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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 粤教/粤科版
年级 六年级上册
单元名称 第1单元《光》
单元主题 光影探秘局——解锁光的传播与转化
课时安排 6课时
一、单元主题
“光影探秘局——解锁光的传播与转化”
围绕光的本质、传播规律与应用,引导学生探索光与人类生活的密切联系,培养科学探究能力与创新思维。
二、单元大情景
“校园光学实验室”科研挑战
学生化身“光学研究员”,接受六项科研任务:
1.任务一:破解视觉之谜(《为什么能看到物体》)
2.任务二:追踪光之路(《光的传播》)
3.任务三:光的反弹密码(《光的反射》)
4.任务四:潜望镜工程师(《设计与制作:潜望镜》)
5.任务五:彩虹魔法师(《光的颜色》)
6.任务六:光技术应用官(《光与生活》)
最终目标:发布《光学研究报告》,举办“校园光科技博览会”。
三、课程标准分析
核心概念 3.物质的运动与相互作用
学习内容 3.3 声音与光的传播(5~6年级)
描述光沿直线传播的特性
解释光的反射现象及其应用
探究光的色散现象
学段目标 (5-6年级) ①设计实验验证光传播规律(如小孔成像);
②用模型解释光学仪器原理(如潜望镜);
③分析光技术对人类生活的双重影响(如光污染防治)。
四、单元教材分析
(一)单元课程组成
本单元包括《为什么能看到物体》《光的传播》《光的反射》《设计与制作:潜望镜》《光的颜色》《光与生活》共6课内容。
(二)各课核心内容分析
1.《为什么能看到物体》
(1)核心内容:探究视觉产生的条件,区分光源(如太阳、灯泡)与非光源(如月亮、书本)。
(2)关键活动:
①实验“黑暗中的苹果”:证明物体反射光进入眼睛才能被看见。
②分类活动:列举自然光源(萤火虫)与人造光源(手电筒)。
2.《光的传播》
(1)核心内容:验证光沿直线传播的特性及其应用。
(2)关键活动:
①激光笔烟雾实验:观察光在空气中的直线路径。
②小孔成像实验:解释影子形成的原理(需强调激光安全)。
3.《光的反射》
(1)核心内容:探究光遇到物体改变传播方向的现象及规律。
(2)关键活动:
①镜子游戏:调整角度使光反射到目标位置。
②实验“看见后脑勺”:用两面镜子理解反射路径。
4.《设计与制作:潜望镜》
(1)核心内容:应用反射原理设计并制作潜望镜模型。
(2)关键活动:
①工程实践:用纸盒、镜片制作潜望镜,调试镜面角度(45°)。
②测试改进:从低处观察高处物体,优化镜筒结构。
5.《光的颜色》
(1)核心内容:探究白光的组成与色散现象(彩虹成因)。
(2)关键活动:
①三棱镜分光实验:观察白光分解成七色光带。
②人造彩虹:背对阳光喷水雾模拟彩虹形成。
6.《光与生活》
(1)核心内容:分析光技术的应用(如光纤手术)与光污染的防治。
(2)关键活动:
①案例对比:光伏发电(利) vs 玻璃幕墙眩光(弊)。
②讨论:制定教室照明优化方案以减少光污染。
(三)课程逻辑关系
1.知识递进链条:
(1)基础认知(第1-2课):建立光源、光的传播路径概念。
(2)原理深化(第3-4课):反射规律→工程应用(潜望镜)。
(3)本质拓展(第5课):光的色散揭示白光组成。
(4)社会应用(第6课):科技与环保的辩证关系。
2.能力培养主线:
观察现象(视觉)→验证规律(直线传播/反射)→应用设计(潜望镜)→探究本质(色散)→责任意识(光污染)
3.核心概念贯穿:
“光传播路径”贯穿全单元:
直线传播(第2课)→反射改变路径(第3课)→反射控制视野(第4课)→色散改变光成分(第5课)。
课程关系框架图
五、教学目标
科学观念 1. 理解光沿直线传播、反射定律及色散原理;
2. 解释日晷计时、反光服等生活现象。
科学思维 1. 通过类比推理建立光路模型;
2. 用控制变量法设计反射角实验。
探究实践 1. 完成小孔成像、反射角测量、潜望镜制作、三棱镜分光实验;
2. 绘制光路图并优化工程设计。
态度责任 1. 认识激光危害并制定安全用光公约;
2. 分析光污染对生态的影响。
六、学情分析
1.认知基础:六年级学生已知“影子形成”原理,但对光的传播路径缺乏系统认知。
2.学习难点:抽象理解反射角等于入射角;色散现象的波长概念。
3.兴趣点:动手制作光学仪器(如潜望镜)、彩虹实验。
七、活动设置
第1课 破解“视觉密码” 验证“有光才能看见物体” ①黑暗盒子实验(科学+安全教育);
②光源分类图绘制(美术)。
第2课 追踪光之路 验证光沿直线传播 ①激光笔烟雾实验(科学);
②小孔成像记录影子变化(数学测量)。
第3课 光的“反弹”实验室 探究反射角=入射角 ①镜子反射激光点位记录(科学+几何);
②“看见后脑勺”光路设计(工程)。
第4课 潜望镜设计工坊 应用反射原理解决视野问题 ①制作双镜面潜望镜(劳动技术);
②测试从桌下观察桌上物体(工程调试)。
第5课 彩虹魔法局 解密白光由七色光组成 ①三棱镜分光实验(科学);
②喷水雾人造彩虹(气象学融合)。
第6课 光技术辩论赛 辩证看待光技术利弊 ①光伏发电 vs 光污染案例对比;
②设计教室护眼照明方案(德育)。
八、教学方法
1.问题链驱动
例:第1课提出“为什么黑暗中看不见苹果?”→引出光源与反射光概念→第2课追问“光如何从苹果到达眼睛?”→过渡到直线传播探究。
2.工程迭代实践
潜望镜制作:经历“设计草图→选材制作→测试视野→优化镜筒角度”的完整流程,记录失败原因(如镜面未成45°)。
3.跨学科融合
第5课彩虹实验:结合气象学解释自然彩虹形成条件(雨后阳光+水滴折射)。
学习方法
1.实验记录法
要求:每课填写《光学实验记录单》,包括假设、步骤、数据(如反射角度数)、结论。
2.模型建构法
操作:用吸管模拟光路(第2课)、纸板镜架模拟反射路径(第3课),将抽象路径可视化。
3.社会调查法
实施:第6课分组调查校园光污染(如教室眩光、走廊过暗),用照度计APP采集数据。
十、评价策略
(一)单元总体评价策略
过程性评价(60%) 实验记录单(30%)、模型制作(20%)、课堂参与(10%)
成果性评价(40%) 光学研究报告(含设计图、数据、改进方案)
(二)分活动评价表
活动1:第1课《为什么能看到物体》分活动评价表
科学观念 区分光源与非光源(如月亮不是光源) 解释视觉产生条件(光反射入眼) 分析黑暗环境中视错觉成因(如大脑补偿)
探究实践 完成“黑暗盒子”实验但记录不完整 独立操作实验并记录3组数据 设计对比实验(如不同颜色物体反光差异)
态度责任 知道激光笔不可照射眼睛 制作《光源安全手册》基础版 组织班级“护眼宣传日”活动
活动2:第2课《光的传播》分活动评价表
科学思维 描述“光沿直线传播”现象 用直线传播原理解释影子长短变化 建立数学模型预测日食/月食发生时间
实验操作 在指导下完成小孔成像实验 独立调整孔距获得清晰成像 创新设计多孔成像仪(如叠加孔洞观察效果)
合作学习 参与小组分工 主动分享实验发现 协调组员解决成像模糊问题
活动3:第3课《光的反射》分活动评价表
科学观念 复述“入射角=反射角”规律 用反射原理解释汽车后视镜视野 分析曲面反射扩大视野的原理(如凸面镜)
探究实践 测量3组反射角(误差≤10°) 验证粗糙表面漫反射现象 设计“反射迷宫”光路装置(含2次以上反射)
技术应用 列举1种反射应用(如潜望镜) 制作简易反光警示牌 优化自行车反光条曲面设计
活动4:第4课《设计与制作:潜望镜》分活动评价表
工程设计 组装潜望镜但视野模糊 调试后清晰观察1米外物体 添加伸缩结构扩大视野范围
模型精度 镜面角度偏差>10° 镜面成45°角(误差≤5°) 用量角器校准并附误差分析报告
创新改进 使用基础材料(纸盒+镜片) 选用环保材料(如回收塑料板) 设计防水潜望镜(蜡封接口)并测试
活动5:第5课《光的颜色》分活动评价表
现象解释 说出“白光由七色光组成” 解释彩虹成因(水滴折射+反射) 对比彩虹与霓虹的光路差异
实验操作 用三棱镜获得彩色光带 记录七色光顺序并验证 设计实验对比玻璃与水晶棱镜分光效果
艺术融合 画出彩虹七色 创作光谱短诗(3行含科学词汇) 设计“光的色散”科普互动展板
活动6:第6课《光与生活》分活动评价表
辩证思维 列举1项光技术应用 对比光技术利弊(如光伏发电vs光污染) 提出“智能路灯”方案平衡节能与生态
社会责任 知道减少玻璃幕墙眩光 撰写《教室照明优化建议》 发起社区“暗夜保护”倡议书
数据分析 记录教室3处光照强度 绘制不同时段照度变化折线图 用传感器监测并生成光照报告
作业设计
活动1:第1课《为什么能看到物体》分层作业
基础作业 列举3种光源和3种非光源 正确分类3种 分类6种+简单描述特征 分类10种+分析反光特性
提升作业 拍摄“黑暗与光明”对比照片集 1组照片(如开/关灯看苹果) 3组照片+文字说明现象差异 5组照片+科学原理解释
拓展作业 撰写科幻文《如果世界没有光》 200字描述影响 300字融入视觉原理 500字提出人造视觉替代方案
活动2:第2课《光的传播》分层作业
基础作业 绘制日晷计时光路图 画出早晚影子方向 标注太阳高度角与影长关系 计算正午影长与太阳高度角的数学公式
提升作业 制作纸箱小孔成像仪 成像模糊但可见 成像清晰(误差<2cm) 优化孔径提升分辨率(如加透镜)
拓展作业 研究“光纤手术”的光传播原理 简述光在光纤中反射前进 对比光纤与金属导线传输优劣 设计“弯曲光路”模型验证全反射
活动3:第3课《光的反射》分层作业
基础作业 标注教室5处反光物体 找出3处(如玻璃窗) 分类镜面/漫反射(如黑板vs白墙) 解释反光原理(如黑板反光因光滑)
提升作业 设计汽车后视镜改进方案 提出1点改进(如增大尺寸) 标注反射角度扩大视野 用曲面反射原理设计广角后视镜
拓展作业 制作“光的反射”艺术装置 用镜子反射形成简单图案 设计多镜面反射光路画(如心形) 创作动态反射装置(如电机旋转镜片)
活动4:第4课《设计与制作:潜望镜》分层作业
基础作业 绘制潜望镜光路转折图 画出光路 标注45°反射角 计算光线总偏转角(180°)
提升作业 用吸管+镜片制作微型潜望镜 看到上方物体 成像清晰无变形(长度≤15cm) 可调节视角(如旋转镜筒)
拓展作业 设计“管道检修潜望镜” 草图设计 标注镜片位置解决转角盲区 3D打印原型+转角测试报告
活动5:第5课《光的颜色》分层作业
基础作业 列出彩虹出现的3个条件 正确列举(如光照/水滴/角度) 实验验证(喷水雾造彩虹) 用折射原理解释条件成因
提升作业 对比彩虹与霓虹的光路图 画出单彩虹 双光路对比标注颜色顺序 用波长解释颜色顺序差异
拓展作业 创作“光谱”主题七行诗 每行一种颜色(如“红是朝阳的热情”) 融入科学词汇(折射/波长) 押韵且传递科学内涵(如能量转化)
活动6:第6课《光与生活》分层作业
基础作业 调查家庭LED灯替换白炽灯节能量 记录1种灯具替换 计算月节电量(如10度) 分析减排二氧化碳量
提升作业 设计“智能窗帘”光控方案 描述光照感应开合 标注光敏传感器位置 加入定时功能优化能耗
拓展作业 撰写《光污染防治社区提案》 提出1条措施(如减少霓虹灯) 附数据支撑(如眩光投诉率) 组织居民听证会推动实施
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