書名 科學 教師教學用書 五年級上冊 主編 郝京華 責任編輯 許宏宇 出版發行 江蘇鳳凰教育出版社（南京市湖南路1號A樓郵編 210009） 排版 南京紫藤制版印務中心 印刷 廠址 開本 787 毫米1092 毫米 1/16 印張 14.5 版次 2020年 9月第 1版 2020年 9月第 1次印刷 書號 ISBN 978-7-5499-7964-6 總 定 價 58元本書定價：43.00元 光盤（含客戶端）定價：15.00元 郵購電話 025-85406265，025-85400774 盜版舉報 025-83658579 蘇教版圖書若有印裝錯誤可向承印廠調換 提供盜版線索者給予重獎 科學 教材設計理念 / 1 教師教學用書 使用說明 / 2 本冊教學課時分配建議表 / 6 第 1 單元 光與色彩 / 1 第 2 單元 熱傳遞 / 39 第 3 單元 地球的表面和內部 / 73 第 4 單元 水在自然界的循環 / 126 第 5 單元 人體“司令部” / 160 專項學習 像工程師那樣 / 204 1 科學教材設計理念 1.以學生的發展為教材編寫的宗旨。本教材的設計理念與國家課程改 革的三個關鍵詞“核心素養”“學科核心素養”“學業質量評價標準”高度 一致。以面向兒童終身受益的學習，如科學精神、科學思維、對自然的好奇 心、運用知識解決實際問題的能力等核心要素，構建大科學觀統領下的主題 單元，設計符合學生實際情況的學習活動。 2.以科學世界觀作為整冊教材的組織線索。這些線索包括對科學本體的 應有認知和對自然界的應有認知。教材尊重學生的認知規律，從低年級到中 高年級螺旋上升式體現了這一組織線索，讓學生在實踐中建構起這樣的世界 觀：世界是物質的，物質是不斷運動和變化的，物質的運動和變化不僅是有 規律的，也是相互聯系的，世界是一個統一的整體。 3.強化對科學探究和工程實踐的指導。科學探究的程序和方法、工程設 計的步驟與要領是科學課程重要的學習內容。為此，在每冊教材的后面設有 “專項學習”，將有關科學探究和工程設計（含科學思維與工程思維）的指 導系統化和顯性化，在保證過程完整的基礎上，將探究和設計要素按年級有 所側重，又螺旋上升地加以編排。 4.設計專門針對解決問題能力訓練的STEM單元。STEM是科學、技術、 工程、數學的英文縮寫，是當下炙手可熱的跨學科項目學習模式。與主要指 向概念理解及運用的主題單元不同的是，STEM主要指向綜合運用各學科知識 解決實際問題的能力的訓練。 5.強調學習活動的多樣性和學習資源的全配套。教材設計了多種多樣的 學習活動：有探究性學習，有探究性游戲，有科學DIY，有種植和飼養，還 有觀察與閱讀這些學習活動有趣、有效、易做。為配合學習活動，教材 配套了供學生觀看的高清視頻，供學生動手做的學具材料和供學生記錄、課 外拓展用的活動手冊。全新的網站還將提供更多的學習資源。 6.重視科技史的學習。為了有助于對科學本質的認識，有助于對科學、 技術、社會、環境關系的認識，教材在主題單元中滲透科技史內容，在專項 學習中有專題介紹，在每個年級教材的最后一面，還特別對科技史作概略的 梳理，并以圖文并茂的形式加以呈現。 2 第3單元 用大腦思考 一 單元設計意圖 1. 本單元主題的提出 本單元和上一單元“用感官觀察”一樣，都是對“走進科學”單元的具體 展開。科學作為一種認識世界、獲取知識的方法，既離不開客觀的事實證據， 也離不開基于事實的邏輯推理。如果說“用感官觀察”重點在于讓學生學會運 用感官獲取事實證據，那么本單元則重在讓學生認識到科學是思考的過程。 從小學一年級學生的發展水平來看，他們基本能做到區分對問題的猜想 和客觀的事實證據，并運用事實證據來驗證自己的猜想。本單元從學生身邊熟 悉的、有趣的現象出發，啟發學生對現象進行猜想，同時認識到猜想不等于事 實，猜想需要通過事實證據來驗證。通過經歷完整的猜想、驗證活動，學生可 以獲得對科學探究過程的初體驗。 2. 本單元對課程標準的落實 本單元通過一系列動手、動腦活動，落實課程標準低年段的課程 目標。 科學探究： 在教師指導下，能依據已有的經驗，對問題作出簡單猜想。 科學態度： 能如實講述事實，當發現事實與自己原有的想法不同時，能尊重事實， 養成用事實說話的意識；在教師指導下，能圍繞一個主題作出猜測，嘗試多角 度、多方式認識事物。 此外，課程標準在“暗盒里有什么”案例評析中指出：“自然界隱 藏著無數巨大的暗箱，沒有人知道里面隱藏著什么。面對一個陌生的暗 箱，科學家會用各種方法觀察、探測、實驗，收集來自暗箱的信息 并根據這些信息判斷暗箱里有什么，向人們揭示一個又一個真理和奧 秘” “課堂上解暗盒活動的設計體現的就是科學探究中的建模思想。” 本單元正是基于這樣的思想而設計的。 58 第3單元 用大腦思考 59 vvwv 3. 本單元在本冊教材中的地位 4. 本單元次級主題的構成及邏輯關系 本單元由做個小偵探暗箱里的秘密樹葉變黃了三課組 成，遵循“學會猜想猜想要有依據猜想不一定正確”這條主線，呈 “分分合”的結構展開，總體上是對科學方法，即思維訓練的指導。第 一課，通過觀察生活中一些常見的現象，學會發現問題，動腦筋猜一猜過去 發生了什么，正在發生什么以及未來將要發生什么；這樣的現象可能是一種 原因引起的，也可能是兩種原因或更多的原因引起的，圖片呈現了這樣的結 構。第二課，讓學生從觀察顯而易見的現象到關注事物的內部，繼續來猜一 猜“暗箱里的秘密”，并通過了解生活中的解暗箱事例，加深對“暗箱”的 理解。第三課，圍繞“樹葉是怎么變黃的”這一話題，讓學生尋找證據來驗 證自己的猜想，經歷“猜想找證據驗證猜想”這一探究過程，在實 踐中運用所學，獲得成長。 關注科學本體 關注科技與生活 關注科學探究和 工程實踐的方法 一、走進科學 二、用感官觀察 三、用大腦思考 四、用雙手創造 二 單元教學目標 通過一系列有結構的猜想活動，認識什么是事實、什么是猜想。 知道猜想要有依據，猜想不一定正確，猜想需要進行驗證。 借助解暗箱活動，體會當意見不一致時，交流、磋商、討論的重 要性。 針對樹葉變黃的問題情境，提出猜想并進行驗證。 教師教學用書使用說明 從不同角度說明本單元設計的理由。 從本單元在本冊教材中的地位 說明選擇本主題的理由。 從必要性和可能性 兩個方面說明選擇 該主題的理由。 說明本單元各課的 組成及課與課之間 的關系。 是課程目標的具體化，是每一課 教學目標的抽象，旨在為每一課 具體的教學目標提供概括性的目 標指向，以促進大概念和思維品 質的形成。 從落實課程標準中的年段目標 及課程內容中的具體條目角度說明 選擇本主題的理由。 3 第3單元 用大腦思考 61 第7課做個小偵探 1. 教學內容 本課通過一系列從簡單到相對復雜情形的猜想活動，讓學生知道要根據 看到的事實，像偵探一樣進行猜想，并且學會猜想。第一個活動，觀察三張 圖片，猜一猜蒲公英飄起來、田里菜葉上的洞、狗吐舌頭分別是什么原因， 這是對看到的事實猜想一種原因。第二個活動，觀察兩張圖片，猜想是誰破 壞了蜘蛛網，雪地上的動物腳印是怎么回事，這是對看到的事實猜想多種可 能的原因。第三個活動，玩碰碰球，要求是根據第一次玩看到的結果，在下 面的兩次活動前，先猜一猜會是什么結果，再動手做。學生在活動中會發 現，猜想不一定正確，猜想需要經過驗證才能知道是否正確。第四個活動， 通過閱讀，知道其實科學家在科學研究中也會進行猜想，如針對恐龍滅絕的 事實，作出各種猜想，并且不斷地進行研究。選取恐龍的事例，是因為學生 對這樣的話題比較感興趣。 2. 教學目標 通過讀圖，針對具體情境中的問題有依據地說出自己的猜想，體會到 猜想與事實不是一回事。 在玩碰碰球的科學游戲中，認識到猜想不一定正確；要想知道猜想是 否正確，需要進行驗證。 通過閱讀資料，知道猜想是科學研究中重要的思考活動。 3. 重點與難點 重點：依據觀察到的事實作出猜想。 難點：將觀察到的事實與已有的生活經驗建立合理聯系。 4. 教學準備 學生分組材料： 五球碰碰球（碰碰球又名牛頓擺、能量守恒擺球）。 五教師課本 vvwv 60 三 單元活動框架 1.2 觀察破蜘蛛網、雪地 腳印的圖片，知道要針對 看到的事實進行猜想。 1.1 猜想蒲公英飄、菜 葉有洞、狗吐舌的原 因，知道什么是猜想。 2.1 看圖，猜測 兔子在土山中 的逃跑路線。 3.1 關注樹葉變 黃的客觀現象， 聚焦研究對象。 2.2 解暗箱，猜 測暗箱里面的情 況。 2.3 讀圖，知道 生活中有許多解 暗箱的事例。 3.3 尋找證據， 驗證自己的猜 想。 3.2 猜想銀杏樹 葉是怎樣變黃 的。 1.4 讀圖，知道科學家 也進行猜想活動。 1.3 玩三次“碰碰球”， 猜想不同結果，知道猜 想不一定正確。 1.做個小偵探 2.暗箱里的秘密 3.樹葉變黃了 三、用大腦思考 四 課時建議 序 號 課 題 課 時 1 做個小偵探 1 2 暗箱里的秘密 1 3 樹葉變黃了 1 總課時 3 本課的主要活動組成及相互 之間的關系。 以結構圖的形式展示每一課活 動的內容和目的。 在教學活動中希 望學生達到的發 展水平。 提示教師關注的教學重點與難點。對每課課時及總課時的建議。 4 第3單元 用大腦思考 63 大腳印為三趾 分開的足跡， 說明該動物足 三趾著地，有 鳥類足跡特 點。 此處的大腳印 足跡間距長。 小腳印為連趾的足跡，足 跡較小，足跡間距較短， 有兔子足跡特征。 兩種足跡在此 交會、混雜。 猜想：1.大飛 蟲沖了過去； 2.大雨點砸 的；3.大風吹 的 猜想：1.肉食 動物抓捕小動 物，叼走或吃 掉；2.大動物 背、抱、叼走 了小動物 vvwv 第3單元 用大腦思考 65 猜想：猴子在樹枝上跳過導致樹枝撕裂；樹干里有蟲；青蟲到樹上吃樹葉或結繭； 一只鳥被老虎或其他貓科動物驚飛或被捉走 6. 活動手冊提示 紅底文字：回答教材中的提問。 藍底文字：解釋教材中文字和圖 片的意思。 指導使用并提供參考答案。 5 第3單元 用大腦思考 81 7. 教學活動說明 活動內容 設計意圖、教學建議、注意事項 可利用 資源 活動一： 交流秋天 哪些樹的 葉子會變 黃 設計意圖： 通過展現樹葉在秋季變黃的圖景，指引學生關注樹葉變黃 的客觀事實，聚焦研究對象，為下一步的猜想做好鋪墊。 教學建議： 課前收集一些樹葉已變黃的樹木照片。 提前一兩個星期收集一些樹的綠葉，以便在課堂上讓學生 對比綠葉、黃葉的顏色。 注意事項： 由于需要觀察銀杏樹葉變黃的過程，所以，本課不能按教 學進度上，應在銀杏樹葉還沒有全黃的時候上本課。如有可 能，就選擇在剛刮過風的時候上，這時，銀杏樹落葉滿地， 便于學生撿拾落葉觀察。 電子教材 中的相關 視頻 活動二： 猜想銀杏 樹葉變黃 的過程 設計意圖： 在明確樹葉會變黃的基礎上，提出研究的問題，并展現幾 種可能，來引導學生提出自己的猜想，并為下一步的驗證活 動奠定基礎。 教學建議： 在學生表達完猜想后提出問題：這些猜想究竟誰對誰錯？ 怎樣驗證自己的猜想對不對呢？為后續活動做好鋪墊。 注意事項： 不要對學生作出的猜想進行評判，讓學生用觀察到的事實 來驗證猜想。 活動三： 找銀杏樹 葉變黃的 證據，驗 證猜想 設計意圖： 提供幾種找證據的方法來讓學生選用，指導學生學會尋找 證據，并知道要驗證自己的猜想是否正確。 教學建議： 如果采用第一、二種方法，即現場觀察，應該把學生有序 地帶到銀杏樹下。如果兩種方法都選，應給學生分組，一組 觀察樹上的葉子，一組收集落葉進行觀察，然后兩組交換。 如果校園里沒有銀杏樹，可以采用第三種方法。 由于一年級學生會寫的字比較少，只能用說的方式表達猜 想，可以讓學生先說，然后在活動手冊提供的圖示下面標注 順序，記錄自己的驗證結果。 學具箱 里的配 套學具 學生活動 手冊 vvwv 第3單元 用大腦思考 83 六 參考資料 科學事實 科學事實是指人們運用感官或科學儀器獲得的具體的、可被驗證的科學 信息。 科學猜想 科學猜想是對科學思維中的假設、推理、預測等的簡稱。假設是對觀察 到的現象的一種可能性解釋，假設是可檢驗的；推理是試圖解釋正在發生或 已經發生的現象或事件；預測是對將要發生的現象或事件所作的一種推測。 科學猜想不是毫無根據的，它建立在事實（證據）和既有經驗及知識的基礎 上。猜想不一定正確，猜想需要驗證。 恐龍滅絕之謎 兩億多年前的中生代，又被稱為爬行動物時代。當時，陸地上生活著許 多爬行動物，它們還不斷分化成各種不同種類，有的變成了今天的龜類，有 的變成了今天的鱷類，有的變成了今天的蛇類和蜥蜴類，還有一類演變成今 天遍及世界的哺乳動物。恐龍是當時所有陸生爬行動物中體格最大的一類， 很適宜生活在沼澤地帶和淺水湖里。那時，空氣溫暖而潮濕，食物也很容易 找到，恐龍在地球上統治了一億多年的時間。但不知什么原因，它們在6500 萬年前很短的一段時間內突然滅絕了，而滅絕的原因卻成了千古之謎。科學 家從觀察到的事實出發進行猜想，提出了許多假說。下面所列是一些影響較 大的假說： （1）隕石撞擊說 距今6500萬年前，一顆巨大的隕石撞擊地球，這顆隕石直徑大約10千 米，因撞擊而形成的火山口地形，直徑達200千米，產生的能量相當于100萬 億噸黃色炸藥爆炸。隕石撞擊產生的粉塵擴散至整個大氣層，導致地球持續 數月處于黑暗狀態。在這段時間里，以恐龍為首的許多生物滅絕了。這個 假說是由美國加州大學伯克利分校的路易阿爾巴列斯博士等四位科學家 提出的。 （2）造山運動說 在白堊紀末期發生的造山運動使得沼澤干涸，許多以沼澤為家的恐龍就 說明本活動的設計意 圖，給教師以具體的 教學指導和建議，并 提醒教師在指導學生 時應注意的問題。 提供本單元必要的相 關知識背景。 6 本冊教學課時分配建議表 單元序號 單元名稱 課題名稱 課時建議 第1單元 光與色彩 1.光源 1 2.光的傳播 2 3.光的反射 1 4.七色光 1 第2單元 熱傳遞 5.熱傳導 1 6.熱對流 1 7.熱輻射 1 8.物體的傳熱本領 2 9.地球的表面 1 第3單元 地球的表面和內部 10.火山和地震 2 11.地球的內部 1 12.地表雕刻師 2 第4單元 水在自然界的循環 13.云和霧 1 14.露和霜 1 15.雨和雪 1 16.水滴的“旅行” 1 第5單元 人體“司令部” 17.刺激與反應 1 18.從刺激到反應 1 19.我們的大腦 1 20.大腦的開發與利用 1 專項學習 像工程師那樣 23 總課時： 26 27 1 一 單元設計意圖 1. 本單元主題的提出 光對于地球上的生命體來說至關重要。如果沒有光，整個世界便會陷入 無邊的黑暗中，人類將無法生存與生活。人類通過眼睛接收了80%以上的外 部信息。研究光現象與光變化對幫助兒童認識外部世界具有重要意義。本單 元通過研究光的形成、光在空氣中的行進、光在不同物質中行進時發生的現 象與變化，以及認識光的種類或層次等一系列科學實踐活動，引領學生進入 光世界，認知、研究光現象，感悟光對我們生存生活的重要意義。 光無疑是每個人所熟悉的，但許多人對“怎樣看見光，如何發現色彩， 光是怎樣行進的”缺少理解，兒童尤為如此。這直接導致他們對光現象的過 程變化缺乏形象思維，知識積累不足。本單元主題的提出不僅承接了低年級 奇妙的光相關主題的發展，還通過感性體驗、動手操作等活動為初中學 段光學現象的學習提供了知識基礎與實踐操作經驗，幫助學生更順利地參與 到光現象的探究活動中。 本單元的科學實踐活動都是基于將肉眼難于感知的光學現象轉化為可視 過程設計的。通過用某些能反射光的媒介顯現光在空氣中的行進、用適宜的 工具展現白光的復合性等實驗，讓學生在學習中體會科學探究過程，培養設 計、動手操作的興趣，學會在人工控制的條件下，觀察、研究自然現象及其 規律，活躍學生的思維，為學生終身發展服務。 2. 本單元對課程標準的落實 （1）本單元通過一系列動手、動腦科學實踐活動，落實課程標準 高年段的課程目標。 科學知識： 知道不同能量之間的轉換。 第1單元 光與色彩 2 科學探究： 能基于所學的知識，從事物的變化及相互關系等角度提出可探究的科學 問題。 能基于所學的知識，通過觀察、實驗、查閱資料、調查、案例分析等方 式獲取事物的信息。 能對探究活動進行過程性反思，及時調整，并對探究活動進行總結性 評價。 科學態度： 表現出對事物的變化及相互關系進行科學探究的興趣。 在尊重證據的前提下，堅持正確的觀點。 能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材 料，完成探究、設計與制作，培養創新精神。 能接受別人的批評意見，反思、調整自己的探究；在進行多人合作時， 愿意溝通交流，綜合考慮小組各成員的意見，形成集體的觀點。 科學、技術、社會與環境： 認識到人類、動植物、環境的相互影響和相互依存關系，了解地球上的 資源是有限的，人類活動會對環境產生正面和負面的影響，自覺采取行動， 保護環境。 （2）本單元學習內容是基于落實課程標準中課程內容高年段要求。 6.2 太陽光包含不同顏色的光，光遇到不同的物質時傳播方向會發生改變。 6.2.1 有的光直接來自發光的物體，有的光來自反射光的物體。 識別來自光源的光，如太陽光、燈光；識別來自物體反射的光，如月光。 知道來自光源的光或來自物體的反射光進入眼睛，都能使我們看到光源 或該物體。 6.2.2 光在空氣中沿直線傳播；行進中的光遇到物體時會發生反射，會改 變光的傳播方向，會形成陰影。 知道光在空氣中沿直線傳播。 知道行進中的光遇到物體時，會發生反射現象，光的傳播方向會發生 變化。 6.2.3 太陽光包含不同顏色的光。 描述太陽光穿過三棱鏡后形成的彩色光帶，知道太陽光中包含有不同顏 色的光。 3 第1單元 光與色彩 3. 本單元在整套教材中與其他單元的關系 低年級 中年級 高年級 一、光和色彩 對光的現象與光 的形成的認識。 認識熱的三種傳遞 方式及變化規律。 描述地表，認識地球內 部和改變地表的力量。 了解并探究云、霧、雨、 雪、露、霜等天氣現象， 認識水在自然界的循環。 了解人的大腦及神 經系統，學會保護自 己的大腦。 二、熱傳遞 三、地球的表面和內部 四、水在自然界的循環 五、人體“司令部” 對光的初步認 識 。（ 二 年 級 上 冊 奇 妙 的 光 ） 對太陽光和熱的初 步 認 識 。（ 二 年 級 上 冊 天 空 中 的 星 體 ） 運用感官觀察并描述石頭 和泥土的特征。（一年級下冊 石 頭 與 泥 土 ）力 可 以 使 物 體 的 形 狀 發 生 改 變 。（ 二 年 級 上 冊 用 力 以 后 ） 認識熱空氣與冷空氣。 學 會 測 量 氣 溫 。認 識 熱 對物質的影響。（三、四 年級相關單元） 知道物體受熱燃燒后產生新物質。 （六年級上冊物質的變化認識熱能 與其他能量的轉換。（六年級下冊神 奇的能量） 地球運動對晝夜和四 季 的 影 響 。（ 五 年 級 下 冊 地 球 的 運 動 ） 地殼運動伴隨煤、石油以及化石 的形成。（六年級上冊化石的 奧秘）樹立資源保護的意識。 （六年級下冊自然資源） 了解水資源狀況，增強 節 水 意 識 。（ 六 年 級 下 冊 自 然 資 源 ）身 體 力 行 保 護 潔 凈 的 水 源 。（ 六 年 級 下 冊 理 想 家 園 ） 了解生物的遺傳與變 異。（六年級上冊遺 傳與變異） 知道地球表面覆 蓋 著 巖 石 。知 道 地 球 是 一 個 球 體 。（ 四 年級相關單元） 了解地球上的水資源。 定量測量各氣象要素。 認識水的三態變化。 （ 三 、四 年 級 相 關 單 元 ） 認識人體的一些器官 及 作 用 。（ 三 年 級 上 冊 人 的 呼 吸 和 消 化 ） 了解人的繁殖。（四年 級 下 冊 繁 殖 ） 觀 察 并 描 述 水 。（ 一 年 級 下 冊 水 ）觀 察并定性描述天氣的 變 化 。（ 二 年 級 上 冊 天 氣 變 化 ） 了解人體感官及 作 用 。學 會 猜 想 與 驗 證 。（ 一 年 級 上冊相關單元） 4 4. 本單元次級主題的構成及邏輯關系 本單元由四課組成：光源光的傳播光的反射七色光。 前三課按遞進關系設計，是對“光”的生成、傳播、遇到不同物質時行進方 向改變等光現象的認識。通過一系列的科學實踐活動，初步建立光源、光的 傳播及光的反射的概念；了解光源、光的傳播、人眼看到物體的條件和光的 反射現象；辨識哪些光來自光源，哪些光來自物體反射；知道光在空氣中是 沿直線行進的，遇到物體時行進方向會發生改變。同時，通過觀察、實驗等 探究活動獲取光現象的信息，了解可以借助能夠反光的物體來發現光的現 象、感知光的傳播規律，打破光這一能量表現形式的神秘感。能量表現形式 的探究活動不僅在本單元出現，還在整套教材持續進行，且不斷地深入。在 學生對光現象有了初步的了解后，第四課將關注點放在了光本體的性質上， 以太陽光為載體，通過科學實踐活動幫助學生認識作為能量形式之一的光的 種類及層次性，潛移默化地幫助學生建立對光譜的初步認知，為以后進一步 學習光現象打下良好的基礎。 二 單元教學目標 能識別來自光源的光，知道光遇到不同的物質時傳播方向會發生改 變，知道太陽光中包含不同顏色的光。 能夠獲取光現象變化的證據信息；采用新方法、新材料，調整、完善 對光現象的探究活動。 愿意經歷光現象的發現過程，發展嘗試改變光傳播路徑探究活動的興 趣；在尊重證據的前提下，形成有關光的正確觀點。 運用有關光現象的原理，列舉、解釋自然界與生活中的光現象事例。 5 第1單元 光與色彩 三 單元活動框架 1.2 觀察各種發光現 象，區別光源與反光 物體。 1.1 觀察圖片，討論哪些 是自然光源，哪些是人造 光源，理解光源的概念。 1.3 通過“點燃蠟燭”“給 細鋼絲通電”兩個活動， 了解物體發光的過程。 4.1 尋找生活中各種太陽 光分解出色光的現象，能 夠提出探究的問題。 4.2 通過制造“彩虹”的 活動，知道太陽光是由 不同的色光組成的。 4.3 動手制作各種色光的混 合實驗，體會光的色散現象 及應用。 1. 光源 3. 光的反射 光與色彩 2. 光的傳播 4. 七色光 2.1 觀察各種光 的行進路徑，歸 納出光是沿直線 傳播的。 2.2 通過驗證實 驗，感 知 光 在 空 氣中的傳播現象， 知道光在空氣中 沿直線傳播 。 3.1 做“陽光接力打 靶”游戲，知道光的反 射現象。 3.3 通過玩鏡子與制作 潛望鏡，體驗人們如何 利用光的反射現象。 3.2觀察比較不同材料 表面反光的效果，知道 光滑表面對光的反射效 果好。 2.3 做“ 小 孔 成 像”實驗，進一 步了解光的傳播 過程與應用。 四 課時建議 序號 課題 課時 1 光源 1 2 光的傳播 2 3 光的反射 1 4 七色光 1 總課時 5 6 五 教師課本 第1課 光源 1. 教學內容 本課立足于觀察和描述生活中常見的光，認識它們的形成特征與性質， 圍繞物體自己能否發光，也就是鑒別光源這一主題展開。 本課教學內容由三個部分組成： 第一部分，根據光源概念與生活經驗，討論哪些是自然光源、哪些是人 造光源，進而學會給光源分類。 第二部分，分析圖片呈現的發光現象，知道可見的物體分為兩類：光源 與反光物體。學會判斷物體是不是光源。 第三部分，通過“點燃蠟燭”“給細鋼絲通電”兩個活動，了解物體發 光的過程，認識發光需要能量。 2. 教學目標 觀察各種發光的物體，能指出哪些物體是光源。 會按照光源的特征給發光物體分類。 樂于研究光現象，樂于分享與發現。 3. 重點與難點 重點：舉例說明發光物體的特征，鑒別光源與非光源物體。 難點：觀察某些物體的發光過程。 4. 教學準備 火柴、蠟燭、鋼絲球、兩節電池、帶導線的鱷魚夾、裝有細沙的托盤。 7 第1單元 光與色彩 1 光 源 白天，陽光照亮大地；夜晚，燈光和燭火給我們帶來光明。 太陽、開啟的電燈、點燃的蠟燭都是光源，它們能自己發光。 哪些是自然光源？哪些是人造光源？ 見學生活動手冊第 1 頁 2 5. 教材提示 幫助學生觀察 與描述各種光， 了解這些光無 論是白天還是 黑夜都會給地 球上的生物帶 來 光 明。 引導 學生 發 現 ：許 多發光體是自 己發光的。 自然光源是大自 然中不被人類 掌 控 與 操 作 、沒 有經過加工和 改 良 的 光 源，比 較常見的有太陽、 雷 電、螢 火 蟲、 發光水母等。 人造光源是隨 著人類文明的 進 步、科 技 的 發 展而人工制造 出來 的光 源。按 出現的先后順 序，人 造 光 源 有 點 燃 的 火 把 、油 燈、蠟 燭，開 啟 的 電 燈（白 熾 燈 、 熒 光 燈、發 光 二極管）等。 8 這些物體是光源嗎？為什么？ 點燃蠟燭，觀察它燃燒發光的過程。 給細鋼絲通電，觀察鋼絲發光的過程。 1. 從鋼絲球中抽出一根細鋼絲， 將兩個帶導線的鱷魚夾分別夾在細 鋼絲的兩端。 2. 將兩個鱷魚夾立在沙盤中，把 其中一根導線固定在電池的電極上。 3. 用另一根導線碰觸電池的另 一極，觀察細鋼絲發光的現象。 發光需要能量哦！ 通電時千萬 不要摸鋼絲！ 見學生活動手冊第 1 頁 1 單元 光與色彩 3 生活中有許多 物體會發光， 判斷物體是不 是光源要看 物體是自己發 光還是因為有 其他發光體 存在而發光。 玻璃幕墻和月 亮發光是太陽 導 致 的，水 面 發 光是月光導致 的 。所 以 ，它 們 都不是光源。 蠟燭發光過 程 ：點燃燭芯， 蠟油受熱熔 化，熔化的蠟 油隨著燭芯燃 燒，發光發熱， 蠟燭變短。 細鋼絲發光現象 ：通電時，細鋼絲發熱，逐漸變紅發光。 整個過程中細鋼絲處于高溫狀態，所以要提醒學生千萬不要觸碰它。兩節電池最好 放置在電池盒中。 9 第1單元 光與色彩 6. 活動手冊提示 1 1 單元光與色彩 1. 光 源 給這些光源分類，是自然光源的在 “”里 寫“1”， 是 人造光源的 寫“2”。 是光源的在“”里 畫“”，不是光源的畫“”。 極光 太陽 閃電 激光 螢火蟲 霓虹燈 白熾燈 手電筒 油燈 發光水母 火炬 篝火 彩虹 發光二極管 油燈 1 1 1 2 2 1 2 2 2 2 2 1 反光板 發光水母 廣告牌 10 活動內容 設計意圖、教學建議、注意事項 可利用 資源 活動一： 識別自然 光源與人 造光源 設計意圖： 觀察各種自己可以發光的物體光源，認識這些光源是 自然光源還是人造光源。這個活動就是要學生知道什么是光 源，能夠判斷某種發光體是否經過人類的加工與改良。 教學建議： 教師提出討論的問題：生活中經常能看見各種自己能夠發 光的物體，也就是光源，你認識它們嗎？ 讓學生說說在何時何地看見過光源，它們發光有怎樣的特 點，即通過什么方法發光。 教師可以從介紹天然材料與人工材料的識別入手，幫助學 生喚起自然物與人造物區別的記憶，如自然物就是大自然中存 在的，而人造物是經過人類的加工與改良的。 注意事項： 本課要求學生能夠區別自然光源與人造光源，目的是讓學 生了解自然與人造是我們對光源的一種分類方法。但這不是唯 一方法，可以選擇其他的分類標準。 電子教材 中的相關 視頻 學具箱里 的配套學 具 學生活動 手冊 活動二： 尋找各種 發光物 體，知道 可見的物 體分為兩 類：光源 與反光物 體 設計意圖： 該活動要學生認識能夠發光的物體并不都是光源，有些看 起來閃光的物體本身是不發光的。這個活動就是要學生指出可 見的“發光體”分為兩類：光源與反光物體，是為后續學習光 的反射積累一定的經驗與知識。 教學建議： 教師在引領學生討論這個問題時要關注光源的概念，即能 夠自己發光的物體才是光源。 可以讓學生說說生活中看見過哪些發光的物體，它們在什 么樣的情形下會發出光亮，它們在當下有怎樣的特點。 要幫助學生認識那些既能夠發出光亮又不是光源的物體， 就要讓他們關注這些物體發出光亮的環境是怎樣的，是不是存 在其他能發光的物體，包括我們看得見與看不見的。 在討論月亮是否是光源時，最好從人類已有的對月球的認 識出發，結合人類對月球的探索歷程來認識月球本身是不會發 光發熱的，因而它不是光源。 學生活動 手冊 7. 教學活動說明 11 第1單元 光與色彩 活動內容 設計意圖、教學建議、注意事項 可利用 資源 注意事項： 本課要求學生能夠區別光源與發出光亮的非光源，暫時 還沒有涉及那些因光反射使我們看見的物體，所以在交流研 討時可以先不提及光的反射概念，只是通過活動讓學生為進 一步了解光的反射現象打下基礎，積累經驗。 活動三： 觀察蠟燭 與細鋼絲 發光的過 程 設計意圖： 要學生認識光是能量表現形式之一是有難度的，此活動就 是通過做使某種材料發光發熱的實驗，引導學生感受光是一種 能量。同時在觀察蠟燭和細鋼絲發光過程中體會光源發光是需 要能量的。 教學建議： 教師在引領學生觀察蠟燭和細鋼絲發光時要關注物體發光 的整個過程，即需要哪些條件或材料，發光時消耗了什么、生 成了什么。 在觀察蠟燭燃燒過程時，讓學生說說什么在燃燒，是蠟燭 芯還是蠟燭芯中的蠟油，由此讓學生領悟蠟燭燃燒時主要消耗 的是蠟油，蠟油為發光發熱提供了原料。 在觀察細鋼絲發光發熱時，讓學生比較通電前后細鋼絲的 差別，說說在細鋼絲發光發熱時要消耗什么，幫助學生認識細 鋼絲在發光發熱時電池為其提供了能量。 在實驗完成后，組織學生討論兩個實驗的共同點是什么， 從中領會光源發光時是需要能量的。 注意事項： 本課要求學生能夠了解光源發光需要能量，暫時還沒有涉 及具體是哪些能量轉化成了光能，所以在交流研討的過程中可 以不提及化學能、電能等概念，減輕活動的難度。 電子教材 中的相關 實驗視頻 學具箱里 的配套學 具 12 第2課 光的傳播 1. 教學內容 本課通過一系列觀察、實驗、制作等實踐活動，幫助學生觀察、發現、 了解光在空氣中的傳播現象和特征。 本課教學內容由三個部分組成： 第一部分，基于學生過往的知識與經歷，圍繞著光在自然環境中、生活 情境中傳播路徑上的共同特點進行討論，提出問題。 第二部分，通過多個探究活動，觀察與發現光在空氣中是沿直線傳播 的，并根據光的這一特征，解釋有關的自然現象，說明生活中人們對于這一 特征的利用。 第三部分，制作一套簡單的裝置，通過細致的操作說明小孔成像現象， 進一步證明光沿直線傳播，印證我國古代學者墨子關于小孔成像的發現。 2. 教學目標 在觀察活動中，發現光在空氣中沿直線傳播。 在教師的指導下，初步學會設計、安裝和制作適宜的實驗裝置，觀察 與發現光在空氣中的行進路徑。 通過對光在空氣中傳播現象的研究與發現，體驗科學探究活動的樂 趣，樂于跟同伴分享與合作。 3. 重點與難點 重點：認識光在空氣中沿直線傳播的特征。 難點：設計實驗，觀察與發現光在空氣中的行進路徑。 4. 教學準備 激光筆、帶蓋子的透明玻璃容器、線香、手電筒、若干張硬卡紙、剪刀、 橡皮泥、半透明塑料膜、紙杯、橡皮筋、蠟燭等。 13 第1單元 光與色彩 5. 教材提示 2 光 的 傳 播 你認為這些光的傳播路徑有什么共同特點？ 研究光在空氣中的傳播。 1. 把幾支點燃的線香放入透明的 玻璃容器內，蓋上蓋子。 2. 待充滿煙霧后，打開激光筆， 并使光束從各個方向射入玻璃容器， 觀察光束在煙霧中傳播的現象。 方法一 4 陽光穿過樹葉 間隙或云間空 隙、汽車遠光 燈、激光燈都 有光束射出， 而且光束看起 來都是直線。 實驗的關鍵是使光的行進路徑肉眼可見。雖然激光沿直線行進，但空氣對光的散射 不夠強烈，人們在側面難于看到光束。為了增強效果，常常會用人造煙霧使光束明 顯可見。 14 從以上兩個實驗中你可以得出什么結論？ 他們排整齊了嗎？你是如何判斷的？ 順著箭頭指 示的方向看。 見學生活動手冊第 2 頁 1.剪三張同樣大小的硬卡紙，在每張硬卡紙中間挖個小孔。 2.用橡皮泥固定硬卡紙，使它們保持直立。 3. 左右移動硬卡紙，觀察在什么情況下可以看見手電筒發出的光。 方法二 1 單元 光與色彩 5 三張硬卡紙應 該形狀、大小 一樣，小孔的 位置應該相 同，硬卡紙豎 立時要保持與 桌面垂直。 向左 ( 右 ) 看齊 , 是調整隊列的基本動作，其要領是 : 身體立正，頭向左 ( 右 ) 擺動 60，腳用小碎步前后左右移動至與左（右）人員看齊，要求能夠看到相鄰人員的腮部， 且看不到其后邊的人，不能低頭或仰頭。其原理是光沿直線傳播。 15 第1單元 光與色彩 做小孔成像實驗。 小孔成像 兩千多年前，我國古代學者墨子發現了一個有趣的現象光 從門上的小孔射進來，會在對面的墻上形成外面景物的倒像。這種 現象被稱為“小孔成像”，它的原理就是光沿直線傳播。 1. 準備半透明塑料膜、 紙杯、橡皮筋和蠟燭。 3.用筆尖在紙杯底 部扎一個小孔。 4. 將紙杯底部的小孔對著點燃 的蠟燭，慢慢調整紙杯與蠟燭之間 的距離，直到能看到清晰的像為止。 2. 將塑料膜蒙在紙杯口 上，用橡皮筋扎牢。 見學生活動手冊第 2 頁 6 在紙杯底部扎 出的小孔的直徑 要小于 3 毫米。 注意蠟燭和紙 杯的高度，使 蠟燭火焰、小 孔和紙杯塑料 膜中心大致在 一條直線上。 蠟燭和小孔的 距離不宜過大。 仔細調整蠟燭 或紙杯的位置， 可以在塑料膜 上看到蠟燭火 焰倒立的像。 16 6. 活動手冊提示 2 1 單元光與色彩 2.光的傳播 根據光的直線傳播現象，選擇正確答案。 分別從蠟燭火焰頂端 A 和底端 B 畫直線至 小孔并延伸， 解釋小孔成像為什么是倒立的。 我的解釋： A B 1. 射擊瞄準時，光的傳播路徑是（ ）。 A. 人眼 準星 靶標 B. 靶標 準星 人眼 C. 人眼 準星 靶標 2.皮影表演時，光的傳播路徑是（ ）。 A. 皮影人偶 幕布 人眼 B. 光源 皮影人偶 幕布 C. 光源 皮影人偶 幕布 人眼 小孔 B C 因為光沿直線傳播，燭焰上部發的光沿直線通過小孔，照 在塑料膜的下部，燭焰下部發出的光通過小孔照在塑料膜的上 部，所以在塑料膜上形成一個倒立的像。 17 第1單元 光與色彩 活動內容 設計意圖、教學建議、注意事項 可利用 資源 活動一： 討論光在 自然環境 和生活情 境中傳播 路徑上的 共同特點 設計意圖： 觀察不同情境中光的行進路徑，認識這些光來自哪里，射 向何處。這個活動就是要學生指出這些光來自不同光源，形成 光束，光束看起來都是直直的，進而提出問題：光是沿直線傳 播的嗎？ 教學建議： 準備不同情境中光束的圖片，提出問題：在生活中經常能 看見各種光源發出的光投射出來，你們看到過這些現象嗎？ 讓學生說說在何時何地看見過光源發光現象，它們發光有怎 樣的特點，即光是否有源頭、傳播方向如何、行進路徑怎樣。 使學生了解在怎樣的環境中更容易觀察到光的傳播路徑， 需要什么樣的條件。 有條件時教師可以從霧天與晴天的比較介紹入手，幫助學 生對自然與生活中的光現象積累比較多的經驗。 注意事項： 此活動要求學生能夠提出光是否沿直線傳播的問題。在自 然和生活中盡管有許多光沿直線傳播的案例，但都是看起來沿 直線傳播，仍然需要通過設計實驗來加以證明，這才是科學的 研究方法。 電子教材 中的相關 視頻 學生活動 手冊 活動二： 研究光在 空氣中的 傳播 設計意圖： 此活動通過兩個不同的實驗，利用某種特定的事物再現人 們在自然或生活中所見的光沿直線傳播的情形。一是比對激光 束與直線物體來證明光是沿直線傳播的，二是用相同硬卡紙上 的小孔的直線排列來印證光是沿直線傳播的。 教學建議： 教師在引領學生做第一個實驗時，可以先在教室里打開激 光筆照射某物，這時能夠看見激光筆的燈亮和物體上的光 斑，但激光束的行進路徑不可見，然后引導學生在討論交流 中關注使光的行進路徑可見的方法：利用煙霧對光的散射作 用顯現光束。 電子教材 中的相關