资源简介

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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 教科版
年级 五年级上册
单元名称 第1单元《光》
单元主题 光影探秘家——解锁光的传播与转化
课时安排 8课时
一、单元主题
“光影探秘家——解锁光的传播与转化”
围绕光的本质、传播规律与应用实践，引导学生通过观察、实验、工程制作等活动，探索光现象的奥秘，培养科学思维与创新能力。
二、单元大情景
“光影探索小队”的科技挑战 学生化身“光影探秘家”，接受任务——为校园科技节设计“光影互动展区”。通过四阶段任务：
1.任务一：追踪光之路（探究光的直线传播）
2.任务二：光的反弹密码（验证反射定律）
3.任务三：彩虹魔法师（解密光的色散）
4.任务四：潜望镜工程师（制作光学仪器）
最终举办“光影科技博览会”展示成果。
三、课程标准分析
核心概念 核心概念3.物质的运动与相互作用
学习内容 3.3 声音与光的传播（5~6年级）
学段目标 （3-4年级） ① 设计实验验证光沿直线传播、反射与折射现象；
② 用模型解释光学仪器原理；
③ 树立安全用光意识（如激光笔危害）。
四、单元教材分析
本单元包括《有关光的思考》《光是怎样传播的》《光的传播会遇到阻碍吗》《光的传播方向会发生改变吗》《认识棱镜》《光的反射现象》《制作一个潜望镜》共7课。
《有关光的思考》核心内容为引导学生区分光源（太阳、灯泡）与非光源（月亮、镜子），建立“光源是自身发光物体”的科学概念。观察生活场景中的光现象（灯光、萤火虫），讨论光污染的危害（玻璃幕墙反光、电焊弧光），渗透安全用光意识。
《光是怎样传播的》核心内容为通过小孔成像实验（纸板圆孔+手电筒）验证光沿直线传播的特性。并尝试设计三孔对齐实验，绘制光路图，解释“光线直线传播”是影子形成的基础原理。
《光的传播会遇到阻碍吗》核心内容为探究光遇到不同物体时的传播现象：透明物体（玻璃）透光、不透明物体（书本）形成影子、半透明物体（毛玻璃）部分透光。通过对比实验（手电筒照射不同材料），归纳“透明/半透明/不透明”材料的分类标准。
《光的传播方向会发生改变吗》核心内容为通过激光笔射入水中实验，观察光从空气进入水时的折射现象（传播方向偏折）。并记录光在空气与水交界处的路径变化，解释“筷子在水中弯曲”等生活现象。
《认识棱镜》核心内容为利用三棱镜将白光分散成七色光带（红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫），揭示太阳光由多种色光组成。并尝试模拟彩虹形成（喷水雾+阳光），分析雨后彩虹的成因。
《光的反射现象》核心内容为探究平面镜反射规律（入射角=反射角），解释镜子成像原理（如看到后脑勺的光路）。并尝试用激光笔和量角器测量反射角度，设计“光反射迷宫”挑战。
《制作一个潜望镜》核心内容为应用光的反射原理，通过两次反射（45°镜面夹角）实现从低处观察高处物体。并尝试用纸盒、镜片制作潜望镜模型，优化镜面角度以提升视野清晰度。
本单元以“光现象的本质→传播规律→应用拓展”为主线构建知识体系：
1.基础认知层（第1课）：建立光源概念，为后续探究提供起点。
2.原理探究层（第2-4课）：
光沿直线传播（第2课）→光遇阻碍形成影子（第3课）→光方向改变（折射，第4课）。
3.特性深化层（第5-6课）：
光的色散（第5课）→光的反射定律（第6课），二者共同揭示光的波动性。
4.工程应用层（第7课）：综合反射原理解决实际问题（潜望镜）。
五、教学目标
科学观念 1. 理解光沿直线传播、反射与折射规律；
2. 解释日晷计时、反光服等生活现象。
科学思维 1. 通过类比推理建立光路模型；
2. 用控制变量法设计反射实验。
探究实践 1. 完成小孔成像、反射角测量实验；
2. 优化潜望镜模型解决视野问题。
态度责任 1. 制定《安全用光公约》（如不用激光笔照眼）；
2. 分析光污染对生态的影响。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生以具象思维为主，对实验兴趣浓厚，但对抽象概念（如折射角）理解较难。
2.认知基础：已知影子形成原理，缺乏对光路传播的系统认知。
3.兴趣点：动手制作光学仪器（如潜望镜）、彩虹实验。
七、活动设置
第1课 破解“光源之谜” 区分光源与非光源 户外寻光+光污染辩论（语文）
第2课 光路追踪师 验证光直线传播 三孔对齐实验+光路绘画（美术）
第3课 透明侦探社 分类材料透光性 手电筒照射不同材料+数据统计（数学）
第4课 魔法光线拐弯 观察光的折射 激光入水实验+折射角测量（数学）
第5课 彩虹制造局 解密白光组成 喷水造虹+色散诗歌创作（语文）
第6课 反射迷宫挑战 探究反射定律 激光反射实验+迷宫设计（工程）
第7课 潜望镜工程师 应用反射原理 制作潜望镜模型+角度调试（技术）
八、教学方法
1.任务驱动法：以“科技馆光影展”需求发布分级任务卡（如“设计反光服方案”）。
2.建模探究法：用棉线模拟光路验证直线传播；三球仪动态演示折射。
3.工程迭代法：潜望镜制作采用“设计-测试-改进”循环（例：镜面角度偏差调整）。
九、学习方法
1.合作学习：4人小组分工（记录员、操作员、汇报员、监督员）。
2.思维可视化：用红箭头标注光路图解释潜望镜工作原理。
3.迁移应用：课后调查汽车后视镜的曲面反射原理。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
过程性评价 实验记录单（30%）+小组协作（20%）+安全操作（10%） 60%
终结性评价 光影展作品（潜望镜/彩虹报告）+单元测验 40%
（二）分活动评价表
活动1：破解“光源之谜”（对应第1课《有关光的思考》）
分类能力 区分2种光源与非光源 分类4种光源并说明特征（如自然/人造） 制作“光源分类树状图”含科学定义
现象分析 列举1种光污染现象 分析光污染成因（如玻璃幕墙反光） 提出校园光污染解决方案（如窗帘材质优化）
安全认知 复述“不用激光笔照眼”规则 设计《安全用光警示卡》 组织班级安全用光宣讲会
活动2：光路追踪师（对应第2课《光是怎样传播的》）
实验操作 完成小孔成像实验 测量3组成像距离数据 自主发现孔洞形状对成像的影响
现象解释 口头描述“光沿直线传播” 用箭头图表示光路 结合日食/月食分析直线传播原理
模型应用 画出树影变化光路图 标注早晚太阳高度角差异 设计简易日晷模型并验证计时误差
活动3：透明侦探社（对应第3课《光的传播会遇到阻碍吗》）
实验设计 测试3种材料透光性 设计变量实验（如厚度/颜色影响） 发现非常规透光材料（如冰）
数据记录 记录“透光/不透光”结果 整理透光率数据表 用热成像仪量化透热量差异
创新迁移 列举1种透光材料应用 设计“智能调光玻璃”草图 制作变色窗模型（遇光变暗）
活动4：魔法光线拐弯（对应第4课《光的传播方向会发生改变吗》）
观察记录 描述激光入水偏折现象 绘制光路转折示意图 测量空气/水折射角差值
原理理解 复述“光从空气入水会偏折” 解释“筷子水中弯曲”原理 分析近视眼镜矫正光路
问题解决 列举1种折射应用（放大镜） 设计“隐形笔筒”（利用折射隐藏物体） 制作折射式简易显微镜
活动5：彩虹制造局（对应第5课《认识棱镜》）
实验操作 用三棱镜获得彩色光带 记录七色光顺序并标注 对比彩虹与霓虹的光路差异
科学解释 说出“彩虹是阳光被水滴分开” 用折射原理解释彩虹弧形成因 结合波长说明红光在外、紫光在内
艺术融合 画出彩虹七色 创作光谱主题短诗（3行） 设计“彩虹成因”科普海报（图文结合）
活动6：反射迷宫挑战（对应第6课《光的反射现象》）
实验规范 用镜子反射光斑至目标点 测量3组入射角/反射角（误差≤5°） 验证粗糙表面漫反射现象
原理应用 说出“光会反弹” 用反射定律解释后视镜原理 分析潜望镜双反射光路
技术创新 指出1种反射应用场景 制作简易反光警示牌 优化自行车反光条曲面设计
活动7：潜望镜工程师（对应第7课《制作一个潜望镜》）
工程设计 完成基础潜望镜组装 标注镜面45°夹角原理 添加伸缩管设计调节视野高度
功能测试 看到上方物体成像 成像清晰无变形 可水平旋转360°观察
迭代优化 修复镜面松动问题 改进外壳稳定性 加入角度刻度盘精准控制视角
十一、作业设计
活动1：第1课《有关光的思考》
基础作业 列举3种光源和2种非光源 ★：正确列举3种
★★：分类准确（自然/人造）
★★★：补充特征（如“萤火虫是生物光源”）
提升作业 设计《教室护眼灯优化方案》 ★：提出1条建议（如调节亮度）
★★：用照度计数据支持方案
★★★：制作模型并测试效果
拓展作业 撰写科幻短文《如果世界没有光》（300字） ★：描述3种影响
★★：融入光传播原理
★★★：提出创新解决方案（如人造太阳）
活动2：第2课《光是怎样传播的》
基础作业 绘制小孔成像光路图 ★：画出基本光路
★★：标注光源/小孔/像位置
★★★：解释“孔距影响像大小”
提升作业 用纸盒制作简易针孔相机 ★：成像模糊
★★：成像清晰可见轮廓
★★★：可调节孔距优化成像
拓展作业 研究“日晷计时原理”并制作模型 ★：复述原理
★★：制作晷针+刻度盘
★★★：实测计时误差≤15分钟
活动3：第3课《光的传播会遇到阻碍吗》
基础作业 填写材料透光性分类表（透明/半透明/不透明） ★：分类3种材料
★★：分类5种+实验验证
★★★：发现特殊材料（如磨砂玻璃）
提升作业 测试不同颜色玻璃透光率 ★：记录透光现象
★★：绘制透光率排序图
★★★：分析颜色与透热量关系
拓展作业 设计“智能窗帘”原型（自动调节透光） ★：草图设计
★★：标注感光元件位置
★★★：编程模拟光线感应
活动4：第4课《光的传播方向会发生改变吗》
基础作业 画图解释“筷子水中弯曲”现象 ★：画出折射光路
★★：标注空气/水界面
★★★：用箭头表示偏折方向
提升作业 制作分层液体折射柱（水/油） ★：完成基础分层
★★：激光笔演示折射路径
★★★：测量不同液体折射角
拓展作业 研究“海市蜃楼”成因并制作科普PPT ★：简述原理
★★：用折射原理解释
★★★：模拟大气温差折射实验
活动5：第5课《认识棱镜》
基础作业 制作七色光轮（牛顿色盘） ★：涂出7种颜色
★★：旋转后呈灰白色
★★★：解释白光合成原理
提升作业 对比彩虹与霓虹的光路差异 ★：描述1处差异
★★：手绘双光路对比图
★★★：用波长解释颜色顺序
拓展作业 设计“光谱艺术灯”方案 ★：概念草图
★★：标注三棱镜分光模块
★★★：制作可变色LED原型
活动6：第6课《光的反射现象》
基础作业 标注镜子反射光路图（入射角=反射角） ★：标出反射光线
★★：用量角器标注45°角
★★★：计算多次反射总路径
提升作业 制作“无限隧道”镜面装置 ★：双镜面成像
★★：呈现3层以上景深
★★★：添加灯光增强效果
拓展作业 撰写《反射式太阳能灶》研究报告 ★：描述原理
★★：设计聚光镜面阵列
★★★：实测升温20℃以上
活动7：第7课《制作一个潜望镜》
基础作业 绘制潜望镜光路转折图 ★：画出两次反射
★★：标注45°镜面夹角
★★★：计算光线总偏转角（180°）
提升作业 用牙膏盒+镜片制作潜望镜 ★：看到上方物体
★★：成像清晰无变形
★★★：可水平旋转调节视角
拓展作业 设计“管道检修潜望镜”（带转角功能） ★：草图设计
★★：标注万向节结构
★★★：3D打印原型并测试
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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