高佳颖-光的反射.doc

2011年北京市中小学优秀教学设计评选教学基本信息课题光的反射是否属于地方课程或校本课程否学科科学学段： 高年级五相关领域物质科学 光教材书名： 科学 出版社： 教育科学出版社 出版日期：2008年5月 教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者高佳颖海淀区翠微小施者高佳颖海淀区翠微小导者王思锦海淀区教师进修学件制作者高佳颖海淀区翠微小导思想与理论依据建构主义认为：学习是一个学习者主动建构的过程，即学习者通过新旧经验相互作用来形成、丰富和调整自己的经验结构的过程。最新的脑科学研究结果指出：成年人帮助儿童建立起新情境与熟悉情境之间的联系，他们通过引导儿童的注意力、使他们的经验结构化、支持他们的学习意图以及规定信息的复杂程度和难易（信息结构化）来维持儿童的好奇心和坚持性。教学背景分析（一）教学内容介绍：本课选自教科版科学五年级上册光单元，“光”的相关知识，隶属于课标【3】中物质世界标准的内容： 物体与物质运动与力物质世界能量的表现形式光的传播声音的产生与传播热的现象简单电路能量的转换磁现象各册涉及的能量教学内容如下：年级内容三下磁铁 四上声音四下电五上光五下热六上能量（电磁铁、能量的转换）教材之前涉及到三种能量形式的研究，分别借助一些特殊的物体来帮助学生研究不可视的现象。光的研究必须引入光线这一概念，而光线是一种几何抽象，在实际生活中不可能得到一条光线。因此，教师必须设法让学生的思维变得直观（可视化），寻找方法帮助他们形成关于光的反射的概念。单元概念图：教材意在通过本单元的教学，引导学生观察发现光的传播特点直线传播和反射现象，另外探究阳光强弱和温度的关系，渗透能量转换相关内容。教材单元内容安排：阶段课时内容1-4课1、光和影2、阳光下的影子3、光是怎样传播的4、光的反射研究光的传播特点（路径、反射）5-6课5、光与热6、怎样得到更多的光与热探究光和热的关系7-8课7、做个太阳能热水器8、评价我们的太阳能热水器综合运用前面所学的知识本课是第一部分内容的最后一课，第一部分是研究光的传播特点，不同的是本课研究光在传播途中碰到障碍物镜面会怎样。本课内容分为两部分。第一部分是“照亮目标”，通过三个不同难度照亮目标的活动，层层递进，从而对光的反射现象进行归纳和总结，以画图的方式呈现学生关于光的反射的认识。第二部分是“运用光的反射”列举光的反射原理在生活、生产、科研中的运用，让学生在了解的过程中，巩固概念，加深理解，认识科学和技术密切联系；而后制作潜望镜，让学生在制作中进一步理解光的反射及运用。（二）学生情况综述：从认知、思维、情感对五年级学生的情况进行分析（详见学生分析附2-1）：1、认知状态:五年级学生对光的反射的认知状态分为三个层次： 知道平面镜等物体能反光（生活经验）（1）知道 知道光是沿直线传播的 光的反射（名称） （2）不清楚反射光线也沿直线传播 入射光线与反射光线的关系（3）不知道 光（束）反射的真实过程2、思维状态：五年级学生具有一定的抽象思维，但还需要形象思维的支撑。脑科学研究成果表明：儿童缺乏知识和经验，但并不缺乏推理能力。科学研究中的很多模型都是科学家将抽象思维和形象思维结合的产物，如电力线、磁力线、卢瑟福小太阳系模型等等。综上所述，反射作为一种普遍的现象，学生不缺乏经验，也不缺乏推理能力，学生所欠缺的是将形象思维和抽象思维结合起来去认识反射现象。3、情感状态：五年级学生的情感状态是基于认知状态的，正是因为学生已经有了相关的生活经验，光的反射的相关知识对于五年级学生来讲并不陌生，学生乐于研究身边的科学知识，但通常研究热情的持续性不高。4、结论： 学习者的生活经验对学习有时能产生积极影响，有时能产生消极影响。学生知道光的反射这种现象，因此不能重复或是平行于学生的生活经验，否则不利于学生展开学习。为了提高课堂有效性，学习内容要高于学生的认知状态，要借助形象知识支撑学生的抽象思维，要将研究任务情景化，维持学生的研究热情。（三）问题与对策教材安排学生“照亮目标”的活动，能帮助学生体验到光的反射过程，但对光的反射规律没有深入研究。前测显示学生对光的反射现象比较熟悉，很多学生能说出这种现象的名称，学生对反射的认识基于经验，学生无法亲眼见到光线，对反射过程的研究没有形象思维的支撑。光的反射这种现象学生是知道的，为了提高课堂有效性，设计击中“移动靶”的活动，让学生体会到入射光线与反射光线的关系，并通过画图将抽象知识形象化进行研究。同时借助“神奇液体”帮助学生看到光束反射的过程，看到反射光束随入射光束的改变而改变，为学生的研究提供实证。再通过“隐藏靶”的射击游戏研究反射次数的问题。接着通过一个小结活动，引导学生进行元认知，再从应用和拓展等方面完善学生的科学概念。这样一些结构性的活动，呈现给学生结构化的信息，让学生经历多次画图，呈现学生的思维，为学生搭建脚手架，促使学生经验结构化。（四）教学方式与教学手段 为了达成教学目标，采用了谈话法、演示法、探究法等教学方法，用了课件、实物展示台等现代教学手段，让学生更清楚活动步骤，加深概念的习得。（五）技术准备 需要做的技术准备：课件演示、实物投影。教学内容： 教学目标(内容框架)（一）科学概念认识光碰到镜面会改变传播方向，被反射回去，形成反射现象；知道反射光线沿直线传播，反射光线随入射光线改变而改变；初步认识入射光线角度与反射光线角度的关系。（二）过程与方法能利用平面镜改变光的传播方向；会用画图的方式表示光传播路径的变化。（三）情感态度与价值观乐于研究光的相关内容；意识到光的反射是有规律的；意识到要用实证支持自己的研究。教学重难点：1、重点：认识光的反射现象，反射光也是沿直线传播的；了解反射光线随入射光线改变而改变。 2、难点：建立模型认识光的反射过程；能寻找实证，支持有关光的反射的推想。 教学准备：1、教师演示材料：靶、激光笔、平面镜2、小组实验材料：实验一：靶、激光笔、平面镜、记录单附2-2实验二：烧杯、咖啡与水的混合物、激光笔、平面镜实验三：激光笔、平面镜、靶教学流程示意教学环节 教学流程 概念形成过程前概念光是沿直线传播直接打靶打靶游戏1集中话题 平面镜等物体改变光的传播方向，发生光的反射现象；入射光线与反射光线打“双靶” 实验一打靶游戏2-“移动靶”射击 反射光线随入射光线改变而改变；反射光线沿直线传播；初步认识入射光线角度与反射光线角度的关系 探索与调查实验二激光在“神秘液体”中的反射实验三打靶游戏3-“隐藏靶”的射击反射可以发生多次回顾与反思光的反射小结交流：光的反射的应用光的反射的应用拓展与延伸渗透光能可以转化成热能讨论交流小故事所应用的科学原理应用概念分析潜望镜里后测教学过程(文字描述)一、集中话题打靶游戏1设计意图：以学生进入学习情境前的知识为起点进行教学，帮助学生将已有知识与当前的学习任务联系起来。1、直接打靶l 学生演示：利用激光笔发射出的光击中黑板上的靶。l 学生解释：光的传播路线。l 复习光的路线的画法2、间接打靶l 教师提出任务：让光击中两个靶心。l 学生讨论l 教师引导学生在黑板上画出光的传播路径。（一次画图）l 教师讲解平面镜的画法l 教师提问：生活中你见过类似的现象吗？l 学生交流l 教师总结：光碰到平面镜等物体改变传播方向，被反射回去，这种现象叫光的反射；我们把直接射到平面镜的光线称为入射光线，从平面镜反射出来的光线称为反射光线。二、探索与调查1、实验一（打靶游戏2-“移动靶”射击）设计意图：适时提出有挑战性的问题，为学生搭建脚手架；通过画图记录的方式，将学生有关光的反射的过程（特别是对反射光线的推理）清晰地表达出来，以推进后面的活动。l 教师提出任务：用平面镜，让反射光击中靶心。l 学生讨论如何实验、记录l 教师总结实验、记录的注意事项l 教师提出任务：靶在初始位置、向上、向下移动，调整入射光，怎么能让反射光击中靶心？（出示幻灯片）l 学生讨论、实验、记录、交流（二次画图）l 教师提问：你发现了什么？l 学生汇报l 教师总结学生推理附2-2 实验记录单实验记录单 初始位置向上向下2、实验二（可视的光反射实验-激光在不纯净水中的反射）设计意图：通过特殊的实验材料，让光的反射可视化，帮助学生为实验一寻找更多的实证，特殊材料的选择有助于突破教学难点，帮助学生将形象思维与抽象思维结合起来。l 出示咖啡与水的混合物，谈话：刚才的活动中我们做了大胆的推想。这是一种神水，能让在空气中隐身的光线显现出来。在烧杯内部侧面安放一个平面镜，让激光照射到平面镜上，从上方俯视观察光的反射现象。（出示幻灯片）l 提示：激光笔的使用安全l 学生实验、交流l 教师总结l （预设五年级学生在数学课中学习了有关角度的知识，以往的教学中发现学生在实验的过程中关注入射光线角度与反射光线角度。在解释的过程中，如果学生提到入射光线与反射光线的角度，就引导学生用角度清晰表达出：入射光线的角度增大，反射光线的角度也增大；入射光线的角度减小，反射光线的角度也减小；初步认识入射光线角度等于反射光线角度。由于小学五年级学生抽象思维水平不高，对于抽象概念的习得还存在一定困难，因此在交流的环节不强调入射角与反射角的问题，不引入法线这一概念。）3、实验三（“隐藏靶”射击）设计意图：通过“隐藏靶”的射击游戏，让小组利用多面平面镜完成任务，在活动中体会到反射可以发生多次，同时培养学生团结合作的能力。l 教师提出任务：如何击中“隐藏靶”的靶心？（出示幻灯片）l 小组讨论方法l 学生活动l 教师提问：光是如何传播的？经历了几次反射？l 学生回答l 学生整理实验器材三、回顾与反思设计意图：帮助学生回顾对光的反射的认识过程，通过元认知清晰地认识光的反射现象。l 教师提问：这节课你都经历了哪些研究活动？对光的传播有什么新的认识？ l 学生交流四、拓展与延伸1、交流应用设计意图：通过师生交流了解光的反射在生活、科技等方面的应用。l 教师提问：生活中哪些地方应用了光的反射原理？l 学生交流l 教师讲解：补充光的反射在生活、医学、科技等方面的应用。2、交流阿基米德的故事设计意图：通过解释故事当中的原理，对学生的概念进行评测，同时渗透光能与热能转换的相关知识。l 教师讲解：阿基米德利用镜子击退敌军的故事。（出示幻灯片）l 教师提问：你能说说这其中的科学原理吗？l 学生汇报（根据教学进度和学生情况，可以引导学生思考为什么光反射到船帆上，船帆就燃烧起来了？为下一课学生研究光和热，即光能与热能的转换埋下伏笔）课后后测：潜望镜的原理l 谈话：潜水艇内用以观察海面敌情的潜望镜就是利用了光能反射并且能多次反射的原理。l 出示潜望镜剖面图，让学生画出镜子的位置。（三次画图）学习效果评价设计评价方式交流 阿基米德的故事水平一不能解释故事中的原理水平二能解释故事中的科学原理，但不清晰水平三能清楚解释故事中的科学原理后测 潜望镜的原理水平一没有解决问题水平二能正确画出一面平面镜的位置水平三能正确画出两面平面镜的位置本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)教学设计特色：1、 信息结构化教师适时提出和支持有挑战性的问题，通过特殊实验材料为学生搭建脚手架，通过不同层次的任务活动，呈现结构化的信息，将他们的经验结构化。2、 任务情境化通过一种任务类型，完成不同难度的任务，保持学生的探究欲望，使得学生乐于研究光的反射的相关知识。3、 思维可视化通过适当的记录（三次画图），将学生的思维可视化，便于学生进行反思，便于教师了解学生的发展水平，及时调整教学策略。4、现象可视化通过特殊实验材料，将不容易观察到的光线可视化，帮助学生将形象思维与抽象思维很好地结合起来，符合学生的认知发展规律。参考资料：1黄济、王策三现代教育论人民教育出版社，19962（美）布兰思福特 编著，程可拉 等译人是如何学习的华东师范大学出版社，20073教育部科学（3-6年级）课程标准（实验稿）北京师范大学出版社，2001光的反射教学反思-以前概念为起点，开发课程资源光的反射是教育科学出版社五年级上册第二单元光的第四课。（一） “初战失败”教材安排学生“照亮目标”的活动，旨在通过画图让学生理解光的反射过程，研究学生的前概念后，我发现大部分学生对光的反射过程有一定的认识，这样的教学环节能帮助学生重现这种认识，但对于光的反射规律研究的不够深入。学生的研究都是基于科学推理基础上的，学生无法亲眼见到光线，没有形象思维的支撑，对反射的认识不够深入，所形成的新经验与旧经验相差无几。我的思考：教学过程应以学生的前概念为起点，但是仅仅重复学生的前概念是不行的，我们对学生进行分析，就是要了解学生的前概念水平，要清楚学生知道什么，不清楚什么，不知道什么，学生不清楚的和不知道的才可能成为教学目标。教材之前涉及到三种能量形式的研究，分别借助一些特殊的物体来帮助学生研究不可视的现象。光的研究必须引入光线这一概念，而光线是一种几何抽象，在实际生活中不可能得到一条光线。因此，教师必须设法让学生的思维变得直观（可视化），寻找方法帮助他们形成关于光的反射的概念。（二）“重整旗鼓” 因为试讲中存在的大量问题，我又一次分析教材，分析学生，通过前测和以往的教学经验发现学生的认知状态分为三个层次 知道平面镜等物体能反光（生活经验）（1）知道 知道光是沿直线传播的 光的反射（名称） （2）不清楚反射光线也沿直线传播 入射光线与反射光线的关系（3）不知道 光（束）反射的真实过程了解学生的情况后我重新制定了教学目标，光的反射这种现象学生是知道的。学生不清楚的是光的反射规律，因此什么样的活动能够让学生感受到入射光线和反射光线的关系，成为我面临的一个难题。我的思考：五年级的学生在数学上学习了角度，因此他们关注角度，虽然入射角和反射角的知识要明显高于学生的水平，不适宜学生在小学阶段进行研究，但我认为，角度正是了解入射光线和反射光线关系的一个重要契机，可以不引入入射角和反射角，但是可以让学生感受光线角度的变化。为了提高课堂有效性，设计击中“移动靶”的活动，让学生体会到入射光线与反射光线的关系，并通过画图将抽象知识形象化进行研究。因为光束在空气中不容易显现出来，学生没有见过光反射的真实过程。因此要寻求一种特殊的资源让光束显现出来，这样的资源要容易开发，这样的方式要容易操作。光束在烟雾中容易显现出来，但是引入学生的实验比较困难，因此还要选择一种不均匀的介质让光束显现。一些难溶于水的物质能让水溶液变得不均匀，生活中常见的一些物质比如咖啡就难溶于冷水，因此引入了咖啡水溶液，借助这种“神奇液体”帮助学生看到光束反射的过程，看到反射光束随入射光束的改变而改变，为学生的研究提供实证。整个教学过程的设计思路是：射击游戏贯穿教学的始终，学生始终保持高度的探究热情。通过记录的方式让学生关注入射光线和反射光线的关系，让学生对这个关系进行推测，然后呈现特殊实验材料，让学生寻找更多的证据支持学生的观点，再通过游戏让学生深入了解反射能发生多次这一事实。活动结束后，通过小节活动帮助学生进行元认知。再交流光的反射的应用。通过几次试讲，发现学生在这样的活动中对光的反射有了深入的了解，逻辑思维呈螺旋上升，构建了一个比较完整的关于光的反射的概念。（三）“捷报连连”，仍有不足10月28日，在东北旺中心小学，我正式讲了这节课。改动之后的教学设计实施得还是比较成功的，以下几点尤其突出：1、信息结构化教师适时提出和支持有挑战性的问题，通过特殊实验材料为学生搭建脚手架，通过不同层次的任务活动，呈现结构化的信息，将他们的经验结构化。2、任务情境化通过一种任务类型，完成不同难度的任务，保持学生的探究欲望，使得学生乐于研究光的反射的相关知识。3、思维可