一、教學(xué)背景：基于學(xué)情與課標(biāo)要求的精準(zhǔn)定位演講人1.教學(xué)背景：基于學(xué)情與課標(biāo)要求的精準(zhǔn)定位2.教學(xué)目標(biāo)：三維目標(biāo)的有機(jī)融合3.實(shí)驗準(zhǔn)備：細(xì)節(jié)決定課堂實(shí)效4.實(shí)驗流程：從現(xiàn)象到原理的探究閉環(huán)5.原理解析：從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)建模6.總結(jié)拓展：從課堂到生活的延伸目錄2025小學(xué)五年級科學(xué)上冊凸透鏡聚光點(diǎn)燃紙片實(shí)驗課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終相信：最生動的科學(xué)課，一定是讓學(xué)生親手觸摸知識的溫度。今天要和大家分享的“凸透鏡聚光點(diǎn)燃紙片實(shí)驗”，正是五年級科學(xué)上冊“光的傳播”單元中最具代表性的實(shí)踐課。這節(jié)課不僅能讓學(xué)生直觀感受光的折射現(xiàn)象，更能通過“點(diǎn)燃”這一充滿視覺沖擊的結(jié)果，激發(fā)他們對光學(xué)世界的探索熱情。接下來，我將從教學(xué)背景、目標(biāo)設(shè)定、實(shí)驗準(zhǔn)備、操作流程、原理解析、拓展應(yīng)用六個模塊，系統(tǒng)展開這節(jié)實(shí)驗課的設(shè)計思路。01教學(xué)背景：基于學(xué)情與課標(biāo)要求的精準(zhǔn)定位1教材地位與銜接本實(shí)驗選自人教版五年級上冊《光》單元的第三課“光的反射與折射”延伸內(nèi)容。前兩課學(xué)生已通過“小孔成像”“光的直線傳播”實(shí)驗，建立了對光傳播路徑的初步認(rèn)知；本課通過“凸透鏡聚光”這一具體現(xiàn)象，將“光的折射”抽象概念轉(zhuǎn)化為可觀察、可操作的實(shí)踐活動，既是對前序知識的深化，也為后續(xù)學(xué)習(xí)“顯微鏡原理”“眼睛的結(jié)構(gòu)”等內(nèi)容奠定感性基礎(chǔ)。2學(xué)情分析與挑戰(zhàn)五年級學(xué)生（10-11歲）正處于具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡的關(guān)鍵期，他們對“動手實(shí)驗”有強(qiáng)烈興趣，但對“控制變量”“數(shù)據(jù)記錄”等科學(xué)方法的掌握尚需引導(dǎo)；雖能觀察到“紙片被點(diǎn)燃”的現(xiàn)象，卻難以自主關(guān)聯(lián)“光的折射”“能量聚集”等原理。因此，實(shí)驗設(shè)計需遵循“現(xiàn)象觀察→數(shù)據(jù)記錄→原理推導(dǎo)”的認(rèn)知邏輯，通過分步引導(dǎo)降低思維梯度。3教學(xué)價值的雙重性從知識維度看，這是“光的折射”理論的具象化驗證；從能力維度看，能培養(yǎng)學(xué)生“提出問題-設(shè)計方案-操作驗證-分析結(jié)論”的完整科學(xué)探究能力；從情感維度看，“點(diǎn)燃”瞬間的成就感，能讓學(xué)生真切體會“科學(xué)改變生活”的魅力——正如祖先用凸透鏡取火的智慧，至今仍在太陽能利用中煥發(fā)新生。02教學(xué)目標(biāo)：三維目標(biāo)的有機(jī)融合教學(xué)目標(biāo)：三維目標(biāo)的有機(jī)融合基于課程標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)情，我將本課目標(biāo)設(shè)定為以下三個維度：1知識與技能目標(biāo)能準(zhǔn)確描述凸透鏡的結(jié)構(gòu)特征（中間厚、邊緣?。┘捌渑c凹透鏡的區(qū)別；01.理解“凸透鏡聚光”的本質(zhì)是光的折射導(dǎo)致能量在焦點(diǎn)聚集；02.掌握“調(diào)整凸透鏡與紙片距離”“記錄點(diǎn)燃時間”等實(shí)驗操作要點(diǎn)。03.2過程與方法目標(biāo)通過“對比實(shí)驗”探究影響聚光效果的因素（如光照強(qiáng)度、凸透鏡焦距、角度）；01學(xué)會用表格記錄“距離-時間-溫度”數(shù)據(jù)，并用簡單圖表分析變量關(guān)系；02初步運(yùn)用“控制變量法”設(shè)計改進(jìn)實(shí)驗（如更換不同材質(zhì)的紙片）。033情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)感受“科學(xué)現(xiàn)象源于生活”的特點(diǎn)，激發(fā)對光學(xué)現(xiàn)象的觀察興趣；通過小組合作實(shí)驗，培養(yǎng)分工協(xié)作與尊重數(shù)據(jù)的科學(xué)態(tài)度；體會“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的內(nèi)涵，如聯(lián)想太陽能熱水器、太陽灶的工作原理。03實(shí)驗準(zhǔn)備：細(xì)節(jié)決定課堂實(shí)效1器材清單與選擇依據(jù)為確保實(shí)驗成功率與安全性，我提前兩周準(zhǔn)備并調(diào)試器材，具體清單如下：|類別|器材名稱|規(guī)格/數(shù)量|選擇依據(jù)||------------|-------------------------|--------------------|--------------------------------------------------------------------------||核心器材|凸透鏡|直徑5cm、焦距10cm（20個）直徑8cm、焦距15cm（5個）|標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)實(shí)驗透鏡，透光率＞90%，無劃痕；不同規(guī)格用于對比實(shí)驗|1器材清單與選擇依據(jù)|實(shí)驗對象|紙片|普通A4紙（20張）蠟光紙（5張）干草（5小捆）|普通紙易燃且易觀察焦斑；蠟光紙反光強(qiáng)，用于探究材質(zhì)影響；干草模擬原始取火場景||輔助工具|秒表（電子）|20個|精確記錄點(diǎn)燃時間，誤差≤0.1秒|||溫度計（紅外）|5個|測量焦點(diǎn)溫度變化，直觀展示能量聚集|||黑色卡紙（帶刻度）|20張（30cm×30cm）|刻度輔助調(diào)節(jié)透鏡與紙片距離（1cm分度值）||安全防護(hù)|防火墊|20塊|3mm厚石棉墊，防止火星掉落引發(fā)意外|||護(hù)目鏡|40副|防透鏡反光刺傷眼睛|2預(yù)實(shí)驗與問題預(yù)判課前我進(jìn)行了3次預(yù)實(shí)驗，發(fā)現(xiàn)以下關(guān)鍵問題并調(diào)整方案：問題1：陰天實(shí)驗時，光照強(qiáng)度不足，30分鐘未點(diǎn)燃紙片?！{(diào)整實(shí)驗時間為晴天10:00-14:00（正午前后光照最強(qiáng)），若遇陰雨則使用500W鹵素?zé)裟M太陽光（距離1.5米，確保平行光）。問題2：學(xué)生手持透鏡時晃動，導(dǎo)致焦斑位置不穩(wěn)定。→制作簡易支架（用硬紙板折疊成三角架），固定透鏡高度，減少人為誤差。問題3：部分學(xué)生誤將“焦點(diǎn)”理解為“透鏡中心投影”，導(dǎo)致距離調(diào)節(jié)錯誤。→增加“尋找焦斑”的預(yù)操作環(huán)節(jié)：先讓學(xué)生用透鏡對準(zhǔn)墻面，移動透鏡直到出現(xiàn)最小最亮的光斑，標(biāo)記此時的距離為“焦距”。04實(shí)驗流程：從現(xiàn)象到原理的探究閉環(huán)1情境導(dǎo)入：從“生活疑問”到“科學(xué)問題”（5分鐘）我手持一片凸透鏡，展示提前拍攝的照片：“上周春游時，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)樹下有燒焦的落葉，旁邊躺著一個破碎的玻璃瓶。這是怎么回事？”學(xué)生七嘴八舌猜測“可能是陽光透過玻璃燒的”，我順勢提問：“普通玻璃片能聚光嗎？凸透鏡有什么特殊之處？今天我們就用實(shí)驗來解開這個謎團(tuán)。”2猜想假設(shè)：激活前概念（8分鐘）發(fā)放凸透鏡與凹透鏡（提前標(biāo)記），讓學(xué)生通過“摸形狀”“看字放大”“看窗外景物”三個活動區(qū)分兩類透鏡。學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)：“凸透鏡中間厚、邊緣薄，看字會放大；凹透鏡中間薄、邊緣厚，看字會縮小?！苯又龑?dǎo)猜想：“如果用凸透鏡對準(zhǔn)陽光，會發(fā)生什么？”學(xué)生可能提出：“光斑會變小”“紙片會變熱”“可能被點(diǎn)燃”等假設(shè)，我將這些猜想寫在黑板上，標(biāo)注“待驗證”。3實(shí)驗設(shè)計：控制變量的思維訓(xùn)練（10分鐘）“要驗證猜想，需要設(shè)計實(shí)驗?！蔽艺故締栴}鏈：“哪些因素可能影響紙片是否被點(diǎn)燃？”學(xué)生討論后總結(jié)出：光照強(qiáng)度、凸透鏡焦距、透鏡與紙片的距離、紙片材質(zhì)、實(shí)驗時間。接著引導(dǎo)他們設(shè)計對比實(shí)驗：實(shí)驗組1：固定光照（正午陽光）、透鏡（焦距10cm）、紙片（A4紙），改變距離（5cm、10cm、15cm），觀察哪一距離下最先點(diǎn)燃。實(shí)驗組2：固定距離（10cm）、光照、紙片，更換焦距（10cmvs15cm），比較點(diǎn)燃時間。對照組：用凹透鏡代替凸透鏡，觀察是否能聚光點(diǎn)燃。4操作實(shí)施：規(guī)范與安全并重（20分鐘）操作前強(qiáng)調(diào)安全規(guī)則：“①透鏡始終對準(zhǔn)陽光，避免反光刺眼；②紙片下方墊防火墊，點(diǎn)燃后立即用濕抹布撲滅；③記錄時保持安靜，避免晃動支架?！睂W(xué)生以4人小組為單位，分工為“操作員”（持透鏡）、“記錄員”（填表格）、“計時員”（按秒表）、“安全員”（觀察火情）。我巡回指導(dǎo)時，重點(diǎn)關(guān)注兩點(diǎn)：焦斑尋找：提醒學(xué)生緩慢上下移動透鏡，直到紙片上出現(xiàn)“最小最亮的光斑”，此時的距離即為焦距（約10cm）。有小組因透鏡晃動找不到焦斑，我示范用支架固定后，他們很快掌握了技巧。數(shù)據(jù)記錄：引導(dǎo)記錄員填寫《實(shí)驗記錄表》（見表1），不僅記錄“是否點(diǎn)燃”，還要記錄“光斑大小變化”“紙片溫度上升速度”等細(xì)節(jié)。4操作實(shí)施：規(guī)范與安全并重（20分鐘）表1凸透鏡聚光實(shí)驗記錄表小組：______日期：______天氣：______（晴/多云）|實(shí)驗變量|距離（cm）|光斑大小（cm2）|溫度（℃）（30秒時）|點(diǎn)燃時間（秒）|現(xiàn)象描述||----------------|------------|-----------------|----------------------|----------------|---------------------------||實(shí)驗組1（焦距10cm）|5|2.5|42|未點(diǎn)燃|光斑大，紙片微熱|||10|0.8|68|45|光斑最亮，紙片冒煙后燃燒|4操作實(shí)施：規(guī)范與安全并重（20分鐘）||15|1.2|55|未點(diǎn)燃|光斑變模糊，溫度上升慢||實(shí)驗組2（焦距15cm）|10|1.0|62|60|光斑比10cm透鏡大，點(diǎn)燃慢||對照組（凹透鏡）|10|擴(kuò)散成大光斑|30|未點(diǎn)燃|光斑分散，無明顯升溫|0102035數(shù)據(jù)分析：從現(xiàn)象到規(guī)律的跨越（12分鐘）各小組匯報數(shù)據(jù)后，我用白板展示匯總表，引導(dǎo)學(xué)生觀察規(guī)律：距離與點(diǎn)燃的關(guān)系：當(dāng)透鏡與紙片距離等于焦距（約10cm）時，光斑最小最亮，溫度最高（68℃），45秒即點(diǎn)燃；距離過近或過遠(yuǎn)，光斑變大，溫度降低。焦距與點(diǎn)燃的關(guān)系：焦距越小（10cm）的透鏡，聚光能力越強(qiáng)（光斑更?。?，點(diǎn)燃時間更短（45秒vs60秒）。凹透鏡的作用：凹透鏡使光線發(fā)散，無法形成會聚光斑，紙片無明顯升溫。此時有學(xué)生提問：“為什么焦點(diǎn)處溫度特別高？”這正是引出原理的最佳時機(jī)。05原理解析：從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)建模1光的折射：凸透鏡的“聚光密碼”我取出激光筆，在暗室中演示：當(dāng)一束光穿過凸透鏡時，光線向透鏡中心偏折（折射現(xiàn)象）?！熬拖窈芏嗍獗煌雇哥R‘拉’向中間，最終會聚到一點(diǎn)——這就是焦點(diǎn)。”結(jié)合動畫模擬（陽光→凸透鏡→折射→焦點(diǎn)），學(xué)生直觀看到“無數(shù)條光線會聚”的過程，理解“焦點(diǎn)處集中了更多光能，所以溫度高”。2能量轉(zhuǎn)化：從光能到熱能的跳躍“光能到哪去了？”我用紅外溫度計測量焦點(diǎn)溫度：初始25℃，10秒后38℃，20秒后55℃，30秒后68℃，40秒時紙片冒煙（約130℃），45秒點(diǎn)燃（約180℃）?！瓣柟庵械墓饽芡ㄟ^凸透鏡會聚，在焦點(diǎn)處轉(zhuǎn)化為熱能，當(dāng)溫度達(dá)到紙片的燃點(diǎn)（約130℃），就會燃燒?！睂W(xué)生恍然大悟：“原來凸透鏡是‘光能收集器’！”3生活中的應(yīng)用：科學(xué)與技術(shù)的聯(lián)結(jié)“古人沒有火柴，怎么取火？”我展示考古圖片：“早在西周時期，中國人就用‘陽燧’（青銅凹面鏡）聚光取火；而凸透鏡取火更簡單——你看，”我舉起放大鏡：“這就是一塊凸透鏡！”接著延伸到現(xiàn)代應(yīng)用：太陽灶用凹面鏡會聚陽光加熱鍋具，太陽能熱水器用透鏡陣列提高集熱效率，甚至衛(wèi)星上的太陽能板也利用了聚光原理。學(xué)生驚嘆：“原來科學(xué)就在我們身邊！”06總結(jié)拓展：從課堂到生活的延伸1知識總結(jié)：思維導(dǎo)圖構(gòu)建認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)我用思維導(dǎo)圖梳理本課重點(diǎn)（見圖1），引導(dǎo)學(xué)生復(fù)述：“凸透鏡→中間厚邊緣薄→光的折射→會聚光線→焦點(diǎn)→能量聚集→溫度升高→點(diǎn)燃紙片?！睆?qiáng)調(diào)“焦點(diǎn)”“焦距”“折射”三個核心概念，確保知識系統(tǒng)化。圖1凸透鏡聚光實(shí)驗思維導(dǎo)圖（注：此處可插入手繪或PPT截圖，展示“結(jié)構(gòu)-現(xiàn)象-原理-應(yīng)用”的邏輯鏈）2情感升華：科學(xué)探究的魅力“今天的實(shí)驗，我們不僅驗證了凸透鏡的聚光特性，更體驗了‘發(fā)現(xiàn)問題-猜想-實(shí)驗-結(jié)論’的科學(xué)方法。”我指著黑板上的“待驗證”猜想：“有些同學(xué)提到‘cloudy天能否點(diǎn)燃’‘用放大鏡聚焦月光行不行’，這些問題值得課后繼續(xù)探索?？茖W(xué)的魅力，就在于永遠(yuǎn)有新的疑問等待我們解答?！?課后任務(wù)：實(shí)踐與思考的延續(xù)基礎(chǔ)任務(wù)：用凹透鏡和凸透鏡分別對準(zhǔn)陽光，觀察光斑差異，拍攝對比照片。挑戰(zhàn)