影子的秘密教学设计深圳实验学校小学部 林景武【教材简析】本课是三年级下册“太阳、地球和月球”单元的第3课。在第2课中，学生已经知道了阳光下物体的影子在一天中的变化规律，而且明白太阳（光源）的位置变化会导致影子发生长短和方向的变化，对影子的变化产生了浓厚的兴趣，在本课学生将继续深入探索影子的秘密。本课主要内容是通过模拟实验，探索产生影子的要素，以及三个要素之间的关系。本课学生必须要有“影子形成原理”的知识储备，才能更好地理解日食、月食、月相变化等也与影子相关。通过影子的变化，让学生体会太阳对地球的影响。本课将通过产生影子，让影子发生变化，手影游戏三个活动探究影子的秘密。聚焦问题“我们已经观察到阳光下影子的变化，影子的变化怎么产生的呢？”，通过回顾第2课活动，让学生思索影子变化的过程。探索环节分三个活动，第一个活动是产生影子，学生用手电筒模拟光源，用木圆柱模拟阻挡物，理解影子的成像过程。第二个活动是找办法让影子变化，理解光源和阻挡物对影子的影响关系。第三个活动是手影游戏，学生非常喜欢。寻找不同办法制造各种有趣的影子，在手影游戏中将光影原理内化和吸收。研讨环节让学生思考影子产生的三要素，三要素之间的关系，通过影子的变化理解太阳位置的变化规律。拓展环节为观察云的活动，云朵是一种天然的阻挡物，不同的云朵会有不同的天气现象。【学生分析】学生在第2课中已经了解了影子在一天之中的变化情况，知道了影子方向和长短两个维度上的变化，而且这种变化和太阳位置变化有关系，但是学生依然较难理解太阳位置的变化（高低和方向）是如何影响影子的变化（方向和长短）的，这需要学生对影子的成像原理有更进一步的理解。在本课，学生将再一次进行模拟实验，该实验涉及两个变量阻挡物和光源，并涉及控制变量的方法，学生将因此受到一些控制变量法的启蒙。【教学目标】科学概念目标1. 行进中的光被阻挡时，就形成了阻挡物的阴影。2. 光源、阻挡物和屏（呈现影子的平面）是影子产生的条件。3. 光源和阻挡物的变化会导致影子的变化。4. 影子的变化包括方向和大小长短的变化。科学探究目标1. 能用实验研究影子的形成和变化秘密。2. 根据实验发现，实事求是地分析光源、阻挡物和影子三者之间的关系。3. 掌握模仿和创作不同手影的方法。科学态度目标1. 分工合作，乐于参与，具有探索“影子的秘密”的兴趣。2. 积极寻找改变影子的方法，体会创作手影带来的乐趣。科学、技术、社会与环境目标1. 了解影子成像原理在生活中的运用。2. 了解我们生活在一个充满光影的世界里，人们对光影规律有各种各样的运用。【教学重难点】重点：了解产生影子的条件和过程，通过模拟实验，理解产生影子的要素光源和阻挡物之间是如何相互影响的。难点：理解在模拟实验中控制一个变量不变，改变其他变量的方法，例如保持阻挡物摆放位置不变，改变光源。【教学准备】学生准备：黑暗的环境、手电筒、木圆柱、正方体木块、球体木块。教师准备：教学课件。【教学过程】一、聚焦1. 呈现视频或图片导入。让学生观看一天之中影子的变化过程的视频，或者给学生看一天之中影子的变化图片，让学生回忆第2课中制作简易日晷中观察到的影子变化过程。2. 谈话1：同学们，我们已经观察到阳光下影子的变化，你认为影子是怎么形成的？学生一般能回答“有光和物体”“物体会挡住光”“光是从上往下照的”，等等。学生一般也能回答出影子形成的两个条件，光源和阻挡物，但会忽视屏（呈现影子的平面）。3. 谈话2：影子的变化是怎样产生的？学生回答，从上往下照，从左往右照，效果不同等等。既然我们都不清楚，那这节课，我们一起来探索“影子的秘密”（板书“影子的秘密”）。设计意图：通过第2课的学习，学生对影子已经有了一定的了解。通过视频或者图片回顾，可以唤醒学生关于影子的印象记忆。教材的聚焦问题是“影子的变化是怎样产生的？”，教学中发现，学生较难理解，故建议分成两个子问题，问题1“影子怎么形成的？”确定产生影子的条件；问题2“有了影子后，影子怎么变化？”，学生认知困难，引出本课探索任务。二、探索活动一 想办法制造影子1. 呈现材料。手电筒、木圆柱、正方体木块、球形木块。2. 公布任务。利用上面这些材料制造影子，并思考不同的材料模拟的是什么，它们对影子的产生起了什么作用。3. 体验制造影子。4. 汇报实验结果以及自己的思考。设计意图：该活动的主要目的是让学生体会产生影子需要三个要素光源、阻挡物、屏，以及三者形成影子的过程。在该环节中，加入了正方体木块和球形木块，是让学生体会阻挡物的不同，会制造出不同的影子，给第6课地球的形状中的模拟实验2（月食时，地球投影到月球上的影子总是球形的，而不是其他形状）做知识铺垫，同时让下面的探索环节只研究光源和阻挡物的摆放位置的变化。活动二 想办法改变影子1. 讨论方法。在实验开始前，教师鼓励学生通过小组讨论的方式确定几种改变影子的方法，并把这些方法用铅笔（使用铅笔的目的是为了方便修改）画在活动手册上。2. 合并同类项。组织学生讨论，判断哪些方法有可能是重复的，让学生合并同类项，将重复的方法合并。3. 实验操作。学生首先根据活动手册的办法去改变影子，看一看是否可以制造出不同的影子。再尝试寻找更多的办法，如果有新办法，也填写在活动手册上。4. 实验分享。学生上台展示找到的不同办法，教师以画图的形式板书这些方法，注意只板书不同的四种办法教师有意识地启发学生思考，尽量呈现课本提供的两大类方法（改变光源的入射角度和改变木圆柱的摆放方式）。5. 体验不同的办法。学生比较自己的办法和教师板书的办法，体验不同的办法并在活动手册上添加新办法。设计意图：教材提示我们，改变影子的方法分为两大类改变光源的入射角度和改变木圆柱的摆放方式。试教中发现，学生较多采用改变光源的方式，即他们将光源向物体左边、右边和上边不同角度射入来改变影子。教师应提示学生，光源在阻挡物上边为一种方式，光源在左边和右边可以合并为同一种方式，这两种方式都是通过改变光源来改变影子。在实验分享环节中，启发学生思考改变阻挡物（可以竖着放，也可以横着放）来改变影子的办法，再给学生机会去体验。这样的流程下来，学生会将光源和阻挡物对影子的影响掌握得比较透彻。活动三 手影游戏1. 欣赏皮影戏。可以给学生放一段皮影戏，或者关于手影的视频，充分调动学生的积极性。2. 公布游戏规则。利用教室的光源，手电筒，灯管等，用自己的肢体包括手、头、腿、脚等制造出不同的影子，并向同学们分享，如果有好看的影子，让老师拍照。3. 制造影子。学生在教室里利用各种办法制造影子，提醒学生注意安全即可。4. 交流分享。让班级的手影高手上台展示一些手影。5. 学习手影。呈现一些经典的手影（小狗、雄鹰、狐狸、鸽子等）让学生学习。设计意图：学生非常喜欢这个活动，他们会在教室里自由活动，学以致用的通过改变阻挡物的方法来制造不同的手影。例如，改变手型，用舌头和脚来制造影子等。通过改变光源来制造手影，将手电筒的光，从侧面或者从上往下去照射阻挡物等方法。他们还会找到不同的“屏”来接收影子，墙面、桌面、地面、窗帘、门都成了影子的幕布，学生在手影游戏中将光影原理内化和吸收。在该环节，教师要给学生足够的自由空间，不要将学生限制在座位上。三、研讨1. 议一议。影子是怎样产生的？这是个简单问题，大部分同学都要掌握。不透明的阻挡物挡住了光线，就形成了影子。2. 辩一辩。影子可以有哪些变化？包括长短和形状变化。改变影子变化的办法有哪些？改变光源和阻挡物。3. 想一想。太阳的位置与影子的变化有什么关系？该问题与第2课的研讨问题“根据影子的变化规律，说说太阳的位置是如何变化的”有呼应关系，在本课学习了影子的成像原理后，学生就能够判断短杆的影子变化与太阳（光源）位置变化有关系，不同时间段太阳的高度不同，方向不同，阳光的入射角度不同，导致短杆的影子不同。设计意图：第2个问题，影子可以有哪些变化，主要是突出影子的特征。教师可以追问，产生影子变化的原因，让学生回顾本课所学习的办法改变光源和阻挡物，从而评价学生对光源和阻挡物对影子的作用过程的掌握情况。第3个问题，需要将本课的模拟实验回归到太阳位置变化与影子变化的关系上。四、拓展1. 谈话：在天空中，有一种天然的阻挡物云朵，它变化多端，有薄有厚，有高有低，有黑有白，它的变化会直接影响我们的生活。请同学们在课后去观察云朵，看看有什么样的云朵，这些云朵对我们的生活又有什么样的影响？2. 课外任务：去观察天空中的云朵。五、课堂小结通过今天的模拟实验，我们明白了光源和阻挡物对影子变化的影响，因此，我们更好地理解了太阳的位置变化对影子变化的影响。现在，如果让我们想办法制造影子或者改变影子，我们一定有很多办法。【板书设计】影子的秘密产生影子的三个条件：光源、阻挡物、屏（平面）改变影子的办法方法1方法2方法3方法46