一、實驗背景：為什么要探究凸透鏡的聚光作用？演講人1.實驗背景：為什么要探究凸透鏡的聚光作用？2.教學目標：三維目標下的能力培養(yǎng)3.實驗準備：細節(jié)決定探究的深度4.實驗實施：從觀察到探究的遞進式體驗5.拓展應用：從實驗室到生活的遷移6.總結與反思：讓探究延續(xù)目錄2025小學六年級科學上冊凸透鏡聚光作用實驗課件作為一名從事小學科學教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學課，是讓孩子在動手操作中觸摸知識的溫度，在觀察思考中感受自然的規(guī)律。今天要和大家分享的“凸透鏡聚光作用實驗”，正是六年級上冊“光與我們的生活”單元的核心實驗之一。這節(jié)課不僅能幫助學生理解光的折射現(xiàn)象，更能讓他們在探究中體會“科學服務生活”的本質。接下來，我將從實驗背景、教學目標、準備與實施、現(xiàn)象分析、拓展應用及總結反思六個部分展開，帶大家走進這場充滿光與熱的科學之旅。01實驗背景：為什么要探究凸透鏡的聚光作用？1課程定位與價值“凸透鏡的聚光作用”是小學科學課程標準中“光的傳播”主題下的重要內(nèi)容，承接五年級“光的直線傳播”“光的反射”的學習，又為初中“透鏡成像規(guī)律”“光學儀器原理”奠定基礎。對六年級學生而言，這是從“觀察光現(xiàn)象”到“利用光特性解決問題”的關鍵跨越——當他們用凸透鏡點燃火柴時，不僅是在驗證科學結論，更是在親手創(chuàng)造“知識轉化為能力”的奇跡。2學生認知基礎通過前兩節(jié)課的學習，學生已能區(qū)分凸透鏡與凹透鏡的外形特征（中間厚、邊緣?。?，并觀察過凸透鏡放大文字的現(xiàn)象。但“為什么凸透鏡能放大？”“它對光還有其他作用嗎？”這類問題尚未深入。此時開展聚光實驗，既能解答學生的好奇，又能通過直觀的熱效應（如點燃火柴）強化感知，符合“從現(xiàn)象到本質”的認知規(guī)律。3生活關聯(lián)與意義從古人用“陽燧”取火到現(xiàn)代太陽能熱水器的集熱板，從實驗室的光學儀器到天文愛好者的望遠鏡，凸透鏡的聚光作用貫穿人類利用光能的歷史。讓學生在實驗中理解這一原理，能幫他們更好地觀察生活（如夏季樹下的光斑為何是圓形？）、解釋現(xiàn)象（為何不能用放大鏡看太陽？），甚至嘗試解決問題（如何用凸透鏡制作簡易取火工具？）。02教學目標：三維目標下的能力培養(yǎng)教學目標：三維目標下的能力培養(yǎng)基于課程標準與學生實際，我將本節(jié)課的教學目標設定為：1知識目標01明確凸透鏡的定義（中間厚、邊緣薄的透明鏡片）；02理解“聚光作用”的本質：凸透鏡能將平行光線會聚于一點（焦點）；03知道焦點處溫度升高的原因（光能轉化為熱能）。2能力目標STEP1STEP2STEP3能規(guī)范使用凸透鏡完成“會聚太陽光”實驗，記錄光斑大小、溫度變化等數(shù)據(jù)；通過對比實驗（不同焦距的凸透鏡、不同光照強度下的實驗），歸納影響聚光效果的因素；能用“光的折射”原理解釋聚光現(xiàn)象（雖不要求精準表述，但需建立“光線穿過透鏡時方向改變”的直觀認知）。3情感目標激發(fā)對光學現(xiàn)象的探究興趣，體會“觀察—猜想—驗證—結論”的科學探究樂趣；1增強安全意識（如避免用凸透鏡直射眼睛或易燃物）；2感受科學與技術的聯(lián)系，理解“古老智慧”與“現(xiàn)代應用”的共通性（如陽燧與太陽能電池板的原理關聯(lián)）。303實驗準備：細節(jié)決定探究的深度1實驗材料清單0504020301為確保實驗的可操作性與對比性，我準備了以下材料（以4人小組為單位）：核心器材：不同焦距的凸透鏡3個（5cm、10cm、15cm，標注清晰）、凹透鏡1個（對比用）；輔助工具：白色光屏（硬紙板貼白紙，標注刻度）、火柴（或易燃的碎紙片）、溫度計（帶金屬探頭，測量焦點溫度）、計時器（記錄火柴點燃時間）；環(huán)境支持：晴天戶外場地（或實驗室模擬平行光源，如投影儀遠射）、遮陽傘（用于控制光照強度對比實驗）；安全裝備：防火墊（放置火柴和紙片）、護目鏡（可選，強調(diào)“保護眼睛”的意識）。2預實驗與問題預判正式上課前，我進行了3次預實驗，發(fā)現(xiàn)以下需注意的細節(jié)：焦距差異的影響：5cm焦距的凸透鏡在晴天10:00-14:00間，3-5秒即可點燃火柴；15cm焦距則需10秒以上，需提醒學生耐心等待；光屏的作用：部分學生可能忽略光屏，直接觀察地面光斑，但地面凹凸會影響光斑清晰度，需強調(diào)“用光屏承接光斑更便于觀察”；安全隱患：火柴點燃后若處理不當可能引發(fā)小范圍燃燒，需提前準備濕抹布，并強調(diào)“一旦點燃立即用防火墊蓋住”；天氣變量：若遇陰雨天，可用實驗室的平行光源（如將投影儀鏡頭取下，調(diào)整距離使光線近似平行），但需提前調(diào)試亮度。3學生分組與分工01為培養(yǎng)團隊協(xié)作能力，每組4人明確分工：02操作員：手持凸透鏡對準光源，調(diào)整角度；03記錄員：用表格記錄光斑直徑、溫度、點燃時間；04觀察員：用溫度計測量焦點及周圍溫度，對比差異；05安全員：負責火柴的取用、滅火，提醒操作規(guī)范。04實驗實施：從觀察到探究的遞進式體驗實驗實施：從觀察到探究的遞進式體驗4.1環(huán)節(jié)一：初識凸透鏡——從“放大”到“聚光”的猜想（10分鐘）情境導入：展示古董陽燧（圖片），講述“古人用青銅鏡取火”的故事，提問：“如果給古人一個凸透鏡，他們的取火會更簡單嗎？為什么？”；回顧舊知：分發(fā)凸透鏡與凹透鏡，讓學生觸摸并復述“凸透鏡特點”（中間厚、邊緣?。?，用凸透鏡觀察書本文字，確認“放大作用”；提出猜想：引導思考：“凸透鏡能讓文字變大，是因為改變了光的路徑。那如果讓它對準太陽，光線會怎么變化？地面可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？”（學生可能猜想“光斑變亮”“光斑變小”“溫度升高”）。2環(huán)節(jié)二：驗證聚光作用——現(xiàn)象觀察與記錄（20分鐘）操作步驟：戶外選擇無遮擋的空地，每組將光屏平鋪在地面；操作員手持凸透鏡，鏡面與太陽光垂直（可通過觀察鏡邊影子是否最小判斷角度）；緩慢上下移動凸透鏡，直到光屏上出現(xiàn)最亮、最小的光斑（即焦點）；記錄員用直尺測量光斑直徑，觀察員用溫度計測量光斑中心溫度（持續(xù)30秒，記錄最高值）；放置火柴于光斑中心，啟動計時器，記錄火柴點燃時間（若5分鐘未點燃，可能是光照不足，更換短焦距凸透鏡重試）。教師引導：2環(huán)節(jié)二：驗證聚光作用——現(xiàn)象觀察與記錄（20分鐘）“光斑為什么會變小變亮？和凹透鏡對準太陽的現(xiàn)象有什么不同？”（對比凹透鏡實驗：光斑變大、變暗）；“溫度計在光斑中心和邊緣的數(shù)值有什么差異？這說明什么？”（中心溫度高，光能在此會聚）；“火柴為什么會被點燃？能量是如何轉化的？”（光能→熱能，溫度達到燃點）。4.3環(huán)節(jié)三：探究影響因素——變量控制與結論推導（15分鐘）問題驅動：“不同凸透鏡的聚光效果一樣嗎？哪些因素會影響聚光效果？”；對比實驗設計（學生分組選擇1-2個變量探究）：變量1：凸透鏡焦距：用5cm、10cm、15cm的凸透鏡，在相同光照下測量光斑大小、點燃時間（結論：焦距越短，光斑越小，點燃越快）；2環(huán)節(jié)二：驗證聚光作用——現(xiàn)象觀察與記錄（20分鐘）變量2：光照強度：一組在陽光下，一組在遮陽傘下（模擬弱光），用同一凸透鏡實驗（結論：光照越強，光斑越亮，溫度上升越快）；變量3：鏡面角度：分別讓凸透鏡與光線成60、90、120，觀察光斑變化（結論：垂直時光斑最集中）。數(shù)據(jù)整理：各組用柱狀圖或表格展示數(shù)據(jù)，全班分享后共同歸納：“凸透鏡的焦距、光照強度、鏡面與光線的角度會影響聚光效果”。4.4環(huán)節(jié)四：原理初步解釋——從現(xiàn)象到本質的跨越（10分鐘）動畫輔助：播放“光線穿過凸透鏡”的動畫（平行光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于焦點），結合實驗現(xiàn)象提問：“為什么凸透鏡能會聚光線？凹透鏡為什么不能？”；2環(huán)節(jié)二：驗證聚光作用——現(xiàn)象觀察與記錄（20分鐘）類比理解：用“水流經(jīng)過漏斗”類比“光線經(jīng)過凸透鏡”——漏斗壁改變水流方向，使水流會聚；凸透鏡的曲面改變光的傳播方向（折射），使光線會聚于焦點；概念總結：教師總結：“凸透鏡的聚光作用，本質是光的折射現(xiàn)象。平行于主光軸的光線穿過凸透鏡時，會向中間偏折，最終會聚于一點，這個點叫焦點，焦點處的光能最集中，溫度最高。”05拓展應用：從實驗室到生活的遷移1生活中的聚光智慧古代應用：展示“陽燧”實物（或仿制品），解釋其凹面鏡取火與凸透鏡取火的異同（均會聚光線，但原理不同：凹面鏡是反射，凸透鏡是折射）；01現(xiàn)代科技：太陽能熱水器的集熱管（外管是玻璃凸透鏡，會聚陽光加熱內(nèi)管中的水）、天文望遠鏡的物鏡（會聚遠處星體的光，使圖像更清晰）、投影儀的聚光鏡（將燈泡光線會聚，增強投影亮度）；02安全警示：播放新聞片段（“陽臺花盆積水引發(fā)火災”），解釋：“圓形花盆底部的積水相當于凸透鏡，會聚陽光后可能點燃下方的易燃物?！币龑W生列舉類似隱患（如飲料瓶遺落草地、眼鏡盒上的凸面裝飾）。032創(chuàng)意實踐：設計“簡易取火工具”任務要求：利用身邊材料（如保鮮膜、塑料袋、水）制作一個“水凸透鏡”，嘗試在陽光下點燃紙片；原理提示：水的表面因張力會自然形成凸面，裝入透明容器（如氣球、塑料瓶）后可模擬凸透鏡；學生分享：展示成功案例（如用塑料袋裝水扎緊，形成5cm焦距的水透鏡），分析失敗原因（水層過厚導致焦距過長、容器不透明影響透光率）。06總結與反思：讓探究延續(xù)1課堂總結焦點處光能集中，溫度升高，可點燃易燃物；C凸透鏡因中間厚、邊緣薄的結構，能將平行光線會聚于焦點；B聚光效果與凸透鏡焦距、光照強度、鏡面角度有關；D通過今天的實驗，我們一起經(jīng)歷了“觀察現(xiàn)象—提出猜想—設計實驗—驗證結論—聯(lián)系生活”的完整探究過程。我們知道了：A聚光作用在生活中既有應用（如取火、太陽能利用），也需注意安全（避免引發(fā)火災）。E2課后延伸觀察任務：晴天時觀察樹下的光斑，思考：“為什么光斑多是圓形的？和凸透鏡的聚光作用有關嗎？”（提示：樹葉間隙相當于小孔，太陽通過小孔成的像；若間隙是凸透鏡形狀，光斑可能更亮）；探究任務：用凸透鏡會聚燈光（非平行光），觀察光斑特點，對比太陽光下的現(xiàn)象，記錄差異并嘗試解釋；科普閱讀：閱讀《中國古代科技史》中“陽燧取火”的記載，撰寫200字小短文，比較古人智慧與現(xiàn)代科學的聯(lián)系。3教學反思本節(jié)課的成功之處在于：通過“問題鏈”引導學生從被動操作轉向主動探究，用“對比實驗”強化變量控制意識，用“生活案例”拉近科學與日常的距離。需改進的是