資源簡介

四下科學《影子的形成》教學設計
【教材分析】
《影子的秘密》是四年級下冊第三單元《太陽、地球和月球》的第一課。通過踩影子的活動，激發學生學習樂趣，并聚焦問題“影子是怎么形成的”？學生知道光源、遮擋物和屏（接收影子的平面）是影子產生的條件。探索板塊，通過產生影子，讓影子發生變化，2個探究活動。通過制造影子理解、描述影子形成的過程和發現影子是會發生變化的；通過改變影子，經歷實驗探究的過程，知道影子變化的原因。通過交流與表達，學生對本節課所學影子的形成和變化的原因進行總結歸納。
【學情分析】
影子，四年級學生非常熟悉絕大部分學生在日常生活中有過與影子相關的經歷，小時候還玩過踩影子游戲和手影游戲，部分學生甚至還發現一天中，自己的影子長短還會發生變化等。所以學生對于影子的形成以及變化過程也有初步的感性認識，但是他們并沒有系統地梳理和學習過影子背后的“秘密”——形成的過程和變化的原因。
【教學目標】
1.科學觀念：通過生活經驗知道影子的形成需要光、遮擋物、屏三個條件；通過制造影子的實驗能夠描述影子是行進的光被阻擋時，就形成了阻擋物的陰影；通過變影子的實驗，知道影子的長短、方向、大小、形狀變化與光源和遮擋物變化的關系。
2.科學思維：能在教師的引導下，根據實驗材料和生活經驗制造出影子，發現問題，對研究問題提出假設和觀點，并能提供支撐性的證據，可以利用控制變量的方法設計簡單的實驗。
3.探究實踐：通過觀察影子的形成和發現影子的變化，猜想變化的原因、設計控制變量實驗方案、進行實驗、記錄、分析實驗現象和數據，歸納概括影子的形成、影子變化由于光源和遮擋物變化的關系。
4.態度責任：對制造影子和改變影子的活動感興趣，愿意和同學們合作，討論交流。知道影子在我們的生活中應用非常廣泛，了解影子給人們的生活帶來的樂趣，激發學生進一步探究光與影知識的興趣。
【教學重難點】
教學重點：知道影子產生的三個有條件，通過實驗能夠描述影子形成的過程。
教學難點：通過實驗，理解影子產生的三個條件和影響影子變化的因素。
【教學準備】
PPT課件 、手電筒、木圓柱、白卡紙 、影子長短變化實驗材料、實驗記錄單。
【教學思路】
本課例的設計，旨在讓學生根據生活經驗總結出影子形成三個的條件，用教師提供的材料，制造出影子并發現影子是會發生變化的，描述影子的形成，通過實驗理解影子的的長短、方向、大小、形狀變化與光源和遮擋物變化的關系。四年級的學生已經掌握了一些實驗方法，具備了一定的操作能力，對于影子也具備了一些初步知識。本節課教學，在教師引導下，對探究的問題設計控制變量法的實驗方法，教師提供相關的實驗材料，學生合作展開探究。教學時，首先基于真實的情景，激發學生學習的興趣，提出可探究的科學問題，在制造影子中，發現影子很容易發生變化，根據各小組制造的變化的影子，在教師的組織下進行探究。并用所學知識去解決皮影戲中的謎團。在此過程中，發展學生的實驗設計能力，探究實踐能力，歸納概括能力和實證意識。
【教學過程】
一、創設情境，聚焦問題
教師出示關于學生們制作的抗疫皮影劇，并提出問題，皮影劇主要是靠什么進行表演的？關于影子你有哪些想要探究的問題？從真實的抗疫皮影劇情景出發，激發學生學習的動機，在皮影劇中，里面角色發生了形狀、大小、長短的變化。讓學生初步感受影子的形成和變化，提出可探究的科學問題。
【設計意圖：圍繞本課將要探究的“影子的形成和變化的秘密”，創設真實情景，結合5月，許昌的疫情，以學生創編的抗疫皮影劇導入，激發學生學習的興趣，使學生初步表征影子的形成的過程和要素，暴露學生的前概念。皮影劇中，影子的變化，也為學生在制造影子過程中，萌發嘗試改變影子的想法。】
二、活動探究，獲得新知
（一）制造影子，并嘗試著改變影子
1.出示圖片，學生根據經驗，說出影子形成的需要光、物體、一個平面以及的它們作用，教師概括出影子的形成需要光源、遮擋物、屏。
2.教師提供實驗材料，學生制造影子，各小組說出影子的方法，并根據制造影子的過程，描述影子形成的過程。在制造影子的過程中，學生很容易發現影子會發生變化的。教師根據每小組制造的影子，拍攝照片，進行整理，為探究影子的變化做準備。
3.學生制造出影子后，先說出制造影子的方法，遮擋物放在白色卡紙上，或者放在白色卡紙前面，光源照射在遮擋物上，理解三者擺放的位置。讓學生猜想如果沒有遮擋物，光照在屏上會出現什么現象，并演示；接著將光源的光不照射在遮擋物上，屏上為什么沒有影子，讓學生說出原因，幫助學生建構影子的形成的過程。
【設計意圖：大部分學生都能說出影子形成的三個條件，也能根據實驗材料制造出影子，但是不能說出影子的形成過程，所以先讓學生說出制造出影子的方法，理解三個條件的位置關系，再和沒有遮擋物、以及光源不照射在遮擋物上出現的現象做對比，為學生建構影子的形成搭建腳手架。在探究影子變化前，首先讓學生知道引起影子變化的因素，完善學生的前概念；在學生制造出變化的影子時，初步感受變化的影子。】
（二） 探究影子變化的原因
1.探究影子形狀變化的原因。
出示各小組制造出形狀不同的影子圖片，首先讓學生觀察，這些影子發生了那些變化，并說出引起形狀變化的猜想，教師通過演示，讓學生用圓柱再制作出不同的形狀的影子，說出原因，初步建立影子的形狀和光源照射遮擋物面的形狀有關，并讓學生說出光源照射三棱柱各個面時，影子的形狀，加強學生對影子形狀變化的原因理解。
【設計意圖：本環節呈現學生制造影子的圖片，發現影子的變化，并嘗試找出原因，這樣充分調動學生學習的興趣，激發探究的欲望。實驗一，較為簡單，在教師演示下進行，本環節課本上沒有要求，但是在地球形狀這一節課中，古人根據地球的影子的形狀來推斷地球的形狀，再加上學生的生成，設計了本環節。】
2.探究影子大小變化的原因
出示各小組制造出大小不同的影子，首先讓學生觀察影子發生的變化，根據對圖片的觀察，說出可能引起影子發生大小變化時的原因----光源與遮擋物間的遠近，然后確定實驗中變化的量和不變的量以及實驗的方法，然后實驗，記錄實驗現象，實驗結束，小組交流、談論、概括實驗的發現。接著全班學生分享實驗發現，最后得出影子大小與光源和遮擋物間的遠近關系。
3.探究影子長短、方向變化的原因
出示某組學生制造出的長短和方向不同的影子，讓學生觀察，說出可能引起影子發生大小變化時的原因（由于圖片不能準確的反應出長短變化的原因，）就請這組某個學生在講臺上展示自己是怎樣制造出長短影子的，使學生觀察到光源照射遮擋物的角度發生了變化，然后確定實驗中變化的量和不變的量，該學生的操作方法，光源和遮擋間的距離也容易發生變化，教師引導學生將手臂放在桌子上，并讓學生觀察光源在空中劃過了什么圖形——半圓，出示本節課的實驗材料，引導學生知道如何操作，接著實驗，觀察實驗現象、記錄實驗數據、分析實驗數據，小組交流討論，發現光源方向和影子方向相反，光源照射角越傾斜，影子越長，光源照射角垂直時，影子最短。
【設計意圖：實驗二和實驗三組織學生利用控制變量的方法設計實驗，通過細致合理的操作，分析實驗現象，得出影子的大小與光源與遮擋物遠近的關系以及影子的長短與光源照射角的關系，使學生經歷科學探究的過程，培養學生探究實踐素養。在交流與表達環節，各小組積極表達自己的觀點。從而得到更多的課堂生成發現更多影子變化的秘密。實驗三，從實驗中發現問題，出示半圓形實驗材料，讓學生體會到科學實驗的嚴謹性。】
三、拓展應用
（一）解釋謎團通過對影子變化秘密的探究，回到課堂開始的皮影戲，讓學生嘗試著解釋老師用了什么方法將皮影戲中病毒變大，變長的？
（二） 總結影子在生活中的應用首先讓學生談一談影子在生活中的應用，接著教師播放影子用途的視頻。感受知識與生活的聯系。
【設計意圖：科學知識的學習，主要是解決生活中的問題和運用。所以此環節讓學生解釋皮影中，影子變大，變長的原因。影子在生活中的應用，讓學生體會知識來源于生活，并服務于生活，感受科學的進步，帶動技術的進步，激發學生探索自然的興趣。】
四、科學實踐作業
運用今天我們學習相關的影子知識，創編一段自己喜歡的皮影故事。
【設計意圖：科學實踐作業，在制作的過程中，充分促進了對科學概念的理解和應用，體驗科學與藝術的聯系。】
【本課教學設計說明】
本節課通過創造光與影真實情境的抗疫皮影戲出發，激發學生學習的動機，在皮影戲的觀看中，初步感受影子的形成與變化，提出探究問題。在制造影子的過程中，給予學生充分實驗的時間，讓學生自主在實驗中，首先制造出影子，并嘗試著改變自己制造的影子，發現影子變化。并根據教師拍攝影子變化的圖片，找出變化的可能原因，然后再進行猜想、設計控制變量的實驗方案、進行實驗，通過認真觀察實驗現象，記錄、分析實驗數據，歸納概括影子的變化與遮擋物和光源變化的關系的科學概念，符合科學探究的課程理念，在探究與實踐操作中，發展學生探究實踐的素養。
在對影子變化的探究中，由形狀的變化、大小的變化到長短的變化中，由簡單到復雜，體現問題的進階性。在探究影子長短與照射角度的關系環節時，讓學生發現操作中的存在問題及問題的原因，并想解決的方法，然后出現更為標準的實驗材料，發展學生縝密、嚴謹的科學思維方法，落實科學思維的素養。
新課標要求要培養學生解決實際問題的能力，在解釋謎團和科學實踐中，著眼于知識的遷移。讓學生通過運用所學影子的知識，創編一段皮影劇，在創作中，引導學生利用所學知識解決問題，促進對科學概念的理解應用。這對提高學生問題解決能力會有幫助，也能激發學生學習的積極性。在拓展應用中，讓學生感受的知識來源于生活，并服務于生活，激發學生探究自然的樂趣，從皮影到電影、及無影燈的發明，感受到科學知識的不斷發展，能夠帶動技術的發展，從而發展學生態度與責任的核心素養。

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