一、教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問(wèn)題的自然銜接演講人CONTENTS教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問(wèn)題的自然銜接實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從材料選擇到環(huán)境布置的細(xì)節(jié)把控實(shí)驗(yàn)過(guò)程：從基礎(chǔ)觀察到進(jìn)階探究的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)結(jié)論推導(dǎo)與生活應(yīng)用：從實(shí)驗(yàn)室到真實(shí)世界的遷移總結(jié)與延伸：讓探究從課堂走向生活目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)下冊(cè)影子形狀與物體輪廓關(guān)系實(shí)驗(yàn)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學(xué)課不是照本宣科，而是讓孩子在動(dòng)手實(shí)踐中觸摸自然規(guī)律的溫度。今天要和大家分享的"影子形狀與物體輪廓關(guān)系"實(shí)驗(yàn)，正是四年級(jí)下冊(cè)"光與影"單元的核心探究?jī)?nèi)容。這節(jié)課不僅能幫助學(xué)生理解光的直線傳播特性，更能通過(guò)觀察、對(duì)比、歸納，培養(yǎng)他們"從現(xiàn)象到本質(zhì)"的科學(xué)思維。接下來(lái)，我將以"問(wèn)題驅(qū)動(dòng)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—規(guī)律總結(jié)—生活應(yīng)用"為主線，完整呈現(xiàn)這節(jié)實(shí)驗(yàn)課的設(shè)計(jì)思路與實(shí)施細(xì)節(jié)。01教學(xué)背景與目標(biāo)設(shè)定：從生活現(xiàn)象到科學(xué)問(wèn)題的自然銜接1前認(rèn)知分析四年級(jí)學(xué)生對(duì)影子并不陌生——清晨上學(xué)時(shí)拉長(zhǎng)的身影、課間玩手影游戲的樂(lè)趣、傍晚路燈下?lián)u晃的樹(shù)影，都是他們?nèi)粘Ｉ钪械挠^察素材。但通過(guò)課前問(wèn)卷調(diào)研（共收集236份有效數(shù)據(jù)），我發(fā)現(xiàn)82%的學(xué)生能說(shuō)出"光被物體擋住會(huì)形成影子"，卻只有17%能準(zhǔn)確描述"影子形狀與物體形狀的關(guān)系"，近半數(shù)學(xué)生認(rèn)為"影子形狀和物體形狀完全一樣"。這種認(rèn)知偏差源于日常觀察的表面性，也為實(shí)驗(yàn)探究提供了明確的切入點(diǎn)。2教學(xué)目標(biāo)分層04030102基于《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中"物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域"的要求，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，我將本節(jié)課目標(biāo)設(shè)定為：知識(shí)目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，理解影子的形狀主要由物體的輪廓（即物體遮擋光的邊緣形狀）決定；能舉例說(shuō)明不同輪廓物體形成的影子特征。能力目標(biāo)：掌握"控制變量法"在簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用（如固定光源高度、距離，改變物體輪廓）；學(xué)會(huì)用畫(huà)圖、文字記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)比分析得出結(jié)論。情感目標(biāo)：激發(fā)對(duì)光與影現(xiàn)象的探究興趣，體會(huì)"生活中處處有科學(xué)"；培養(yǎng)尊重事實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)態(tài)度。02實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：從材料選擇到環(huán)境布置的細(xì)節(jié)把控1實(shí)驗(yàn)材料清單（以4人小組為單位）考慮到安全性、可操作性和對(duì)比效果，我為每組準(zhǔn)備了以下材料：光源組：可調(diào)節(jié)角度的LED手電筒（配支架，確保光源高度固定）、蠟燭（備選，用于對(duì)比不同光源類型）；物體組：基礎(chǔ)輪廓卡（圓形、正方形、三角形卡紙，邊長(zhǎng)/直徑均為10cm）、復(fù)雜輪廓卡（兔子頭形、樹(shù)葉形、齒輪形卡紙）、鏤空物體（帶圓孔的卡紙、柵欄模型）；記錄工具：A3白卡紙（作為投影屏）、實(shí)驗(yàn)記錄單（含現(xiàn)象繪畫(huà)區(qū)、對(duì)比表格）、直尺（測(cè)量光源與物體距離）；輔助工具：雙面膠（固定物體位置）、記號(hào)筆（標(biāo)記光源初始位置）。2實(shí)驗(yàn)環(huán)境布置為避免環(huán)境光干擾，實(shí)驗(yàn)選擇在遮光窗簾的科學(xué)教室進(jìn)行。每張實(shí)驗(yàn)桌中央張貼"光源固定點(diǎn)"（用熒光貼紙標(biāo)記），確保每組光源初始高度（距桌面30cm）、水平距離（距物體20cm）一致。投影屏統(tǒng)一豎立于物體后方50cm處，用夾子固定防止晃動(dòng)。這些細(xì)節(jié)的把控，能有效減少實(shí)驗(yàn)誤差，讓學(xué)生更專注于"物體輪廓"這一變量的觀察。03實(shí)驗(yàn)過(guò)程：從基礎(chǔ)觀察到進(jìn)階探究的遞進(jìn)式設(shè)計(jì)1問(wèn)題導(dǎo)入：激活前認(rèn)知的"思維沖突"上課伊始，我播放一段手影視頻：一只"鴿子"（雙手指交叉）變成"兔子"（食指和中指豎起），再變成"小狗"（手掌彎曲）。視頻暫停時(shí)提問(wèn)："手的形狀沒(méi)變，為什么影子能變出不同動(dòng)物？"學(xué)生們立刻七嘴八舌："手指動(dòng)了！""手的輪廓變了！"這個(gè)問(wèn)題成功打破"影子形狀=物體形狀"的固有認(rèn)知，引出核心探究問(wèn)題：影子的形狀究竟與物體的哪些特征有關(guān)？2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)我惠喞c影子形狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.1實(shí)驗(yàn)步驟（教師示范+小組操作）固定變量：每組將手電筒固定在支架上，調(diào)整高度至30cm，用直尺測(cè)量光源與圓形卡紙（物體）的水平距離為20cm，投影屏距物體50cm；觀察記錄：打開(kāi)手電筒，觀察圓形卡紙?jiān)谕队捌辽系挠白有螤?，用鉛筆在記錄單上畫(huà)出影子輪廓，標(biāo)注"圓形物體-影子形狀"；更換物體：依次更換正方形、三角形卡紙，重復(fù)上述步驟，記錄影子形狀；對(duì)比分析：小組討論"物體輪廓與影子形狀是否一致？"，填寫(xiě)記錄表（見(jiàn)表1）。|物體輪廓|物體實(shí)際形狀|影子形狀（繪畫(huà)區(qū)）|輪廓相似性（是/否）||----------|--------------|---------------------|---------------------|2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)我惠喞c影子形狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.1實(shí)驗(yàn)步驟（教師示范+小組操作）|圓形|正圓|圓形|是|01|正方形|正正方形|正方形|是|02|三角形|正三角形|三角形|是|032基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)我惠喞c影子形狀的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.2現(xiàn)象總結(jié)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生驚喜地發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光源、物體、投影屏位置固定時(shí)，圓形物體的影子是圓的，正方形物體的影子是方的，三角形物體的影子是尖的。"原來(lái)影子的外邊緣和物體的外邊緣是一樣的！"這是多數(shù)小組得出的初步結(jié)論。3進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：復(fù)雜輪廓與鏤空物體的影子特征為進(jìn)一步驗(yàn)證"輪廓決定影子形狀"的猜想，我引導(dǎo)學(xué)生挑戰(zhàn)復(fù)雜輪廓物體："如果物體的輪廓有凹凸、鏤空，影子會(huì)變成什么樣？"3進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：復(fù)雜輪廓與鏤空物體的影子特征3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（小組自主探究）材料選擇：每組從"兔子頭形、樹(shù)葉形、齒輪形卡紙"中選擇2種復(fù)雜輪廓物體，以及1種鏤空物體（如帶圓孔的卡紙）；1操作要求：保持光源、距離不變，分別觀察并記錄影子形狀；2特別任務(wù)：用剪刀將兔子頭形卡紙的"耳朵"剪短，觀察影子的"耳朵"是否同步變短。33進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：復(fù)雜輪廓與鏤空物體的影子特征3.2典型現(xiàn)象記錄01兔子頭形卡紙：影子清晰呈現(xiàn)"長(zhǎng)耳朵、圓腦袋"的輪廓，當(dāng)剪短耳朵后，影子的耳朵也明顯變短；02樹(shù)葉形卡紙：影子邊緣與樹(shù)葉的鋸齒狀邊緣完全對(duì)應(yīng)，連葉尖的小缺口都"復(fù)制"到了影子上；03鏤空?qǐng)A孔卡紙：影子中央出現(xiàn)一個(gè)圓形亮斑（光透過(guò)圓孔投射到屏上），周圍是卡紙的輪廓影子。3進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：復(fù)雜輪廓與鏤空物體的影子特征3.3思維碰撞在分享環(huán)節(jié)，第三小組的王雨桐舉起記錄紙："我們發(fā)現(xiàn)樹(shù)葉影子的鋸齒和真的樹(shù)葉一模一樣，就像用影子'畫(huà)'了一片葉子！"第五小組的李澤凱提出疑問(wèn)："鏤空的地方為什么影子是亮的？"這恰好引出"影子是光被遮擋的區(qū)域，未被遮擋的光會(huì)透過(guò)鏤空處投射到屏上"的補(bǔ)充認(rèn)知，將探究從"輪廓"延伸到"遮擋與透光"的關(guān)系。3.4變量干擾實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證"輪廓是核心因素"為排除其他變量的干擾，我設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：保持物體（正方形卡紙）不變，改變光源高度（15cm→30cm→45cm），觀察影子大小變化（高度越高，影子越小），但形狀始終是正方形；實(shí)驗(yàn)2：保持物體和光源高度不變，改變光源類型（LED手電筒→蠟燭），觀察影子邊緣清晰度（蠟燭因是發(fā)散光源，影子邊緣較模糊，但輪廓形狀仍與物體一致）。3進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：復(fù)雜輪廓與鏤空物體的影子特征3.3思維碰撞通過(guò)這組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確：光源的位置、類型會(huì)影響影子的大小、清晰度，但影子的形狀始終由物體的輪廓決定。04結(jié)論推導(dǎo)與生活應(yīng)用：從實(shí)驗(yàn)室到真實(shí)世界的遷移1科學(xué)結(jié)論的提煉經(jīng)過(guò)3輪實(shí)驗(yàn)的觀察、記錄與討論，師生共同總結(jié)出：核心規(guī)律：在光沿直線傳播的條件下，影子的形狀主要由物體遮擋光的邊緣輪廓決定；物體的輪廓（即外邊緣形狀）與影子的輪廓高度相似。補(bǔ)充說(shuō)明：當(dāng)物體有鏤空結(jié)構(gòu)時(shí)，未被遮擋的光會(huì)透過(guò)鏤空處投射到接收屏上，形成與鏤空部分形狀一致的亮斑；光源的位置、類型會(huì)影響影子的大小和清晰度，但不會(huì)改變影子的基本形狀。2生活中的影子藝術(shù)為幫助學(xué)生將知識(shí)遷移到生活，我展示了三組案例：手影戲：民間藝人通過(guò)變換手掌、手指的輪廓，在燈光下投射出動(dòng)物、人物的影子，本質(zhì)是"用手的輪廓'繪制'影子"；皮影戲：傳統(tǒng)皮影用獸皮雕刻出復(fù)雜的人物輪廓（包括衣紋、頭飾），在燈光下形成生動(dòng)的影子表演，印證了"輪廓越精細(xì)，影子越傳神"；建筑投影：現(xiàn)代燈光秀中，用投影燈將特定輪廓的光束投射到建筑上，形成的光影圖案與光源投射的輪廓完全一致。學(xué)生們紛紛舉手分享自己的發(fā)現(xiàn)："我昨天用玩具恐龍?jiān)谂_(tái)燈下照影子，恐龍背上的尖刺在影子里也有！""媽媽的鏤空遮陽(yáng)帽，影子上有好多小圓點(diǎn)，和帽子上的洞一樣！"這些分享讓科學(xué)知識(shí)真正"活"了起來(lái)。05總結(jié)與延伸：讓探究從課堂走向生活1課堂總結(jié)回顧整節(jié)課的探究過(guò)程，我們通過(guò)"觀察現(xiàn)象—提出問(wèn)題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—驗(yàn)證假設(shè)—總結(jié)規(guī)律"的科學(xué)方法，得出了"影子形狀由物體輪廓決定"的結(jié)論。這不僅解答了"手影為什么能變形狀"的疑問(wèn)，更讓我們學(xué)會(huì)了用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的科學(xué)思維。2課后延伸任務(wù)為延續(xù)探究熱情，我布置了兩項(xiàng)實(shí)踐作業(yè)：自然觀察：在晴天的不同時(shí)間段（如上午9點(diǎn)、中午12點(diǎn)、下午3點(diǎn)），觀察同一棵樹(shù)的影子形狀，記錄并思考"影子形狀是否變化？為什么？"（提示：太陽(yáng)位置變化影響光源角度，但樹(shù)的輪廓未變，所以影子形狀基本不變，大小會(huì)變化）；創(chuàng)意影子畫(huà)：用卡紙剪出自己設(shè)計(jì)的獨(dú)特輪廓（如外星生物、未來(lái)汽車），在黑暗環(huán)境中用手電筒投射影子，將影子輪廓描在紙上，比較"設(shè)計(jì)圖