摘要:本文基于湘科版五年级上册《光是怎样传播的》一课,结合小学科学课程标准,设计了以学生为主体的探究式实验教学案例。通过引导学生利用激光笔、光屏、纸板等简易器材,自主设计实验方案,观察光在空气和不同介质中的传播路径,验证光的直线传播特性。教学过程中注重激发学生科学兴趣,培养其观察、推理、合作与表达能力,体现了实验教学在科学素养培养中的重要作用。
关键词:光的直线传播;实验教学;探究式学习;科学素养
《义务教育小学科学课程标准》明确指出,科学教学应注重引导学生通过观察、实验、比较、推理等方式,主动建构科学概念,发展科学思维。光的传播是小学科学中的重要内容,不仅是物理光学的基础,也与日常生活密切相关。湘科版五年级上册《光是怎样传播的》一课,旨在通过实验让学生初步建立“光沿直线传播”的科学观念。
传统的教学方式往往以教师演示为主,学生被动接受结论,难以真正理解光传播的本质。为此,本研究尝试以学生为主体,通过分组实验、问题引导、自主探究等方式,让学生在动手操作中建构知识,提升科学探究能力。
一、实验教学目标
1. 科学知识目标:学生能通过实验观察,理解光在均匀介质中沿直线传播的特性。
2. 科学探究目标:学生能设计简单实验方案,记录实验现象,并初步形成“假设—验证—结论”的探究思路。
3. 科学态度目标: 培养学生实事求是、合作交流的科学态度,激发对光学现象的好奇心。
二、实验器材准备
(1)激光笔(每组1支,注意安全教育)
(2)带小孔的纸板(3块以上,孔径约0.5cm)
(3)光屏(白色硬纸板或墙面)
(4)烟雾箱(透明塑料箱内点燃蚊香制造烟雾,用于显示光路)
(5)记录单(每组1份)
(6) 安全警示标识与实验操作规范图
三、实验教学过程设计
(一)情境导入,提出问题(5分钟)
教师播放“树林中阳光穿过树叶形成光斑”的视频,引导学生思考:“光是从太阳传来的,它是怎样穿过树叶缝隙照到地面的?”学生提出“光可能是直着走的”“光会转弯吗”等初步想法。
(二)猜想与假设(3分钟)
学生分组讨论并记录自己的猜想。教师引导:“如果光真的是沿直线传播的,我们能用什么方法来证明?”
(三)实验探究一:光在空气中的传播(12分钟)
1. 教师示范安全操作:强调激光笔不可直射人眼。
2. 学生分组实验:
(1)将三块带孔纸板平行放置,调整位置使小孔对齐。
(2)用激光笔照射第一块纸板小孔,观察光是否能通过所有小孔照射到光屏上。
(3)移动其中一块纸板,打破小孔对齐状态,再次观察现象。
3. 记录与分析:学生记录实验现象,并尝试解释“为什么小孔不对齐时光就过不去”。
(四)实验探究二:光在烟雾中的可视化(10分钟)
为更直观显示光路,教师提供烟雾箱。学生将激光笔射入箱内,观察光在烟雾中形成的直线光路,进一步验证光的直线传播。
(五)拓展思考:光在不同介质中是否仍沿直线传播?(5分钟)
教师提问:“光在水中、玻璃中也是直线传播吗?”引导学生课后查阅资料或设计进一步实验。
(六)总结与交流(10分钟)
各组汇报实验现象和结论,教师引导学生总结“光在均匀介质中沿直线传播”,并联系生活实例(如影子的形成、日食月食等)加深理解。
四、教学反思与创新点
1. 教学成效
(1)学生通过亲手操作,直观感知光的传播路径,有效突破了“光沿直线传播”这一抽象概念。
(2)小组合作模式增强了学生的沟通与协作能力。
(3)实验设计贴近生活,激发了学生的探究兴趣。
2. 创新点
(1)器材简易化、生活化:利用纸板、激光笔等常见材料,降低实验门槛,便于推广。
(2)光路可视化设计:通过烟雾箱使光路可见,增强直观性。
(3)安全教育融入实验环节:在操作前强调激光使用规范,培养学生的实验安全意识。
3. 存在问题与改进方向
(1)部分学生在对齐小孔时操作不够精准,可提前制作带支架的纸板辅助对齐。
(2)实验时间较紧,后续可设计分层任务,满足不同层次学生的需求。
实验教学是科学教育的重要载体。本案例通过《光是怎样传播的》一课,展现了以学生为中心的探究式教学实践,不仅帮助学生建构了科学概念,更培养了其科学思维与实践能力。今后将继续深化实验教学设计,推动小学科学教学向更深层次发展。
参考文献:
1. 《义务教育小学科学课程标准(2022年版)》
2. 湘科版五年级上册《科学》教材
3. 王丽华.《小学科学实验教学设计与实施》。 教育科学出版社,2020.
4. 张建军.《光的传播实验在小学科学教学中的创新实践》。《实验教学与仪器》,2023(4).
作者简介
浏阳市关口街道占佳完小,卢晴晴。
编辑:范典
二审:王玉洁
三审:李茂林