教科版(2017秋)小学科学五年级上册第一单元《光》大单元整体教学设计

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名称 教科版(2017秋)小学科学五年级上册第一单元《光》大单元整体教学设计
格式 docx
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 教科版(2017秋)
科目 科学
更新时间 2025-08-01 22:05:08

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文档简介

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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 教科版
年级 五年级上册
单元名称 第1单元《光》
单元主题 光影探秘家——解锁光的传播与转化
课时安排 8课时
一、单元主题
“光影探秘家——解锁光的传播与转化”
围绕光的本质、传播规律与应用实践,引导学生通过观察、实验、工程制作等活动,探索光现象的奥秘,培养科学思维与创新能力。
二、单元大情景
“光影探索小队”的科技挑战 学生化身“光影探秘家”,接受任务——为校园科技节设计“光影互动展区”。通过四阶段任务:
1.任务一:追踪光之路(探究光的直线传播)
2.任务二:光的反弹密码(验证反射定律)
3.任务三:彩虹魔法师(解密光的色散)
4.任务四:潜望镜工程师(制作光学仪器)
最终举办“光影科技博览会”展示成果。
三、课程标准分析
核心概念 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)
学段目标 (3-4年级) ① 设计实验验证光沿直线传播、反射与折射现象;
② 用模型解释光学仪器原理;
③ 树立安全用光意识(如激光笔危害)。
四、单元教材分析
本单元包括《有关光的思考》《光是怎样传播的》《光的传播会遇到阻碍吗》《光的传播方向会发生改变吗》《认识棱镜》《光的反射现象》《制作一个潜望镜》共7课。
《有关光的思考》核心内容为引导学生区分光源(太阳、灯泡)与非光源(月亮、镜子),建立“光源是自身发光物体”的科学概念。观察生活场景中的光现象(灯光、萤火虫),讨论光污染的危害(玻璃幕墙反光、电焊弧光),渗透安全用光意识。
《光是怎样传播的》核心内容为通过小孔成像实验(纸板圆孔+手电筒)验证光沿直线传播的特性。并尝试设计三孔对齐实验,绘制光路图,解释“光线直线传播”是影子形成的基础原理。
《光的传播会遇到阻碍吗》核心内容为探究光遇到不同物体时的传播现象:透明物体(玻璃)透光、不透明物体(书本)形成影子、半透明物体(毛玻璃)部分透光。通过对比实验(手电筒照射不同材料),归纳“透明/半透明/不透明”材料的分类标准。
《光的传播方向会发生改变吗》核心内容为通过激光笔射入水中实验,观察光从空气进入水时的折射现象(传播方向偏折)。并记录光在空气与水交界处的路径变化,解释“筷子在水中弯曲”等生活现象。
《认识棱镜》核心内容为利用三棱镜将白光分散成七色光带(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫),揭示太阳光由多种色光组成。并尝试模拟彩虹形成(喷水雾+阳光),分析雨后彩虹的成因。
《光的反射现象》核心内容为探究平面镜反射规律(入射角=反射角),解释镜子成像原理(如看到后脑勺的光路)。并尝试用激光笔和量角器测量反射角度,设计“光反射迷宫”挑战。
《制作一个潜望镜》核心内容为应用光的反射原理,通过两次反射(45°镜面夹角)实现从低处观察高处物体。并尝试用纸盒、镜片制作潜望镜模型,优化镜面角度以提升视野清晰度。
本单元以“光现象的本质→传播规律→应用拓展”为主线构建知识体系:
1.基础认知层(第1课):建立光源概念,为后续探究提供起点。
2.原理探究层(第2-4课):
光沿直线传播(第2课)→光遇阻碍形成影子(第3课)→光方向改变(折射,第4课)。
3.特性深化层(第5-6课):
光的色散(第5课)→光的反射定律(第6课),二者共同揭示光的波动性。
4.工程应用层(第7课):综合反射原理解决实际问题(潜望镜)。
五、教学目标
科学观念 1. 理解光沿直线传播、反射与折射规律;
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实验。
探究实践 1. 完成小孔成像、反射角测量实验;
2. 优化潜望镜模型解决视野问题。
态度责任 1. 制定《安全用光公约》(如不用激光笔照眼);
2. 分析光污染对生态的影响。
六、学情分析
1.年龄特点:五年级学生以具象思维为主,对实验兴趣浓厚,但对抽象概念(如折射角)理解较难。
2.认知基础:已知影子形成原理,缺乏对光路传播的系统认知。
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“光源之谜” 区分光源与非光源 户外寻光+光污染辩论(语文)
第2课 光路追踪师 验证光直线传播 三孔对齐实验+光路绘画(美术)
第3课 透明侦探社 分类材料透光性 手电筒照射不同材料+数据统计(数学)
第4课 魔法光线拐弯 观察光的折射 激光入水实验+折射角测量(数学)
第5课 彩虹制造局 解密白光组成 喷水造虹+色散诗歌创作(语文)
第6课 反射迷宫挑战 探究反射定律 激光反射实验+迷宫设计(工程)
第7课 潜望镜工程师 应用反射原理 制作潜望镜模型+角度调试(技术)
八、教学方法
1.任务驱动法:以“科技馆光影展”需求发布分级任务卡(如“设计反光服方案”)。
2.建模探究法:用棉线模拟光路验证直线传播;三球仪动态演示折射。
3.工程迭代法:潜望镜制作采用“设计-测试-改进”循环(例:镜面角度偏差调整)。
九、学习方法
1.合作学习:4人小组分工(记录员、操作员、汇报员、监督员)。
2.思维可视化:用红箭头标注光路图解释潜望镜工作原理。
3.迁移应用:课后调查汽车后视镜的曲面反射原理。
十、评价策略
(一)单元总体评价策略
过程性评价 实验记录单(30%)+小组协作(20%)+安全操作(10%) 60%
终结性评价 光影展作品(潜望镜/彩虹报告)+单元测验 40%
(二)分活动评价表
活动1:破解“光源之谜”(对应第1课《有关光的思考》)
分类能力 区分2种光源与非光源 分类4种光源并说明特征(如自然/人造) 制作“光源分类树状图”含科学定义
现象分析 列举1种光污染现象 分析光污染成因(如玻璃幕墙反光) 提出校园光污染解决方案(如窗帘材质优化)
安全认知 复述“不用激光笔照眼”规则 设计《安全用光警示卡》 组织班级安全用光宣讲会
活动2:光路追踪师(对应第2课《光是怎样传播的》)
实验操作 完成小孔成像实验 测量3组成像距离数据 自主发现孔洞形状对成像的影响
现象解释 口头描述“光沿直线传播” 用箭头图表示光路 结合日食/月食分析直线传播原理
模型应用 画出树影变化光路图 标注早晚太阳高度角差异 设计简易日晷模型并验证计时误差
活动3:透明侦探社(对应第3课《光的传播会遇到阻碍吗》)
实验设计 测试3种材料透光性 设计变量实验(如厚度/颜色影响) 发现非常规透光材料(如冰)
数据记录 记录“透光/不透光”结果 整理透光率数据表 用热成像仪量化透热量差异
创新迁移 列举1种透光材料应用 设计“智能调光玻璃”草图 制作变色窗模型(遇光变暗)
活动4:魔法光线拐弯(对应第4课《光的传播方向会发生改变吗》)
观察记录 描述激光入水偏折现象 绘制光路转折示意图 测量空气/水折射角差值
原理理解 复述“光从空气入水会偏折” 解释“筷子水中弯曲”原理 分析近视眼镜矫正光路
问题解决 列举1种折射应用(放大镜) 设计“隐形笔筒”(利用折射隐藏物体) 制作折射式简易显微镜
活动5:彩虹制造局(对应第5课《认识棱镜》)
实验操作 用三棱镜获得彩色光带 记录七色光顺序并标注 对比彩虹与霓虹的光路差异
科学解释 说出“彩虹是阳光被水滴分开” 用折射原理解释彩虹弧形成因 结合波长说明红光在外、紫光在内
艺术融合 画出彩虹七色 创作光谱主题短诗(3行) 设计“彩虹成因”科普海报(图文结合)
活动6:反射迷宫挑战(对应第6课《光的反射现象》)
实验规范 用镜子反射光斑至目标点 测量3组入射角/反射角(误差≤5°) 验证粗糙表面漫反射现象
原理应用 说出“光会反弹” 用反射定律解释后视镜原理 分析潜望镜双反射光路
技术创新 指出1种反射应用场景 制作简易反光警示牌 优化自行车反光条曲面设计
活动7:潜望镜工程师(对应第7课《制作一个潜望镜》)
工程设计 完成基础潜望镜组装 标注镜面45°夹角原理 添加伸缩管设计调节视野高度
功能测试 看到上方物体成像 成像清晰无变形 可水平旋转360°观察
迭代优化 修复镜面松动问题 改进外壳稳定性 加入角度刻度盘精准控制视角
十一、作业设计
活动1:第1课《有关光的思考》
基础作业 列举3种光源和2种非光源 ★:正确列举3种
★★:分类准确(自然/人造)
★★★:补充特征(如“萤火虫是生物光源”)
提升作业 设计《教室护眼灯优化方案》 ★:提出1条建议(如调节亮度)
★★:用照度计数据支持方案
★★★:制作模型并测试效果
拓展作业 撰写科幻短文《如果世界没有光》(300字) ★:描述3种影响
★★:融入光传播原理
★★★:提出创新解决方案(如人造太阳)
活动2:第2课《光是怎样传播的》
基础作业 绘制小孔成像光路图 ★:画出基本光路
★★:标注光源/小孔/像位置
★★★:解释“孔距影响像大小”
提升作业 用纸盒制作简易针孔相机 ★:成像模糊
★★:成像清晰可见轮廓
★★★:可调节孔距优化成像
拓展作业 研究“日晷计时原理”并制作模型 ★:复述原理
★★:制作晷针+刻度盘
★★★:实测计时误差≤15分钟
活动3:第3课《光的传播会遇到阻碍吗》
基础作业 填写材料透光性分类表(透明/半透明/不透明) ★:分类3种材料
★★:分类5种+实验验证
★★★:发现特殊材料(如磨砂玻璃)
提升作业 测试不同颜色玻璃透光率 ★:记录透光现象
★★:绘制透光率排序图
★★★:分析颜色与透热量关系
拓展作业 设计“智能窗帘”原型(自动调节透光) ★:草图设计
★★:标注感光元件位置
★★★:编程模拟光线感应
活动4:第4课《光的传播方向会发生改变吗》
基础作业 画图解释“筷子水中弯曲”现象 ★:画出折射光路
★★:标注空气/水界面
★★★:用箭头表示偏折方向
提升作业 制作分层液体折射柱(水/油) ★:完成基础分层
★★:激光笔演示折射路径
★★★:测量不同液体折射角
拓展作业 研究“海市蜃楼”成因并制作科普PPT ★:简述原理
★★:用折射原理解释
★★★:模拟大气温差折射实验
活动5:第5课《认识棱镜》
基础作业 制作七色光轮(牛顿色盘) ★:涂出7种颜色
★★:旋转后呈灰白色
★★★:解释白光合成原理
提升作业 对比彩虹与霓虹的光路差异 ★:描述1处差异
★★:手绘双光路对比图
★★★:用波长解释颜色顺序
拓展作业 设计“光谱艺术灯”方案 ★:概念草图
★★:标注三棱镜分光模块
★★★:制作可变色LED原型
活动6:第6课《光的反射现象》
基础作业 标注镜子反射光路图(入射角=反射角) ★:标出反射光线
★★:用量角器标注45°角
★★★:计算多次反射总路径
提升作业 制作“无限隧道”镜面装置 ★:双镜面成像
★★:呈现3层以上景深
★★★:添加灯光增强效果
拓展作业 撰写《反射式太阳能灶》研究报告 ★:描述原理
★★:设计聚光镜面阵列
★★★:实测升温20℃以上
活动7:第7课《制作一个潜望镜》
基础作业 绘制潜望镜光路转折图 ★:画出两次反射
★★:标注45°镜面夹角
★★★:计算光线总偏转角(180°)
提升作业 用牙膏盒+镜片制作潜望镜 ★:看到上方物体
★★:成像清晰无变形
★★★:可水平旋转调节视角
拓展作业 设计“管道检修潜望镜”(带转角功能) ★:草图设计
★★:标注万向节结构
★★★:3D打印原型并测试
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