一、教學(xué)背景與目標(biāo)定位演講人教學(xué)背景與目標(biāo)定位結(jié)語：從“驗(yàn)證”到“思考”的科學(xué)啟蒙課后拓展：讓探究“走出課堂”教學(xué)過程：從猜想走向?qū)嵶C的探究之旅教學(xué)準(zhǔn)備：讓探究“有備無患”目錄2025四年級(jí)科學(xué)上冊凸透鏡聚光效果驗(yàn)證課件01教學(xué)背景與目標(biāo)定位教學(xué)背景與目標(biāo)定位作為小學(xué)科學(xué)教師，我始終相信“動(dòng)手探究”是打開科學(xué)之門的鑰匙。四年級(jí)學(xué)生已通過三年級(jí)“光的直線傳播”單元，對(duì)光的基本特性有了初步感知；上節(jié)課《認(rèn)識(shí)凸透鏡》中，他們觀察了凸透鏡“中間厚、邊緣薄”的外形特征，能區(qū)分凸透鏡與凹透鏡，但對(duì)“凸透鏡為何能聚光”“聚光效果如何驗(yàn)證”等核心問題仍存疑惑。基于此，本節(jié)課以“驗(yàn)證凸透鏡的聚光效果”為核心任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“問題猜想—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—觀察記錄—分析結(jié)論”的完整探究過程，既是對(duì)前序知識(shí)的深化，也為后續(xù)“凸透鏡成像”“望遠(yuǎn)鏡原理”等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)231知識(shí)目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證凸透鏡具有聚光效果，理解“焦點(diǎn)”“焦距”的科學(xué)概念；能描述凸透鏡聚光時(shí)“光斑由大變小、溫度由低變高”的現(xiàn)象。能力目標(biāo)：掌握對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法（控制變量：凸透鏡類型、光照條件；觀察變量：光斑大小、溫度變化），提升動(dòng)手操作、數(shù)據(jù)記錄及現(xiàn)象分析能力。情感目標(biāo)：感受科學(xué)探究的趣味性與嚴(yán)謹(jǐn)性，體會(huì)“生活現(xiàn)象背后有科學(xué)原理”的學(xué)科價(jià)值；培養(yǎng)合作意識(shí)與安全實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)操作驗(yàn)證凸透鏡的聚光效果，建立“聚光效果與光斑、溫度變化”的關(guān)聯(lián)。難點(diǎn)：變量控制的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（如如何排除環(huán)境光干擾）、“焦點(diǎn)”抽象概念的具象化理解。02教學(xué)準(zhǔn)備：讓探究“有備無患”教學(xué)準(zhǔn)備：讓探究“有備無患”為確保實(shí)驗(yàn)的可操作性與安全性，我提前兩周與實(shí)驗(yàn)室老師共同準(zhǔn)備材料，并結(jié)合學(xué)生年齡特點(diǎn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)器材清單|類別|具體物品|設(shè)計(jì)意圖||------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------------------------------------------------------------||核心器材|不同焦距的凸透鏡（5cm、10cm、15cm各3組）、凹透鏡（對(duì)比用）、平板玻璃（對(duì)照用）|通過多組凸透鏡對(duì)比，探究焦距與聚光效果的關(guān)系；凹透鏡和平板玻璃作為對(duì)照組，突出凸透鏡特殊性。|實(shí)驗(yàn)器材清單|觀察工具|白色硬紙板（帶刻度，便于測量光斑直徑）、電子溫度計(jì)（精度0.1℃）、激光筆（3支）|刻度紙板直觀記錄光斑大小變化；電子溫度計(jì)避免水銀溫度計(jì)的安全隱患；激光筆輔助觀察光的路徑。||輔助材料|火柴（干燥）、秒表、黑色記號(hào)筆（標(biāo)記光斑位置）、防曬護(hù)目鏡（防強(qiáng)光）|火柴用于驗(yàn)證高溫聚焦（需教師演示）；秒表記錄光斑穩(wěn)定時(shí)間；護(hù)目鏡保護(hù)學(xué)生眼睛。|安全預(yù)案備用方案：若遇陰雨天，改用強(qiáng)光手電筒（40W以上）模擬太陽光，確保實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性。分組安排：每組2名學(xué)生操作，1名記錄，1名監(jiān)督（角色輪換，全員參與）；強(qiáng)調(diào)“三不原則”：不將凸透鏡對(duì)準(zhǔn)他人眼睛、不在密閉空間點(diǎn)燃火柴、實(shí)驗(yàn)后及時(shí)熄滅火源；考慮到實(shí)驗(yàn)涉及強(qiáng)光聚焦和火柴點(diǎn)燃，我提前開展“安全小課堂”：CBAD03教學(xué)過程：從猜想走向?qū)嵶C的探究之旅情境導(dǎo)入：生活現(xiàn)象引發(fā)認(rèn)知沖突（5分鐘）“同學(xué)們，上周春游時(shí)，小明用爺爺?shù)姆糯箸R在陽光下烤干了紙巾上的水，可昨天他用近視眼鏡（凹透鏡）卻怎么也做不到。這是為什么？”我展示兩張對(duì)比圖——一張是紙巾被烤干的焦痕，一張是凹透鏡下無變化的紙巾。學(xué)生們立刻交頭接耳：“放大鏡是凸透鏡！”“可能凸透鏡能聚光，凹透鏡不能？”我順勢板書課題：“今天我們就用科學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——凸透鏡真的有聚光效果嗎？”設(shè)計(jì)意圖：用學(xué)生熟悉的生活場景制造認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望，自然引出核心問題。探究活動(dòng)一：觀察與猜想——明確實(shí)驗(yàn)方向（8分鐘）“要驗(yàn)證聚光效果，首先得明確‘聚光’的表現(xiàn)。如果凸透鏡能聚光，陽光下它可能會(huì)讓光……”我停頓，引導(dǎo)學(xué)生思考。1“光會(huì)集中到一個(gè)點(diǎn)！”“那個(gè)點(diǎn)會(huì)很亮！”“溫度可能很高！”學(xué)生們七嘴八舌。2為幫學(xué)生具象化“聚光”，我分發(fā)凸透鏡、凹透鏡和平板玻璃，要求：3用肉眼觀察三種鏡片的外形差異（再次確認(rèn)凸透鏡“中間厚、邊緣薄”的特征）；4透過鏡片觀察課本上的字（凸透鏡會(huì)放大字體，凹透鏡會(huì)縮小，平板玻璃無變化）；5用激光筆從鏡片一側(cè)射入，觀察另一側(cè)光斑（凸透鏡會(huì)使多束光交匯，凹透鏡會(huì)發(fā)散，平板玻璃保持平行）。6“現(xiàn)在，你們認(rèn)為凸透鏡的‘聚光’可能表現(xiàn)為哪幾個(gè)現(xiàn)象？”我提問。7探究活動(dòng)一：觀察與猜想——明確實(shí)驗(yàn)方向（8分鐘）“光斑變小變亮！”“焦點(diǎn)溫度升高！”“光的路徑交匯！”學(xué)生們邊操作邊總結(jié)，我將關(guān)鍵詞寫在黑板右側(cè)。設(shè)計(jì)意圖：通過直觀觀察和簡單實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生建立“聚光”的現(xiàn)象假設(shè)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)提供方向。探究活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——用數(shù)據(jù)說話（25分鐘）“科學(xué)結(jié)論需要證據(jù)支持。接下來，我們分三步驗(yàn)證：光斑變化、溫度變化、對(duì)比實(shí)驗(yàn)。”我分發(fā)實(shí)驗(yàn)記錄單（見表1），強(qiáng)調(diào)“控制變量”的重要性：“每組選1個(gè)凸透鏡，固定光照條件（統(tǒng)一用正午陽光），改變鏡片與紙板的距離，記錄光斑大小和溫度?！碧骄炕顒?dòng)二：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——用數(shù)據(jù)說話（25分鐘）步驟一：光斑變化觀察每組學(xué)生將凸透鏡正對(duì)陽光，緩慢上下移動(dòng)鏡片，白色紙板置于鏡片下方。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)：“當(dāng)鏡片離紙板遠(yuǎn)時(shí)，光斑大而暗；靠近時(shí)，光斑變小變亮；再靠近，光斑又變大變暗！”我提示：“光斑最亮最小的位置就是‘焦點(diǎn)’，鏡片到焦點(diǎn)的距離是‘焦距’?！睂W(xué)生用刻度紙板測量不同位置的光斑直徑，記錄3次數(shù)據(jù)取平均值（如表1示例）。探究活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——用數(shù)據(jù)說話（25分鐘）步驟二：溫度變化測量“光斑變亮的同時(shí)，溫度會(huì)變化嗎？”我引導(dǎo)學(xué)生將電子溫度計(jì)探頭貼在光斑中心，每5秒記錄一次溫度?！?分鐘前是25℃，現(xiàn)在30℃！”“焦點(diǎn)位置溫度升到42℃了！”數(shù)據(jù)顯示：隨著光斑縮小變亮，溫度顯著升高；離開焦點(diǎn)后，溫度迅速下降。探究活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——用數(shù)據(jù)說話（25分鐘）步驟三：對(duì)比實(shí)驗(yàn)（關(guān)鍵！）為排除“鏡片本身吸熱”的干擾，我要求每組同時(shí)用凹透鏡和平板玻璃重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：凹透鏡下的光斑始終發(fā)散，溫度無明顯變化；平板玻璃下的光斑與直接陽光幾乎一致（直徑相差＜0.5cm，溫度差＜2℃）?！斑@說明什么？”我追問。“只有凸透鏡能讓光斑變小、溫度變高！”“聚光效果是凸透鏡特有的！”學(xué)生們通過對(duì)比，得出初步結(jié)論。表1凸透鏡聚光效果實(shí)驗(yàn)記錄單（示例）|鏡片類型|鏡片與紙板距離（cm）|光斑直徑（cm）|光斑亮度|焦點(diǎn)溫度（℃）|探究活動(dòng)二：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——用數(shù)據(jù)說話（25分鐘）步驟三：對(duì)比實(shí)驗(yàn)（關(guān)鍵?。﹟------------|----------------------|----------------|----------|----------------||10cm焦距凸透鏡|5|8.2|較暗|26.3|||10（焦點(diǎn)位置）|1.5|最亮|41.8|||15|7.9|較暗|27.1||凹透鏡|10|12.5|暗|25.9|探究活動(dòng)三：拓展延伸——從實(shí)驗(yàn)室到生活（10分鐘）“生活中哪些地方用到了凸透鏡的聚光效果？”我展示太陽能灶（將光能轉(zhuǎn)化為熱能燒水）、放大鏡取火（野外生存技能）、植物溫室補(bǔ)光（聚焦光線促進(jìn)光合作用）的圖片。“老師，我爺爺?shù)睦匣ㄧR是不是凸透鏡？”一名學(xué)生提問?！笆堑?！老花鏡是凸透鏡，但它的主要功能是矯正視力，不過在陽光下也能聚光——大家課后可以用爺爺?shù)睦匣ㄧR試試，但一定要注意安全！”我補(bǔ)充道。為深化理解，我請學(xué)生用凸透鏡在陰影處（如教室走廊）重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“沒有強(qiáng)光時(shí)，光斑不明顯，溫度變化小”。這說明：“凸透鏡的聚光效果需要足夠強(qiáng)的光源，本質(zhì)是將分散的光能集中到焦點(diǎn)?！笨偨Y(jié)與反思：科學(xué)探究的“閉環(huán)”（7分鐘）“通過今天的實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了什么？”我引導(dǎo)學(xué)生回顧：現(xiàn)象層面：凸透鏡正對(duì)強(qiáng)光時(shí)，光斑會(huì)先縮小變亮至焦點(diǎn)，再擴(kuò)大變暗；焦點(diǎn)處溫度顯著高于周圍。原理層面：凸透鏡通過折射將分散的光線匯聚到焦點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光能的集中。方法層面：科學(xué)驗(yàn)證需要“猜想—實(shí)驗(yàn)—對(duì)比—結(jié)論”的嚴(yán)謹(jǐn)過程，數(shù)據(jù)記錄是關(guān)鍵。學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)中的“意外發(fā)現(xiàn)”：“我的凸透鏡邊緣有劃痕，光斑邊緣不清晰，可能影響了溫度測量?！薄瓣幪煊檬蛛娡矊?shí)驗(yàn)時(shí)，焦點(diǎn)溫度只升高了5℃，不如陽光明顯?！边@些反思正是科學(xué)思維的萌芽。04課后拓展：讓探究“走出課堂”課后拓展：讓探究“走出課堂”家庭小實(shí)驗(yàn)：用透明塑料瓶裝滿水（自制凸透鏡），在陽光下觀察光斑變化，記錄與玻璃凸透鏡的差異（提示：注意瓶身厚度均勻性）。生活觀察：尋找3個(gè)生活中利用凸透鏡聚光的實(shí)例（如太陽能熱水器集熱管、舞臺(tái)追光燈透鏡），拍照并標(biāo)注原理。05結(jié)語：從“驗(yàn)證”到“思考”的科學(xué)啟蒙結(jié)語：從“驗(yàn)證”到“思考”的科學(xué)啟蒙本節(jié)課，我們通過“觀察—猜想—實(shí)驗(yàn)—結(jié)論”的探究路徑，用數(shù)據(jù)和現(xiàn)象驗(yàn)證了凸透鏡的聚光效果。這不僅是對(duì)一個(gè)