自制教具-光影小魔盒 论文

自制教具-光影小魔盒摘要：本文《自制教具-光影小魔盒》是用学生身边常见的材料制作的，学生进行光和影的实验探究，可以根据观察到的实验现象进行实验结果分析，自行推理出光源、遮挡物、影之间的关系。该教具把教材中的三个探究光和影的实验合为一体又互不影响，此教具具有整合式、多功能、简约高效的特点，优化了学生的实验操作，帮助学生高效的完成实验，获得可靠的数据。让学生在玩中学会解决问题，并得出在光的照射下影子的变化规律。关键词：光源，影子，光和影小学科学课程坚持以培养科学素养为宗旨，探究式学习是学习科学的重要方式。小学科学课的实验器材要求形象化、生动化、简单易操作，现行的科学教材往往存在一些教具不配套或教具短缺的现象。我在平时的科学教学中发现，教材中的一些实验存在着部分缺陷，有的实验器材操作麻烦，有的直接影响教学的有效推进，耽误课堂时间，最终影响了学生动手探究的兴趣，这些问题一直困扰着一线教师。因此这就需要教师根据教学的实际需要自制教具，课下也可以带领学生利用身边的材料一起制作教具。这样既锻炼了学生的动手能力，又培养了学生的科学素养、创新精神。学生再用自己动手制作的教具进行实验研究，在一系列的动手探究后，得出科学规律，渗透了STEM学习，这是一个非常有趣的科学体验。一、发现问题本课内容《光和影》是教育科学出版社五年级上册第二单元中的起始课，从[1]本课到第4课都是指导学生认识光的传播特点的，因此本课的重难点是否能突破，影响了学生后续的学习情况。本课的重难点主要是：通过光和影的实验，观察实验现象并记录，根据实验结果分析推理出光源、遮挡物、影子之间的关系。在去年我担任五年级的科学教学时发现，五年级的学生对于影子的变化规律已经知道一些，但他们对影子具体的产生条件、影子的变化规律还不明确，因此这就需要教师进行有效的指导，通过实验器材自己去观察、去发现光源、遮挡物和影子之间的关系。本课包括两部分内容：第一是光源；第二是影子。在探究影子的特点时，我发现教材安排的三个探究光和影的实验（如图1）存在以下不足之处：图11．实验1（1）该实验学生手持手电筒容易晃动，人为随意控制光源照射的高度、角度，时远时近，随意性大；（2）在桌面上不方便记录影子。（3）实验误差大，没有严谨的数据不易推理。2．实验2（1）该实验需要多人配合，不好操控；（2）该实验用手拿遮挡物，遮挡物不稳，都会影响学生观察影子的形状。（3）在墙面绘图不易于勾画影子轮廓，收集数据困难。3．实验3（1）该实验用手拿遮挡物，遮挡物不稳，都会影响学生观察影子的形状。（2）该实验用长方体作为遮挡物，各个面影子的形状不易区分，不便于学生根据实验结果进行推理。总的来说，按照教材上的实验器材进行实验教学，用手电筒从不同的位置和不同高度照射长方体木块，探究在光的照射下影子的变化规律。存在着光源到物体的距离、角度不容易控制，遮挡物、影子的形状不方便记录，得不到严谨的数据，不易于学生根据实验结果进行推理。二、实验教具结构图及改进优点爱因斯坦说过：发现一个问题比解决一个问题更重要。针对本课教材中三个探究光和影的实验中存在的一些不足之处，我经过多次的动手动脑，多次的实验，最终用生活中常见的纸板、亚克力板、可伸缩天线、卡纸、坐标纸、木棒、塑料泡沫、胶枪等自制了教具-光影小魔盒。下面就本实验教具的结构图及改进要点进行具体介绍。图2中的1指的是：用纸板做成的简易量角器模型，上面画出12345五个大刻度，两个大刻度中间又画有小刻度，这样便于控制角度和方向。把这个简易量角器模型用胶枪把它固定在下方的盒子一遍边缘。图2中的2指的是：把手电筒用胶带固定在可拉伸转动的天线杆靠前的位置上，这样不仅可以固定手电筒，还能随意调节手电筒所处的位置和高度。在简易量角器的下部底端中心位置打一个小孔，用找来的带有螺帽的铁钉穿过小孔把天线杆和简易量角器固定在一起。这样可以实现天线杆贴着简易量角器模型进行180度旋转，方便控制手电筒的高度和角度。图2中的3指的是：这是一个可拆卸的纸板，是可以随时拆卸的。这样在保证教材上的三个探究光和影的实验互不影响，又合为一体。图2中的4指的是：在实验时，用网格纸进行记录影子，这样得出的实验数据会更精确。图3中的5指的是：在盒子上方开一个边长6厘米的正方形的孔，这么做的目的是避免在第二第三个实验中，透明的亚克力板反光，影响学生记录影子，影响实验效果。图3中的6指的是：长为35厘米、直径为0.8厘米的木棒上有涂成黑色的两个塑料泡沫物体，一个是黑色的三棱柱，另一个是U形的物体，这两个物体正面侧面差异大，学生在做第三个探究实验时，便于观察，在盒子下方网格纸上记录影子。在盒子的左右两侧相同位置各打两个直径为1厘米圆孔（分别为图4的孔1和孔2），这样长木棒可以实现旋转滚动和上下移动，这使得木棒上的物体可以随着木棒一起实现上下移动和旋转移动，方便实验操作。该教具盒子是用透明的亚克力板做成的，盒子的周身用黑色卡纸把盒子做成黑色的，这样做的目的在于避免外界的光影响学生观察记录影子在手电筒照射下的规律。盒子下方底部空间大，方便学生在底部的网格纸上观察记录影子。该教具是一体化的实验器材，让每一个孩子都动手参与实验，动手操作，更方便学生观察记录，帮助学生高效完成实验，获得可靠的数据。三、用自制教具进行探究自制的教具—光影小魔盒，利用身边的材料，将教材上的三个探究实验合为一体，操作便捷，现象更加明显，更加有效地解决重难点。该教具在使用时，只需调节手电筒、调节木棒的位置，学生在盒子下方画出物体的影子，并根据实验结果进行推理，分析得出光源、遮挡物、影子之间的关系。1．实验一：探究物体影子的长短、方向跟光源的关系将长方体木块放在盒子上方，保证天线杆的长度不变，用固定在可伸缩的天线杆上的手电筒贴着量角器上从刻度1依次旋转至刻度2、3、4、5，在盒子上的网格纸上画出木块的影子。根据数据，分析物体影子的长短、方向跟光源的关系，得出结论。2．实验二：探究物体影子的大小跟物体与光源之间距离的关系把“光影小魔盒”盒子上方可拆卸的木板拆掉。把手电筒旋转至量角器的刻度3位置，保证光源的位置不变，把木棒置于孔1的高度，用手电筒照射木棒上的三棱柱（或U形物体）；再把木棒置于孔2的高度，用手电筒照射木棒上的三棱柱（或U形物体）；在下方盒子底部的网格纸上画出物体的影子。根据记录数据，分析物体影子的大小跟光源的关系。3．实验三：探究物体影子的形状跟光源的关系把手电筒旋转至刻度3，保证光源的位置不变，用手电筒从上面照射三棱柱，并旋转木棒到三棱柱的侧面和上面，在下方盒子底部的网格纸上画出物体的影子。根据记录数据，分析物体影子的形状跟光源的关系。4．实验四（拓展实验）：探究物体影子的大小跟物体与光源之间距离的关系把木棒置于孔1的高度，保证木棒上的三棱柱位置不变，把手电筒旋转至刻度3，分别拉伸天线杆的一节、两节、三节，分别在下方的网格纸上记录物体的影子。根据记录数据，分析物体影子的大小跟光源的关系。实验二和实验四，都是探究物体影子的大小跟物体与光源之间距离的关系。教材上的实验二是保证光源的位置不变，移动物体，从而在下方的网格纸记录物体的影子。实验四是本教具的一个拓展实验，保证物体不动，利用天线杆的伸缩功能来改变光源的高度，从而在下方的网格纸记录物体的影子。实验四是实验二的补充论证，能够帮助学生得出更充分的证据，得出结论：物体影子的大小跟物体与光源之间的距离有关，屏的位置不变，遮挡物离光源越近，影子越大。本教具将光影实验进行有机整合统一，具有功能全面、结构简单、操作便捷等优点。创新后的教具，实验操作简便，现象更加明显，帮助学生高效的完成实验，获得可靠的数据，大大提高了课堂的教学效率。自制教具的使用，可以比较形象直观的解决教学中的重点和难点。这就要求我们教师教学中动脑动手，充分利用生活中的材料自制教具。教师自制的教具一般材