2021年新教科版科学五年级上册全册教案.pdf
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1、20212021 年秋新教科版科学五年级上册教案年秋新教科版科学五年级上册教案第一单元第一单元光光一、单元概述一、单元概述从教师的角度而言,本单元首先要弄清楚的问题应该是“光是什历史上,对光的研究曾经推动了科学和技术的长足发展,改变了人们对物质世界的认识,打通了宏观世界和微观世界的通道。今天我们对“光”的认识,看似是对知识本体的认知实则是对光,抑或是对科学本质的理解。光是一种电磁波,按照波长可以将光分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、射线等几个波谱区。其中,可见光区又可细分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光。光具有波动和粒子的双重性质,凡是与光的干涉、衍射和偏振等现象有关的
2、均是波动性的表现,凡是与光的碰撞、散射、叠加等有关的都是粒子性的表现。波粒二象性可以用爱因斯坦公式得到解释:E=hy,P=h。这里能量 E 和动量 p 都是表征光的粒子性的量,而频率v 和波长 A 都是表征光的波动性的量,波动性和粒子性通过普朗克常数 h 联系起来了, 这也可以解释 “光是能量的表现形式” 这一概念的出处。 如此,我们对光的本质的认识可以帮助教师准确把握“光”单元教学的概念发展。对于五年级的学生而言,教师没有必要指导学生从光的本质去认识光。教学中应该遵循课程标准的相关要求,完成关于光的课程内容。本单元的学习目标来自课程标准中 5-6 年级的下列相关学习内容。621.1 识别来自
3、光源的光,如太阳光、灯光;识别来自物体反射的光,如月光。6.2.1.2 知道来自光源的光或来自物体的反射光进入眼睛,都能使我们看到光源或该物体。6.22.1 知道光在空气中沿直线传播。6.2.2.2 知道行进中的光遇到物体时,会发生反射现象,光的传播方向会发生。6.2.3 描述太阳光穿过三棱镜后形成的彩色光带,知道太阳光中包含有不同颜色的光。18.2.2 将自己简单的创意转化为模型或实物。在课程标准中,这三方面的课程内容要求,都是光在传播过程中发生的现象和对这些现象的解释,由此形成对光的一些基本认知。本单元希望帮助学生形成以下认知。1.光在受到一个物体或物质的影响前能一直保持原方向传播。2.光
4、能够被吸收;能被改变传播方向,产生反射或折射现象。3.尽管太阳光用肉眼看上去几乎是白色的,但它是由不同颜色的光组成的。其他物体发出的光或反射的光也是由不同颜色的光混合而成的。4.有些物体折射或反射出的光波进入人的眼睛后,可以被“看到” ,就如同某些声波进入人的耳朵后可以被“听到”一样。沿着上述概念发展线索,教科书对本单元的学习内容做了如下安排:第 1 课“有关光的思考” ,主要了解学生有关光的前概念。通过思考和解释“在暗中你能否看到红苹果”的问题,了解学生对于光有哪些认识,以及能做出哪些推测和解释。第 2 课“光是怎样传播的” ,主要研究光在空气中是如何沿直线传播的。光穿过小孔的实验可以帮助学
5、生观察到光的行进路线,初步理解并建立光沿直线传播的概念。第 3 课“光的传播会遇到阻碍吗” ,是对光沿直线传播的进一步深入研究。当光遇到遮挡物时,会因遮挡物的不同,出现通过、部分通过、不能通过三种情况。对本课所有实验现象的解释,最终都将成为“光沿直线传播”的证据。第 4 课“光的传播方向会发生改变吗” ,主要探讨当光从空气进入水中时,传播路径发生了怎样的改变。 对于光而言, 空气和水是不同的传播介质, 因此光的传播方向(传播路径)也会随之发生改变,其结果是产生了折射现象。第 5 课“认识棱镜” ,主要建立光与颜色的关系。我们看到的“白光”通过三棱镜后,会发生折射,出现红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
6、等各种颜色的光。棱镜实验可帮助学生观察到因光的折射而产生的彩虹颜色,初步将光和颜色建立联系。第 6 课“光的反射现象” ,主要探讨光的反射现象。通过观察光的镜面反射现象,了解什么是光的反射;通过光的反射实验,对反射光的路径做出预设,初步建立入射光与反射光的关系;对光的传播特点做进一步探讨,即光遇到物体会发生反射,反射光也是沿直线传播的。第 7 课“制作一个潜望镜” ,主要利用光的反射特点,制作一个简易潜望镜。潜望镜的制作,需要综合运用和理解本单元的核心概念,并与工程技术相结合。首先需要观察、了解潜望镜的结构以及工作过程和原理,其次需要设计、制作简易的潜望镜。最后通过展示、实践、评价、交流来进一
7、步理解本单元的知识和技能。二、单元教学目标二、单元教学目标科学概念目标科学概念目标有的光直接来自发光的物体,有的光来自反射光的物体。能发光的物体叫作光源。光在空气中沿直线传播。当衍进中的光遇到物体时会发生反射或折射,会改变光的传播方向,会形成阴影。太阳光包含不同颜色的光。光的反射原理在生产生活中应用广泛,汽车反光镜、潜望镜等都是对光反射原理的运用。科学探究目标科学探究目标能用实验验证光的传播方式。会观察光的折射现象。能利用镜面反射实验,推测反射光规律,并预测反射光位置。会做棱镜分光实验,能推测彩虹的颜色序列并制作彩色轮。能自制潜望镜并进行观察。科学态度目标科学态度目标形成对光研究的兴趣。认识到
8、认真观察、实验和实事求是地记录观察数据的重要性。在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标意识到光与我们的生产生活密切相关。单元词汇单元词汇光源:通常把那些自身能发光的物体称为光源。光的传播规律:光在同种均匀介质中沿直线传播。日食、月食及影子的形成都证明了这一事实。光的折射:光从一种介质斜射进入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。光的组成:白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的复色光。橙、黄、绿等色光叫作单色光。光的反射:光传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。材料清单
9、材料清单( (视学生人数和分组情况而定视学生人数和分组情况而定) )手电筒、镜子、黑色的箱子、苹果、矩形卡纸、屏、能直立的夹子、薄纸片、塑料杯、玻璃片、水槽、线香、激光笔、玻璃杯、铅笔、鱼缸、金鱼、三棱镜、白纸、硬纸板、水彩笔、火柴、细线、黑卡纸、胶带、纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀、学生活动手册。1.1.1.1.有关光的思考有关光的思考( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标作为本单元的起始课,首先需要了解学生的原有认知,知道学生关于光的认知水平如何,这是本单元教学的认知起点。本课的观察活动是从认识光源开始的。五年级的学生对于光源和光的特点已经积累了不少经验,他们知道太阳是光源,
10、电灯是光源,等等,但是他们的认识还比较模糊,因此有必要通过教师的引导,实际地去观察、去发现光源和光之间的联系和规律。本课的教学思路:首先,聚焦学生的已有认知,了解学生对光“已经知道的和还想知道的” , “研讨”中的第2 个问题,关于黑暗中的红苹果案例可以帮助教师了解学生有关光的认知水平;其次,从生活现象出发,引出光源的概念,通过发光物体的比较,知道光源有什么特点;最后,通过研讨,拓宽学生的视野,感悟光对人类、对所有的生命体、对世间万物都是不可或缺的。本课教学可分为两部分。第一部分是了解学生有关光的前概念, 教师可用具体情境或事实来构造问题, 用 “头脑风暴”式的讨论将学生的思维快速聚集到本课要
11、研究的内容上。第二部分是研讨光和我们生活的关系如果没有光,会发生什么 ?在研讨过程中引出光源的概念,让学生通过比较各种发光体,区别光源和非光源。科学概念目标科学概念目标通常把那些自身能发光的物体称为光源。科学探究目标科学探究目标能识别来自光源的光,如太阳光、灯光。能识别来自物体反射的光,如月光。能在实验中感悟到,来自光源的光或来自物体的反射光进入眼睛,都能使我们看到光源或该物体。科学态度目标科学态度目标认识到事物之间的变化是有联系的,也是有规律的。在实验观察中养成严谨、细致、实事求是的态度。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标意识到光对人类生产生活的重要性。( (二二) )教学
12、准备教学准备为学生准备:手电筒、镜子。教师准备:有窗帘的教室(本课的活动最好能用窗帘遮挡光线,以保证实验效果)、黑色的箱子、红苹果、教学课件等。( (三三) )教学过程教学过程一、导入新课1.出示课本第 1 页的图片,引导学生看一看,唤醒学生有关光的记忆。2.教师引导:同学们,我们为什么能够看清周围的世界?因为有了光,我们才能看到周围的一切。3.光我们都很熟悉,但同学们知道光有什么特征吗?光是怎样传播的?他在现代科技中又有哪些应用呢?从今天开始我们开始学习第一单元,探索有关光的知识。4.这一课,我们先来学习第 1 课有关光的思考。5.板书课题:1.有关光的思考。二、聚焦1.光在我们的周围无处不
13、在,同学们见过哪些光呢?学生说一说自己见过的光,教师相机出示一些光的图片。预设:太阳光、星光、灯光、萤火虫、烛光、月光、汽车的后视镜反射的光、大海里发光的鱼、荧光灯、激光、人眼看到的物体等等。2.这些光又是从哪里来的?我们对光有哪些了解?全班交流,学生说一说自己对光的知识的了解。3.特别提示:太阳、激光笔等光源发出的光非常强烈,不能直接用肉眼去看,否则会对我们的眼睛造成伤害。三、探索1.教师引导:刚刚我们列举了生活中的一些发光的物体,大家想一想,这些发光的物体都一样吗?出示课本 2-3 页上面的有关光的图片,学生看一看,想一想这些发光的物体有什么不同的地方?预设:在这些物体中有的物体能够自身能
14、够发光,这一类物体主要有太阳、萤火虫、星光、灯光、烛光、深海中的发光鱼等等。而有的物品是依靠反射其他的光而发光的,这一类物体有月光、汽车后视镜、人眼看到的物体等等。2.光源的概念通常我们把那些自身能发光的物体称为光源,太阳是最重要的光源。3.教师强调:一定是自身能发光才能称之为光源,而自身不能发光的物体不能称之为光源。判断一个物体是否是光源的标志就看这个物体自身是否能发光。4.再次出示课本 2-3 页上发光的物体图片,学生再看一看,辨别一下这些物体中哪些是光源,哪些不是光源?预设:是光源的物体有太阳、星星、电灯、萤火虫、蜡烛、发光鱼、荧光灯等等。不是光源的物体有人眼看到的物体、汽车后视镜、月光
15、等等。5.除了这些,同学们还在日常生活中看过哪些光源呢?预设:激光、手电筒发出的光、火光等等。四、研讨1.教师引导:我们生活在一个光的世界里,白天太阳是光的来源,阳光照耀的同时,也让我们感受着他的温暖;到了夜晚,月亮反射的光、灯光、火光都是光的来源。大家设想一下,如果没有光会发生什么呢?下面我们通过一个实验来感受一下没有光的世界。2.学生自由读一读课本第 4 页有关红苹果实验的文字,想一想本次实验所需的材料、实验要求、实验注意点等等。3.全班交流实验材料:红苹果、黑暗的房间。实验要求:在桌子上放一个红苹果,把门、窗户都关上,并把所有的灯都关掉,房间里完全黑暗了。房间没有窗,门也没有缝隙,没有光
16、能够进入这个房间。想一想在黑暗中你能看到这个红苹果吗?实验注意点:本次实验的难点在于创造一个完全黑暗的房间,在这个房间中没有光能够进入,才能达到比较好的实验效果。4.预测实验结果:预测 1:我们不能看到这个红苹果,无论我们在这个房间待多长时间。预测 2:当我们在这个房间里呆了一段时间,眼睛适应了黑暗之后,可以看见这个红苹果。预测 3:当我们在这个房间里呆了一段时间,眼睛适应了黑暗之后,可以看到这个红苹果模糊的影子。5.教师引导:究竟哪个才是正确的呢?下面我们进行这个实验。请大家仔细体验并且选出你认为最准确的一项预测,说明自己的理由。6.出示课本第 4 页的实验记录表,教师组织学生进行红苹果实验
17、。7.全班交流学生说一说自己实验中看到的实验现象。预设:我们不能看到这个红苹果,无论我们在这个房间待多长时间。这个实验说明了什么?预设:这个实验说明了没有光线,人是无法看到东西的。人的眼睛是通过接收物体反射回来的光线来判断物体的。而在红苹果实验中,房间是完全黑暗的,没有任何光线进入房间,因此我们不能在这个房间里看到红苹果。五、拓展1.教师引导:正如我们刚才分析的,我们人眼能够看到周围的世界是通过接收物体反射回来的光线来感知的。虽然我们人眼在完全黑暗的世界中不能看到物体,但是我们可以借助仪器来实现黑暗中看见物体的愿望。2.出示夜视仪,引导学生看一看并且用夜视仪在黑暗的房间中看一看,体验一下夜视仪
18、在黑暗中看清物体的感觉。3.为什么人眼不能够在黑暗中看清物体,而借助夜视仪却可以在黑暗中看清物体呢?夜视仪的工作原理又是什么呢?预设:夜视仪可以在黑暗的环境中将人眼看不见的光转换成电子信号,从而让我们看到物体。六、课堂总结通过这一节课的学习,我们了解了周围有哪些发光的物体,知道这些发光的物体中有的是光源,有的不是光源。在日常生活中,太阳是我们人类最重要的光源,懂得光对于我们人类来说是非常重要的,没有光,我们将无法看见我们周围的世界。1.2.1.2.光是怎样传播的光是怎样传播的( (一一) )背景和教学目标背景和教学目标本课的重点是探究光是如何传播的。这个问题对于成年人来说已不是什么秘密。人们很
19、早之前就通过对光照射下的物体和影子的观察,提出光是沿直线传播的。北宋的沈括在梦溪笔谈中就已经记述了光的直线传播和小孔成像的实验。他首先观察到鸢在空中飞动,地面上的影子也跟着移动,移动的方向与鸢飞的方向一致。沈括又在纸窗上开一小孔,使窗外飞鸢的影子呈现在室内的纸屏上。沈括用光的直进道理来解释所观察到的结果: “鸢东则影西,鸢西则影东” 。本课也是基于这样的思路,先让学生从经验的角度出发,推测光的传播特点,再通过实验观察光行进的路线,并初步建立“光是直线传播的”这一核心概念。科学概念目标科学概念目标光是沿直线传播的。科学探究目标科学探究目标能与声音的传播对比,发现光的传播特点。能有依据地推测光的传
20、播路径。会设计验证光是沿直线传播的实验。能用实验中的现象分析,推理得出光是沿直线传播的。科学态度目标科学态度目标培养学生爱思考的习惯以及善于思考的能力。知道推测要有依据。在实验中能认真观察、勤于思考,能根据实验结果实事求是地进行。科学、技术、社会与环境目标科学、技术、社会与环境目标了解利用光沿直线传播给人类生产生活带来的便利。( (二二) )教学准备教学准备为学生准备:手电筒、4 张矩形卡纸、4 个能直立的夹子。教师准备:有关光是直线传播的图片和教学课件。( (三三) )教学过程教学过程一、聚焦1.大家在生活中都有过这样的生活经历:我们经常会听到有人在说话,但是却看不见说话的人,哪怕隔着一块幕
21、布、一堵墙,我们在幕布前、墙的一边,能够听到幕后、墙那边说话人的声音,却看不见说话的人,这是为什么呢?2.今天这节课,我们就来探究光是怎样传播的。3.板书课题:1.2.光是怎样传播的二、探索1.教师引导:在四年级的学习中,我们曾经探究过声音的传播,大家还知道声音是怎样传播的吗?预设:声音能够通过气体、液体和固体传播,是沿着直线传播的。像声音一样,光也有自己的传播方式,与声音的传播相比,光的传播又有哪些特点呢?下面我们通过实验来探索这个问题。2.教师引导:光的传播究竟有哪些特点呢?我们先来做一个实验。(1)学生认真读一读课本第 6 页有关实验的文字,了解本次实验的材料、方法、注意点等等。(2)全
22、班交流实验材料:4 张矩形卡纸、手电筒、4 个能直立的凤尾夹等等。实验方法:1 在三张矩形卡纸的同一位置分别打一个小孔,直径约一厘米。2 用夹子分别固定卡纸,并直立在桌子上,卡纸之间的间隔约 15 厘米,保持所有的小孔在一条直线上。3 在最后一张卡纸之后约 15 厘米处直立一张没有打孔的卡纸作为屏。4 关闭所有灯光,拉上窗帘,保证手电筒是唯一的光源。5 把手电筒放在离自己最近的卡纸前,保持一定距离,使手电筒的光能够直接穿过这些小孔。观察纸屏并在表格的图中标出光行进的路线。6 把中间的一张卡纸向左或者向右移动大约 5 厘米,再观察纸屏,并在表格的图中标出光行进的路线。(3)实验注意点:4 张卡纸
23、直立在桌面上, 卡纸之间的间隔都是 15 厘米, 并且保持前三张卡纸的小孔在一条直线上。这个实验要在黑暗的环境中完成,保证手电筒是唯一光源,实验效果会更好。这个实验是一个对比实验,先把4 张卡纸放在同一条直线上,让手电筒的光能够直接穿过卡纸上的小孔, 观察光的行进路线。 再把中间的一张卡纸向左或向右移动大约5厘米,观察光的行进路线。(4)学生分小组进行实验,教师巡视,了解学生实验情况,并且引导学生做好实验记录。(5)全班交流指生说一说把 4 张卡纸放在同一条直线上,让手电筒的光能够直接穿过卡纸上的小孔,观察到的实验现象。预设:手电筒的光能够直接穿过前 3 张卡纸上的小孔,照射在第 4 张卡纸上
24、。再指生说一说把中间的一张卡纸向左或向右移动大约 5 厘米,观察到的实验现象。预设:手电筒的光能够直接穿过第 1 张卡纸上的小孔,不能穿过第 2 张卡纸上的小孔,在第 2 张卡纸上留下光斑,第 3、4 张卡纸上没有光斑。通过这个实验,我们可以得出什么结论?你认为光是怎样进行传播的?光是沿着直线传播的。三、研讨1.教师引导:完成了光的传播实验,下面我们来研究讨论下面两个问题。2.出示课本第 6 页的两个问题:问题 1:纸屏上的光斑在卡纸移动前后有什么变化?你是怎样解释这个现象的?问题 2: 你能够利用光传播的道理简单解释, 为什么我们能够听到屏幕后说话人的声音,却看不见他本人了吗?与声音的传播相
25、比,光的传播有什么特点?3.全班交流预设:问题 1:纸屏上的光斑在卡纸移动前后发生了变化。当我们把 4 张卡纸放在同一条直线上,让手电筒的光能够直接穿过卡纸上的小孔,可以发现手电筒的光能够直接穿过前 3张卡纸上的小孔,照射在第4 张卡纸上。当我们把中间的一张卡纸向左或向右移动大约5 厘米,发现手电筒的光只能够穿过第 1 张卡纸上的小孔,不能穿过第 2 张卡纸上的小孔,在第 2 张卡纸上留下光斑,第 3、4 张卡纸上没有光斑。这是因为光是沿着直线传播的,移动卡纸之后,就影响了光的直线传播,因此光斑的位置发生了变化。问题 2:因为声音可以通过气体、液体、固体进行传播,所以我们听到屏幕后面说话人的声
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