影子的秘密教學設計深圳實驗學校小學部 林景武【教材簡析】本課是三年級下冊“太陽、地球和月球”單元的第3課。在第2課中，學生已經(jīng)知道了陽光下物體的影子在一天中的變化規(guī)律，而且明白太陽（光源）的位置變化會導致影子發(fā)生長短和方向的變化，對影子的變化產(chǎn)生了濃厚的興趣，在本課學生將繼續(xù)深入探索影子的秘密。本課主要內(nèi)容是通過模擬實驗，探索產(chǎn)生影子的要素，以及三個要素之間的關系。本課學生必須要有“影子形成原理”的知識儲備，才能更好地理解日食、月食、月相變化等也與影子相關。通過影子的變化，讓學生體會太陽對地球的影響。本課將通過產(chǎn)生影子，讓影子發(fā)生變化，手影游戲三個活動探究影子的秘密。聚焦問題“我們已經(jīng)觀察到陽光下影子的變化，影子的變化怎么產(chǎn)生的呢？”，通過回顧第2課活動，讓學生思索影子變化的過程。探索環(huán)節(jié)分三個活動，第一個活動是產(chǎn)生影子，學生用手電筒模擬光源，用木圓柱模擬阻擋物，理解影子的成像過程。第二個活動是找辦法讓影子變化，理解光源和阻擋物對影子的影響關系。第三個活動是手影游戲，學生非常喜歡。尋找不同辦法制造各種有趣的影子，在手影游戲中將光影原理內(nèi)化和吸收。研討環(huán)節(jié)讓學生思考影子產(chǎn)生的三要素，三要素之間的關系，通過影子的變化理解太陽位置的變化規(guī)律。拓展環(huán)節(jié)為觀察云的活動，云朵是一種天然的阻擋物，不同的云朵會有不同的天氣現(xiàn)象。【學生分析】學生在第2課中已經(jīng)了解了影子在一天之中的變化情況，知道了影子方向和長短兩個維度上的變化，而且這種變化和太陽位置變化有關系，但是學生依然較難理解太陽位置的變化（高低和方向）是如何影響影子的變化（方向和長短）的，這需要學生對影子的成像原理有更進一步的理解。在本課，學生將再一次進行模擬實驗，該實驗涉及兩個變量阻擋物和光源，并涉及控制變量的方法，學生將因此受到一些控制變量法的啟蒙。【教學目標】科學概念目標1. 行進中的光被阻擋時，就形成了阻擋物的陰影。2. 光源、阻擋物和屏（呈現(xiàn)影子的平面）是影子產(chǎn)生的條件。3. 光源和阻擋物的變化會導致影子的變化。4. 影子的變化包括方向和大小長短的變化。科學探究目標1. 能用實驗研究影子的形成和變化秘密。2. 根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)，實事求是地分析光源、阻擋物和影子三者之間的關系。3. 掌握模仿和創(chuàng)作不同手影的方法。科學態(tài)度目標1. 分工合作，樂于參與，具有探索“影子的秘密”的興趣。2. 積極尋找改變影子的方法，體會創(chuàng)作手影帶來的樂趣。科學、技術、社會與環(huán)境目標1. 了解影子成像原理在生活中的運用。2. 了解我們生活在一個充滿光影的世界里，人們對光影規(guī)律有各種各樣的運用。【教學重難點】重點：了解產(chǎn)生影子的條件和過程，通過模擬實驗，理解產(chǎn)生影子的要素光源和阻擋物之間是如何相互影響的。難點：理解在模擬實驗中控制一個變量不變，改變其他變量的方法，例如保持阻擋物擺放位置不變，改變光源。【教學準備】學生準備：黑暗的環(huán)境、手電筒、木圓柱、正方體木塊、球體木塊。教師準備：教學課件。【教學過程】一、聚焦1. 呈現(xiàn)視頻或圖片導入。讓學生觀看一天之中影子的變化過程的視頻，或者給學生看一天之中影子的變化圖片，讓學生回憶第2課中制作簡易日晷中觀察到的影子變化過程。2. 談話1：同學們，我們已經(jīng)觀察到陽光下影子的變化，你認為影子是怎么形成的？學生一般能回答“有光和物體”“物體會擋住光”“光是從上往下照的”，等等。學生一般也能回答出影子形成的兩個條件，光源和阻擋物，但會忽視屏（呈現(xiàn)影子的平面）。3. 談話2：影子的變化是怎樣產(chǎn)生的？學生回答，從上往下照，從左往右照，效果不同等等。既然我們都不清楚，那這節(jié)課，我們一起來探索“影子的秘密”（板書“影子的秘密”）。設計意圖：通過第2課的學習，學生對影子已經(jīng)有了一定的了解。通過視頻或者圖片回顧，可以喚醒學生關于影子的印象記憶。教材的聚焦問題是“影子的變化是怎樣產(chǎn)生的？”，教學中發(fā)現(xiàn)，學生較難理解，故建議分成兩個子問題，問題1“影子怎么形成的？”確定產(chǎn)生影子的條件；問題2“有了影子后，影子怎么變化？”，學生認知困難，引出本課探索任務。二、探索活動一 想辦法制造影子1. 呈現(xiàn)材料。手電筒、木圓柱、正方體木塊、球形木塊。2. 公布任務。利用上面這些材料制造影子，并思考不同的材料模擬的是什么，它們對影子的產(chǎn)生起了什么作用。3. 體驗制造影子。4. 匯報實驗結果以及自己的思考。設計意圖：該活動的主要目的是讓學生體會產(chǎn)生影子需要三個要素光源、阻擋物、屏，以及三者形成影子的過程。在該環(huán)節(jié)中，加入了正方體木塊和球形木塊，是讓學生體會阻擋物的不同，會制造出不同的影子，給第6課地球的形狀中的模擬實驗2（月食時，地球投影到月球上的影子總是球形的，而不是其他形狀）做知識鋪墊，同時讓下面的探索環(huán)節(jié)只研究光源和阻擋物的擺放位置的變化。活動二 想辦法改變影子1. 討論方法。在實驗開始前，教師鼓勵學生通過小組討論的方式確定幾種改變影子的方法，并把這些方法用鉛筆（使用鉛筆的目的是為了方便修改）畫在活動手冊上。2. 合并同類項。組織學生討論，判斷哪些方法有可能是重復的，讓學生合并同類項，將重復的方法合并。3. 實驗操作。學生首先根據(jù)活動手冊的辦法去改變影子，看一看是否可以制造出不同的影子。再嘗試尋找更多的辦法，如果有新辦法，也填寫在活動手冊上。4. 實驗分享。學生上臺展示找到的不同辦法，教師以畫圖的形式板書這些方法，注意只板書不同的四種辦法教師有意識地啟發(fā)學生思考，盡量呈現(xiàn)課本提供的兩大類方法（改變光源的入射角度和改變木圓柱的擺放方式）。5. 體驗不同的辦法。學生比較自己的辦法和教師板書的辦法，體驗不同的辦法并在活動手冊上添加新辦法。設計意圖：教材提示我們，改變影子的方法分為兩大類改變光源的入射角度和改變木圓柱的擺放方式。試教中發(fā)現(xiàn)，學生較多采用改變光源的方式，即他們將光源向物體左邊、右邊和上邊不同角度射入來改變影子。教師應提示學生，光源在阻擋物上邊為一種方式，光源在左邊和右邊可以合并為同一種方式，這兩種方式都是通過改變光源來改變影子。在實驗分享環(huán)節(jié)中，啟發(fā)學生思考改變阻擋物（可以豎著放，也可以橫著放）來改變影子的辦法，再給學生機會去體驗。這樣的流程下來，學生會將光源和阻擋物對影子的影響掌握得比較透徹。活動三 手影游戲1. 欣賞皮影戲。可以給學生放一段皮影戲，或者關于手影的視頻，充分調(diào)動學生的積極性。2. 公布游戲規(guī)則。利用教室的光源，手電筒，燈管等，用自己的肢體包括手、頭、腿、腳等制造出不同的影子，并向同學們分享，如果有好看的影子，讓老師拍照。3. 制造影子。學生在教室里利用各種辦法制造影子，提醒學生注意安全即可。4. 交流分享。讓班級的手影高手上臺展示一些手影。5. 學習手影。呈現(xiàn)一些經(jīng)典的手影（小狗、雄鷹、狐貍、鴿子等）讓學生學習。設計意圖：學生非常喜歡這個活動，他們會在教室里自由活動，學以致用的通過改變阻擋物的方法來制造不同的手影。例如，改變手型，用舌頭和腳來制造影子等。通過改變光源來制造手影，將手電筒的光，從側(cè)面或者從上往下去照射阻擋物等方法。他們還會找到不同的“屏”來接收影子，墻面、桌面、地面、窗簾、門都成了影子的幕布，學生在手影游戲中將光影原理內(nèi)化和吸收。在該環(huán)節(jié)，教師要給學生足夠的自由空間，不要將學生限制在座位上。三、研討1. 議一議。影子是怎樣產(chǎn)生的？這是個簡單問題，大部分同學都要掌握。不透明的阻擋物擋住了光線，就形成了影子。2. 辯一辯。影子可以有哪些變化？包括長短和形狀變化。改變影子變化的辦法有哪些？改變光源和阻擋物。3. 想一想。太陽的位置與影子的變化有什么關系？該問題與第2課的研討問題“根據(jù)影子的變化規(guī)律，說說太陽的位置是如何變化的”有呼應關系，在本課學習了影子的成像原理后，學生就能夠判斷短桿的影子變化與太陽（光源）位置變化有關系，不同時間段太陽的高度不同，方向不同，陽光的入射角度不同，導致短桿的影子不同。設計意圖：第2個問題，影子可以有哪些變化，主要是突出影子的特征。教師可以追問，產(chǎn)生影子變化的原因，讓學生回顧本課所學習的辦法改變光源和阻擋物，從而評價學生對光源和阻擋物對影子的作用過程的掌握情況。第3個問題，需要將本課的模擬實驗回歸到太陽位置變化與影子變化的關系上。四、拓展1. 談話：在天空中，有一種天然的阻擋物云朵，它變化多端，有薄有厚，有高有低，有黑有白，它的變化會直接影響我們的生活。請同學們在課后去觀察云朵，看看有什么樣的云朵，這些云朵對我們的生活又有什么樣的影響？2. 課外任務：去觀察天空中的云朵。五、課堂小結通過今天的模擬實驗，我們明白了光源和阻擋物對影子變化的影響，因此，我們更好地理解了太陽的位置變化對影子變化的影響。現(xiàn)在，如果讓我們想辦法制造影子或者改變影子，我們一定有很多辦法。【板書設計】影子的秘密產(chǎn)生影子的三個條件：光源、阻擋物、屏（平面）改變影子的辦法方法1方法2方法3方法46