺子。

三、教学重点与难点

- 探究影子的特点及其变化规律。

四、课时安排

- 本课时共计1课时。

五、教学过程

1. 引入

开始本单元时，可以问学生：“大家对光了解多少？是否还有想要知道的内容？”我们将共同探索光的奥秘。

2. 影子的产生条件

1. 影子游戏：提问学生，谁玩过影子的游戏？我们怎样才能看到自己的影子？

2. 思考与探讨：引导学生思考影子是如何产生的，并动手实验，观察所需的条件。

3. 总结条件：经过讨论，学生将了解到影子的形成需要阳光、遮挡物和一个可以接收影子的表面（如墙面或地板）。

3. 光源的教学

1. 发光物体：讨论哪些物体能够发光，鼓励学生列举。

2. 分类讨论：引导学生区分“自己发光的物体”和“反射光的物体”。

3. 定义光源：总结定义，明确像电灯这样的物体被称为光源，因为它们能够自行发出光。

4. 影子的特点

1. 观察与讨论：让学生回想影子游戏中获得的知识，鼓励他们继续探讨光源与影子的秘密。

2. 实验步骤讲解：指导学生自主学习，查阅科学书第25页，明确实验的步骤与方法。

3. 实验演示：教师演示第一个实验步骤，帮助学生了解实验过程。

4. 分组实验：学生分组进行实验，观察并记录影子的形状与变化。开始时在屏幕上绘制影子，然后在课本相应位置上再次绘制。

5. 成果汇报：分组分享实验发现，讨论影子如何受到光源的位置、遮挡物与光源距离、照射角度的影响。

5. 回顾与总结

1. 总结教学内容：引导学生回顾今天学习的光的知识和规律。

2. 再玩影子游戏：通过再次进行影子游戏，检查学生对影子变化规律的理解与掌握。

通过本节课的学习，学生不仅掌握了光与影的基本知识，还有助于培养他们的观察能力、分析能力和科学探究精神。希望大家能够将这些知识应用于日常生活中，持续探索光与影的更多奥秘！

教学目标

知识与技能

1. 理解光能够在特定的物体表面发生反射。

2. 掌握光反射的基本规律，包括法线、入射角和反射角的概念。

3. 认识到光的反射过程具有可逆性。

4. 了解镜面反射与漫反射的不同特征。

过程与方法

1. 通过实验观察光的反射现象，加深理解。

2. 体验光源与非光源物体的可视关系，探讨其背后的原理。

3. 通过实验探究光反射的规律，观察并测量反射光线与法线、入射光线与法线的夹角，从中总结规律并获得实践经验。

4. 分析镜面反射与漫反射的实质差异，通过实践活动深化理解。

情感态度与价值观

1. 在学习探究光反射规律的过程中，培养学生的科学探究态度。

2. 引导学生将科学与技术的应用贴近实际生活，增强其社会意识。

3. 鼓励学生积极参与实验和讨论，增强学习的主动性。

教学重难点

- 教学重点：光的反射定律，理解镜面反射与漫反射的区别。

- 教学难点：深入理解镜面反射和漫反射的特征与应用。

教学工具

- 激光光源、平面镜、纸张、角度测量器等实验工具。

教学过程

一、复习提问

教师提问：请举出光在同一种物质内沿直线传播的例子，帮助学生复习相关知识。

二、新课引入

教师引导：在黑暗的环境中，我们看不到物体，那么如何才能看到房间里的家具和其他物品呢？这是因为我们能看到发光的源（太阳或电灯）的光线进入我们的眼睛，同时，物体本身可以反射这些光线，形成可见的影像。今天，我们将深入探讨光的反射以及相关规律。

三、新课教学

1. 光反射的规律

教师讲解：当光线传播到两种不同物质的界面时，会改变其传播方向，这个过程称为光的反射。

实验演示

- 演示一：用平面镜反射太阳光，观察反射光斑的变化。

- 演示二：使用激光器，学生观察入射光线、反射光线与入射点，并在黑板上绘制相关图形。

重要名词介绍

- 入射点(O)：光线射到镜面上的点。

- 法线(ON)：一条通过入射点且垂直于镜面的假想线。

- 入射角(i)：入射光线与法线之间的夹角。

- 反射角(r)：反射光线与法线之间的夹角。

2. 探究光的反射规律

教师引导：光反射的遵循什么规律呢？通过以下步骤进行实验：

- 将激光光线通过纸板投射到镜面，观察反射光线的位置，并绘制出入射光、反射光及法线的关系。

- 用量角器测量入射角和反射角。

- 通过改变入射光线的位置，重复实验，得出结论。

结论总结：

- 反射光线与入射光线及法线在同一平面内。

- 反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

3. 镜面反射与漫反射的区别

- 演示三：使用镜子与白纸反射光源，询问学生为什么镜子的反射光强于白纸。

- 引导学生分析，镜面反射是因为每条光线都遵循反射定律，光线反射且方向一致，使反射光强度较高；而漫反射则方向各异，光线强度较弱，仅能在不同方向上看到物体的轮廓。

- 演示四：用大头针代表法线，研究弯折后的情况，理解在不同表面上光的反射现象如何变化。

课后小结

通过本节课的学习，学生理解了以下关键概念：

1. 光的反射现象在各种物体表面都会发生。

2. 光的反射定律以及如何正确描述光线路径。

3. 光反射的可逆性以及实际应用。

4. 完全理解镜面反射与漫反射的不同，以及它们在日常生活中的重要作用。