苏教版（2017秋）小学科学五年级上册第一单元《光与色彩》大单元整体教学设计

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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 苏教版
年级 五年级上册
单元名称 第1单元《光与色彩》
单元主题 光影探秘家——解锁光与色彩的奥秘
课时安排 4课时
一、单元主题
光影探秘家——解锁光与色彩的奥秘
围绕光的产生、传播、反射及色彩本质，引导学生通过观察、实验与工程设计，探索光现象的科学规律及其在生活中的应用。
二、单元大情景
“光学实验室”科技挑战赛
学生化身“光学工程师”，完成三项任务：
1.任务一：光源侦察兵（《光源》）——调查自然与人造光源，分析光污染；
2.任务二：光路解密组（《光的传播》《光的反射》）——验证直线传播与反射定律，设计潜望镜；
3.任务三：彩虹创造局（《七色光》）——探究色散现象，制作七彩光轮。
最终成果：举办“光影科技博览会”，展示实验报告与创新作品。
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
学段目标 （5-6年级） ①描述光的直线传播、反射现象；
②设计实验验证光传播规律；
③解释色散现象，树立安全用光意识。
四、单元教材分析
（一）单元整体结构
本单元共包含《光源》、《光的传播》、《光的反射》和《七色光》共四课内容，按照“光的现象认知→传播规律探究→反射特性解析→色彩本质揭秘”的逻辑递进编排，具体内容如下：
（二）分课内容解析
1.第1课《光源》
（1）核心内容：
①区分自然光源（太阳、萤火虫）与人造光源（电灯、蜡烛）。
②认识光源的本质特征（自身发光）。
③探讨光源的应用与光污染问题（如激光笔的安全使用）。
（2）科学实践：
①分类活动：判断生活中常见物体是否为光源。
②案例分析：讨论光污染的类型及防治措施。
2.第2课《光的传播》
（1）核心内容：
①验证光沿直线传播的规律（小孔成像、激光笔照射烟雾）。
②认识光速（约30万千米/秒）及光年概念。
③分析影子形成的条件（光源、遮挡物、屏）。
（2）科学实践：
①实验：用带孔纸板验证光直线传播路径。
②观察：记录不同光源下影子的方向与长度变化。
3.第3课《光的反射》
（1）核心内容：
①探究光的反射定律（入射角=反射角）。
②区分镜面反射（光滑表面）与漫反射（粗糙表面）。
③应用案例：潜望镜、反光镜的工作原理。
（2）科学实践：
①制作简易潜望镜，观察光的反射路径。
②实验：不同材质表面（镜子、白纸）的反射效果对比。
4.第4课《七色光》
（1）核心内容：
①解释光的色散现象（三棱镜分解白光为七色光）。
②认识光的混合（红、绿、蓝三原色光叠加）。
③探究彩虹形成条件（阳光、水滴、观察角度）。
（2）科学实践：
①实验：用三棱镜或水雾制造“人造彩虹”。
②制作彩色轮，验证光的三原色混合原理。
（三）课际逻辑关系
递进关系：
1.从现象到本质：从认识光源（现象）→探究光的传播规律（本质）→解析光的反射特性（应用）→揭秘光的色彩组成（深层原理）。
2.从基础到应用：前三课为光学基础（光源、传播、反射），最后一课延伸至色彩科学（七色光），形成完整的光学知识链。
五、教学目标
科学观念 1. 解释光源分类、光直线传播与反射规律；
2. 描述色散现象及三原色混合原理。
科学思维 1. 通过对比实验归纳光传播特性；
2. 用模型解释潜望镜工作原理。
探究实践 1. 设计小孔成像实验验证光路；
2. 制作三棱镜观察色散现象。
态度责任 1. 设计“校园反光安全方案”；
2. 提出减少光污染的措施。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生具象思维为主，对“反射角”“色散”等抽象概念需实验辅助理解；
2.认知基础：已知影子形成、镜子反光等生活经验，缺乏系统光学知识；
3.学习难点：区分镜面反射与漫反射；理解光的三原色叠加原理。
七、活动设置
课时 活动主题 活动目标 达成方式（含跨学科融合）
第1课
《光源》 光源搜查令 1. 分类自然/人造光源；
2. 分析光污染案例。 ① 户外调查记录光源（科学+社会）；
② 制作《光污染警示海报》（美术）。
第2课
《光的传播》 光路追踪师 1. 验证光直线传播；
2. 探究影子变化规律。 ① 小孔成像实验（科学+数学测量）；
② 皮影戏创作（语文编剧+劳动制作）。
第3课
《光的反射》 反射工程师 1. 探究反射定律；
2. 设计简易潜望镜。 ① 激光反射角度测量（数学+技术）；
② 潜望镜制作与调试（工程+艺术）。
第4课
《七色光》 彩虹创造局 1. 模拟色散现象；
2. 验证三原色混合。 ① 三棱镜分光实验（科学）；
② 编程模拟光混合（信息技术）。
八、教学方法
1.问题驱动法：
核心问题：“为什么镜子能反光而白墙不能？” → 引出镜面/漫反射对比实验。
2.5E教学法：
（1）参与（Engage）：用激光笔穿烟雾演示光路；
（2）探究（Explore）：分组测试不同材质反射效果；
（3）解释（Explain）：动画演示光的三原色叠加；
（4）迁移（Elaborate）：设计太阳能路灯光路图；
（5）评价（Evaluate）：潜望镜功能测试答辩会。
九、学习方法
1.实验记录法：
使用《光学日记本》绘制光路图（例：标注入射/反射角）；
2.项目式学习（PBL）：
任务：“为教室设计节能反光系统” → 测量窗户角度→设计反光板→测试光照强度。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
类型 内容（占比）
过程性评价（60%） 实验记录单、小组协作表现
终结性评价（40%） “光影博览会”作品展示+单元测验
（二）分活动评价表
活动1：《光源》分活动评价表
科学观念 列举3种光源（如太阳、灯泡） 正确分类自然/人造光源（5种以上） 分析光污染类型并提出2条防治措施
探究实践 完成光源调查表（含2类） 设计对比实验（如萤火虫vs LED灯亮度） 制作《光源环保指南》并校园推广
态度责任 知道激光笔安全规范 主动记录家庭不必要光源（如常亮指示灯） 发起“教室关灯1小时”节能行动
活动2：《光的传播》分活动评价表
科学思维 描述影子形成条件 用光路图解释小孔成像原理 分析日食/月食与光直线传播的关联
探究实践 完成单组小孔成像实验 测量3次影子长度变化（误差≤1cm） 制作可调距针孔相机并测试成像效果
合作创新 参与皮影戏角色分配 编写简单皮影剧本（含光路说明） 设计多光源皮影舞台并公开展演
活动3：《光的反射》分活动评价表
科学观念 复述“入射角=反射角” 对比镜子/白纸反射差异（3组数据） 解释汽车后视镜曲面设计原理
技术应用 组装简易潜望镜（能观察） 优化镜片角度（视野扩大30%） 设计折叠式潜望镜（含伸缩结构）
安全责任 识别1处校园反光隐患（如玻璃幕墙） 提出反光安全改进方案（如贴磨砂膜） 撰写《楼道反光警示系统设计方案》
活动4：《七色光》分活动评价表
科学思维 说出彩虹七色顺序 用三原色解释彩色电视显像原理 论证“天空为什么是蓝色”（散射原理）
探究实践 用三棱镜获得单色光带 记录色散实验数据（角度-颜色对应表） 编程模拟光混合动画（Scratch/Python）
艺术融合 绘制彩虹图（7色） 创作“光谱诗歌”（每行一色+科学词汇） 举办“光与色彩”科学艺术展（作品+解说）
十一、作业设计
活动1：《光源》分层作业
基础作业 制作《光源分类卡》（自然/人造各3例） ★：分类正确3例 ★★：分类正确5例+标注特征 ★★★：补充生物光源并说明发光原理
提升作业 调研家庭灯具能耗（瓦数/使用时长） ★：记录1种灯具数据 ★★：对比3种灯具节能性 ★★★：提出“智能关灯系统”设计方案
拓展作业 拍摄“城市光污染”主题摄影集 ★：提交3张照片 ★★：标注污染类型（如霓虹灯过亮） ★★★：撰写治理提案并提交社区
活动2：《光的传播》分层作业
基础作业 绘制“树影变化图”（早/中/晚） ★：画出影子方向 ★★：标注太阳高度角 ★★★：分析影长与太阳高度的数学关系
提升作业 制作日晷模型并测试计时误差 ★：误差＜30分钟 ★★：误差＜15分钟 ★★★：优化晷针角度（纬度校准）
拓展作业 研究光纤通信原理（图文报告） ★：描述光信号传输 ★★：对比光纤/铜线传输优劣 ★★★：设计“光导玩具”（如发光沙画）
活动3：《光的反射》分层作业
基础作业 标注教室反光物体（至少3处） ★：找出物体 ★★：分类镜面/漫反射 ★★★：用反射原理解释黑板反光问题
提升作业 设计汽车后视镜改进方案（草图） ★：提出1点改进 ★★：标注反射角度 ★★★：用曲面反射原理扩大视野（附示意图）
拓展作业 制作“光的反射”科学微视频（3分钟） ★：演示1个反射现象 ★★：解说反射定律 ★★★：融入跨学科案例（如潜望镜军事应用）
活动4：《七色光》分层作业
基础作业 填写色散实验表（白光→七色光） ★：记录3种颜色 ★★：完整记录7色+顺序正确 ★★★：补充波长数据（如红光700nm）
提升作业 用RGB灯验证光的三原色混合 ★：混合出2种新色 ★★：混合出白色光 ★★★：制作“变色灯”并编程控制
拓展作业 设计“彩虹成因”科普互动展板 ★：图文介绍 ★★：添加实验互动区（喷水造虹） ★★★：观众参与度＞80%（签到表统计）
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