资源简介

第 11 课《光与影》教学设计
第二课时：影子的变化与无影灯模型
单元：《各种各样的能》
课题：光与影（第二课时）
核心概念：6. 光的传播与现象
学习内容及要求：
3～4 年级①通过实验，知道影子的变化与光照射的角度、距离及物体的摆放方式有关；
②了解无影灯的工作原理，能小组合作设计并制作简易无影灯模型。
教学目标：
1、科学观念：通过对比实验，能说出影子的长短、大小、形状变化与光的角度、距离、
物体摆放的关系；知道无影灯通过 “多光源多角度照射” 淡化影子，了解其在医疗中的应
用。
2、科学思维：通过控制变量的实验，分析不同条件对影子变化的影响，培养 “对比 —
分析 — 结论” 的科学思维。
3、探究实践：能小组合作完成影子变化实验，准确记录实验现象；能利用常见材料（纸
盒、手电筒等）制作简易无影灯模型，并测试效果。
4、态度责任：感受光的现象在科技中的应用（如无影灯），激发对科学技术的兴趣；在
小组合作中，学会分工协作、互相帮助。
教学重点：
1、通过实验发现影子的变化与光的角度、距离、物体摆放方式有关。
2、了解无影灯的工作原理，能制作简易无影灯模型。
教学难点：
1、在影子变化实验中，学会 “控制变量”（如探究角度影响时，保持距离、物体摆放
不变），避免实验误差。
2、理解 “多光源多角度照射” 如何淡化影子，并将原理应用到模型制作中。
教学准备：
教师：
1. 教学课件（影子变化动画、医院无影灯视频、无影灯原理示意图）
2. 实验材料套装（每组 1 套）：手电筒 1 个、小木块（统一大小，挡光物体）、直尺 1
把、白墙（或白板）、“影子变化实验记录单”
3. 无影灯模型材料（每组 1 套）：硬纸盒（底座）、3-4 个小手电筒、胶水、剪刀、胶
带、“无影灯模型设计单”
学生：
1. 作业本、实验记录单、设计单
2. 铅笔、彩色笔、剪刀、胶带（自带，教师补充）
教学过程
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一、聚焦：从生活疑问入手，引入影子变化主题
1、情境提问：“同学们，昨天大家做了家庭调查 —— 有没有发现，早上出门时，自己
的影子长长的；中午吃饭时，影子变得短短的？还有，用手电筒照小熊玩具，离得近的时候，
影子很大；离得远的时候，影子变小了。这是为什么呢？”
2、学生猜测：（预设学生答：“因为早上太阳低，中午太阳高”“因为手电筒离玩具近远
不一样”）
3、揭示课题：“大家的猜测很有道理！今天我们就继续探索光与影，看看影子到底会怎
么变，还会了解医院里神奇的‘无影灯’—— 光与影（第二课时）”（板书课题，学生齐读）。
【设计意图】从学生生活中观察到的 “影子长短、大小变化” 切入，提出疑问，自然
衔接上一课的 “影子形成”，激发对 “影子变化” 的探究兴趣，明确本课学习目标。
二、探索：“实验 + 建模” 结合，突破核心知识
活动一：“影子变变变”—— 探究影子的变化因素
1、提出假设与明确变量：“我们先假设影子的变化可能和三个因素有关：①光照射的角
度（比如手电筒高一点、低一点）；②光离物体的距离（手电筒离木块近、远）；③物体的摆
放方式（木块正面朝光、侧面朝光）。实验时要‘一个一个因素试’，比如测‘角度’时，保
持‘距离’和‘物体摆放’不变，这样才能知道是哪个因素让影子变了。”
2、分组实验（分三步，控制变量）：
步骤 1：探究 “光的角度” 对影子的影响
不变条件：手电筒离木块距离（用直尺量，固定 20 厘米）、木块摆放（正面朝光）
可变条件：光的角度（①手电筒低角度：贴近桌面照木块；②手电筒中角度：与桌面成 45°
照；③手电筒高角度：垂直向下照）
学生实验并记录：“低角度时，影子长长的；高角度时，影子短短的”。
步骤 2：探究 “光的距离” 对影子的影响
不变条件：光的角度（固定 45°）、木块摆放（正面朝光）
可变条件：光的距离（①10 厘米；②20 厘米；③30 厘米）
学生实验并记录：“距离 10 厘米时，影子大；距离 30 厘米时，影子小”。
步骤 3：探究 “物体摆放” 对影子的影响
不变条件：光的角度（45°）、光的距离（20 厘米）
可变条件：物体摆放（①木块正面朝光；②木块侧面朝光；③木块斜面朝光）
学生实验并记录：“正面朝光时，影子是长方形；侧面朝光时，影子是窄长方形”。
实验记录与结论：学生填写记录单（如下表），每组选 1 名 “实验员” 分享，师生共 同总结：影子的长短与光的角度有关（角度越低，影子越长；角度越高，影子越短）；影子的""大小与光的距离有关（距离越近，影子越大；距离越远，影子越小）；影子的形状与物体摆放 方式有关（物体朝向不同，影子形状不同）。
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不变的条件 可变的条件 实验现象（影子变化）
距离 20 厘米、木块正面朝光 光的角度（低→高） 影子：长→短
角度 45°、木块正面朝光 光的距离（近→远） 影子：大→小
角度 45°、距离 20 厘米 物体摆放（正→侧） 影子：长方形→窄长方形
活动二：“无影灯小设计师”—— 探究无影灯原理与建模
1、观看视频，了解无影灯：播放 1 分钟 “医院手术室无影灯” 视频，提问：“手术时
医生需要看清病人的伤口，不能有影子挡住。无影灯真的没有影子吗？它是怎么做到的？”
（学生自由猜测）
2、原理探究实验：
教师演示：“用 1 个手电筒照木块，墙上有明显的影子；再打开第 2 个手电筒，从另
一个角度照木块，看看影子有什么变化？（影子变浅了）再打开第 3 个，从第三个角度照，
影子更浅了！”
小结原理：“无影灯不是真的‘无影’，而是用多个强光源从不同角度照射物体，每个
光源形成的影子会被其他光源的光‘照亮’，让影子淡化，这样就不会挡住手术伤口了。”
3、小组制作无影灯模型：
①设计要求：“用硬纸盒做底座，把 3-4 个小手电筒固定在纸盒的不同位置（比如前、
后、左、右），确保每个手电筒都能照到纸盒中间的‘手术区域’（放一个小木块当病人伤口）。”
②制作步骤：①在纸盒上画出手电筒的位置（4 个点，均匀分布）；②用剪刀剪小口，把
手电筒固定进去；③打开所有手电筒，照中间的木块，观察影子是否淡化。
③小组分工：1 人画位置，2 人固定手电筒，1 人测试效果，确保每个人都参与。
【设计意图】通过 “控制变量” 的实验，让学生直观看到影子变化的规律，避免抽象
记忆；无影灯环节从 “看视频 — 做实验 — 制模型”，层层递进，让 “多光源淡化影子”
的原理变得可感可知，同时培养动手能力和合作精神。
三、研讨：“联系生活 + 模型评价”，深化理解与应用
提问 1：生活中影子变化的应用
“为什么夏天中午我们的影子最短，早上和傍晚最长？”（引导学生答：“中午太阳在头
顶，角度高，影子短；早上和傍晚太阳低，角度低，影子长”）“摄影师拍照时，为什么有时
候会离模特远一点，有时候近一点？”（答：“想让影子大一点就离近，想小一点就离远”）
教师小结：“人们会利用影子变化的规律，满足生活和工作的需要。”
提问 2：无影灯模型的 “优点” 与 “改进”
“每组展示自己的无影灯模型，说说你们的模型哪里做得好（比如手电筒角度合适，影
子很淡）？还有哪些地方可以改进（比如再增加 1 个手电筒，影子会更淡）？”（小组展示
""
后，互相评价，教师补充：“如果手电筒的光更亮，影子会淡化得更明显”）
提问 3：无影灯的科技意义
“为什么医院需要无影灯？没有无影灯，手术会有什么麻烦？”（预设学生答：“没有无
影灯，影子会挡住伤口，医生看不清，容易出错”）
教师小结：“无影灯是光的现象在医疗科技中的重要应用，帮助医生更好地做手术，挽救病人
的生命，这就是科学技术的力量！”
【设计意图】通过生活应用提问，让影子变化的知识 “落地”；模型评价环节培养学生
的反思和改进能力；无影灯的科技意义则渗透 “科技服务生活” 的理念，落实态度责任目
标。
四、 拓展：“无影灯模型优化与分享”
1、任务布置：“今天回家后，大家可以优化自己的无影灯模型，比如：①增加 1 个手电
筒，看看影子是不是更淡；②给手电筒贴不同颜色的纸，看看彩色光的无影效果；③把模型
送给弟弟妹妹，给他们讲无影灯的原理。”
2、展示约定：“下次课我们举办‘无影灯模型展’，评选‘最佳设计奖’（最新颖）和
‘最佳效果奖’（影子最淡），获奖的小组会得到‘科技小能手’奖状！”
【设计意图】将模型制作延伸到课后，让学生继续优化和分享，培养持续探究和表达的
能力，同时让家人也参与到科学学习中，扩大科学教育的影响。
板书设计
光与影（第二课时）
1. 影子的变化因素：
长短：光的角度（低→长，高→短）
大小：光的距离（近→大，远→小）
形状：物体摆放方式（朝向不同，形状不同）
2. 无影灯原理：多个光源→不同角度照射→影子淡化（医疗应用）
3. 任务：优化无影灯模型，参加模型展
教材疑难解答
1. 为什么影子的大小会随光的距离变化？
因为光沿直线传播，当光源离物体较近时，光线从光源出发，照射到物体上，形成的
“影子范围” 较大（就像手电筒离墙近，光斑小；离墙远，光斑大，影子和光斑的原
理类似）；当光源离物体较远时，光线传播的 “发散程度” 变小，影子范围就会缩小，
所以影子变小。
2. 无影灯为什么不能完全 “无影”，只能 “淡化影子”？
因为现实中的无影灯光源数量是有限的（比如 10-20 个），无法覆盖 “所有角度”。 每个光源都会在物体后方形成一个小影子，但其他光源的光会照亮这个小影子的大部""分区域，只留下很淡的 “半影”（不是完全黑暗的影子），所以看起来 “没有明显影""子”，但并不是真的完全无影。如果能增加更多光源，影子会淡化得更明显。

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