资源简介

13影子教学设计
课题 影子 四单元 光与影 学科 科学 年级 四年级上册
教材内容分析 本课时为苏教版科学四年级上册第四单元《光与影》第一课，是单元的起始课。本课从学生熟悉的日常影子现象切入，逐步深入探究影子的形成与变化规律。 本课依托 AI 赋能课件展开教学，以科学探索伙伴小苏、科科为情景引导主线，数字人小美导入视频创设探究情境，围绕"认识实验材料、探究影子形成的条件、探究影子大小/长短/方向的变化规律、认识无影灯原理、创作创意影子画"五大核心展开教学。 课件以 1 段数字人情景导入视频和 1 段配音讲解无影灯原理短视频为核心资源，其余内容均为 AI 静态插图。通过趣味情景视频导入影子主题，结合静态插图展示影子现象、实验材料、对比实验、变化规律、无影灯原理等内容，引导学生从生活经验中提炼光影规律，通过动手实验验证理论，最终将光影知识回归生活应用，培养科学探究素养和观察意识。
新课标要求 依据《义务教育科学课程标准（2022 年版）》"物质的运动与相互作用"领域要求，引导学生认识影子形成的三个必要条件（光源、不透明遮挡物、承接屏），理解影子的产生需要光与遮挡物同时存在；能通过对比实验探究影子大小、长短、方向的变化规律，知道影子方向与光源方向相反；初步了解无影灯利用多光源补光消除阴影的原理；能将光影知识运用到生活场景分析中，建立光与影相关关系的认知。
学习 目标与核心素养 科学观念：掌握影子形成的三个必要条件（光源、不透明遮挡物、承接屏），理解影子大小、长短、方向随光源与遮挡物位置变化的规律；初步了解无影灯利用多光源消除阴影的原理。 科学思维：能基于生活经验对影子形成做出猜想，通过对比实验提炼影子变化的规律；能通过增加光源数量的实验，推理得出"多光源可淡化阴影"的结论。 探究实践：能正确使用手电筒、蜡烛等材料设计对比实验，探究影子形成的条件；能通过移动遮挡物、调整光源高低与方向，观察并记录影子大小、长短、朝向的变化；能运用所学知识创作创意影子画。 态度责任：认识影子现象在生活中的广泛应用，初步建立科学观察意识；保持对身边光影现象的好奇心，乐于动手探究光与影的奥秘。
学情分析 四年级学生在生活中经常接触影子，对"有光就有影子"有直观经验，但对影子形成的具体条件和变化规律缺乏系统认知。学生对"光源""遮挡物""承接屏"等概念较为陌生，对影子大小、长短、方向的变化规律需要具象实验支撑。学生好奇心强，对动手实验、手影游戏、创意影子画的探究活动兴趣浓厚。本课 AI 赋能课件以数字人小美趣味情景导入，小苏、科科引导实验探究，搭配配音讲解短视频和直观静态插图，将抽象的光影知识可视化，贴合四年级学生从具象思维向抽象思维过渡的认知特点，能有效激发学生探究影子的兴趣。
重点 认识影子形成的三个必要条件：光源、不透明遮挡物、承接屏。 探究影子大小、长短、方向随光源和遮挡物位置变化的规律。 能动手设计对比实验，成功呈现并观察影子。
难点 理解光源、遮挡物、承接屏三者缺一不可、共同构成影子形成的必要要素。 掌握影子大小、长短、方向变化与光源位置、遮挡物远近之间的对应关系。 理解无影灯通过多方向光源补光消除阴影的工作原理。
材料准备 教师：AI 赋能课件（数字人小美导入视频、无影灯原理配音讲解短视频、全套 AI 静态情景插图、影子现象图、实验材料图、对比实验示意图、变化规律图、无影灯原理图）、手电筒、蜡烛、圆柱体、橡皮、白屏、画纸、铅笔。 学生：手电筒、蜡烛、圆柱体、橡皮、白屏、画纸、铅笔、实验记录单。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放 AI 课件数字人导入视频：小美快看！我一跳，影子也跟着跳！哈哈，我的影子好像在跟着我跑呢！哇！我们的手还能变出小鸟影子！可是我很好奇，影子到底是怎么来的呀？你看，打开手电筒，影子就出现啦！那如果移动手电筒，影子会变样子吗？影子藏着好多秘密！那我们一起去探索影子的奥秘吧！ 结合视频提问：同学们有没有观察过自己的影子？影子是怎么来的？如果移动手电筒，影子会怎样变化？引导学生在生活经验的支撑下自由发言。 揭示课题《影子》，明确本课学习任务：通过动手实验，解开影子形成的秘密，探究影子大小、长短、方向变化的规律。 1. 观看视频，进入情境； 2. 思考并回答； 3. 明确学习任务。 利用 AI 数字人视频快速创设探究情境，从熟悉的生活影子切入，引发认知好奇，激发探究兴趣。
讲授新课 （一）联系生活，认识影子现象 出示操场人影、墙面树影、路面光影三组图片，引导学生观察：生活中影子随处出现，只要有光、有物体，我们就能在身边找到影子的踪影。晴天操场跑道上，小朋友站在阳光下，地面会映出清晰人影；阳光照在树枝上，旁边的墙面会出现枝干交错的影子；人行道砖地上，围栏、树木和小物件都会投下清晰的影子。引导学生明确：只要同时存在光与遮挡物，就能观察到影子现象，这是光影基础规律的直观体现。 出示思考任务：把你自己关于影子的疑问补充到清单里。围绕三个预设问题展开——为什么会有影子？什么情况下影子会变长？影子能消除吗？引导学生结合生活经验在清单上补充自己的疑问，为后续实验探究作准备。 （二）认识实验材料，探究影子形成条件 出示白屏、蜡烛、橡皮、圆柱体、手电筒五种实验材料，逐一讲解其核心作用：白屏是承接平面，让影子清晰地显示出来，方便观察和记录；蜡烛作为点光源，与手电筒形成对比光源；橡皮是小型遮挡物，形状方正，便于观察影子轮廓；圆柱体是不透明遮挡物，挡住部分光线，在屏上留下影子；手电筒是人造光源，可调节照射方向和距离，便于课堂实验操作。 布置实验设计任务：怎样摆放器材才能看到影子？引导学生先在纸上画出自己的实验设计图，再按方案动手操作。展示两个对比实验方案并讲解： 方案 1（蜡烛＋圆柱体＋白屏），点燃蜡烛让光线穿过圆柱体旁，在另一侧白屏上观察影子轮廓，蜡烛作光源、圆柱体作遮挡物、白屏承接并显示影子； 方案 2（手电筒＋橡皮＋白屏），关闭教室灯光，打开手电筒照射橡皮，在屏上观察橡皮的影子，手电筒当光源、橡皮当不透明遮挡物、纸屏或墙壁当光屏。 结合白屏讲解其作用：承接影子，让影子有落点；白色表面让影子轮廓清晰；平整便于测量，方便记录长短变化。 引导学生对照实验现象总结影子形成的三个必要条件：光源（发光体）、不透明遮挡物、承接屏（墙面、地面、白屏），三者缺一不可，缺少任何一个都形不成影子。 （三）探究影子变化的规律 提出驱动性问题：影子的大小、长短、方向会变化吗？怎样让影子变大、变长，改变方向？分三个实验逐层探究。 实验一，怎样让影子变大 借助手影游戏，调整手和手电筒的距离，比较影子大小的变化。引导学生观察发现——遮挡物靠近光源（远离屏）时，阻挡光线的范围更大，影子更大、更模糊；遮挡物远离光源、靠近屏时，影子更小、轮廓更清晰，由此总结影子大小与遮挡物、光源、屏三者的相对位置有关。 实验二，怎样让影子变长 固定遮挡物和屏的距离，改变光源的高低位置。光线从低角度斜射过来时，影子被拉得又细又长；光线从高处直射下来时，影子短而粗。由此总结——光源位置低、光线斜射物体时影子变长；光源越高、光线越接近直射，影子越短。 实验三，怎样改变影子朝向 固定物体，从左右两侧分别照射，观察影子朝向怎样变化。引导发现——光源在左，影子在右；光源在右，影子在左。由此总结——改变光源照射的方向，影子的朝向随之发生变化；影子方向总是和光源方向相反。 （四）了解无影灯原理 播放配音讲解无影灯原理短视频。先抛出问题：无影灯下的影子去哪儿了？讲解无影灯是什么——医院手术室常见设备，由多个光源组合而成；它解决了什么问题——如果使用普通灯光照明，医生的头、手和器械都可能产生阴影，对手术造成干扰，无影灯能尽可能消除阴影，保障手术照明。 开展模拟实验：光源数量怎样影响阴影？用手电筒代表光源、圆柱体代表遮挡物，逐步增加光源数量观察阴影变化。只有一个光源时，物体另一侧形成颜色很深、轮廓清楚的阴影；两个光源同时照亮时，阴影被另一束光冲淡，颜色明显变浅、范围变小。 总结原理：从多个方向布置光源，光线互相补充，遮挡物各面都被照亮，阴影越来越浅。 引导学生思考：如果用 3 个或更多光源，影子会发生什么变化。 （五）布置创意影子画实践 出示创意影子画作品，讲解创作步骤：挑选身边的小物件（树叶、文具、小玩具都可以）；用手电筒照出物体的影子，投在画纸上；沿影子轮廓用铅笔轻轻描下来；顺着轮廓添画五官、花纹，把影子变成创意形象。鼓励学生课后动手创作，完成作品后在班级内互相分享展示，把所学光影知识变成趣味作品。 1.观察影子现象，提出自己的疑问； 2.认识实验材料的作用，设计对比实验方案，动手实验呈现影子； 3.开展手影游戏，记录影子大小、长短、方向的变化规律； 4.观看无影灯原理视频，参与光源数量模拟实验； 5.了解创意影子画的创作步骤。 2 段视频＋AI 静态插图从现象到实验再到规律，层层递进建立影子认知。 通过对比实验提炼影子形成条件，落实三要素核心概念。 通过分维度实验总结影子大小、长短、方向变化规律。 联系生活了解无影灯原理，体会科学知识在生活中的应用。 将所学知识转化为创意实践，实现学以致用。
课堂练习 1. 问答巩固：影子形成的三个必要条件是什么？影子大小与什么有关？影子方向与光源方向有什么关系？ 2. 判断练习：给出几种"光源、遮挡物、承接屏"的搭配，判断哪些能形成清晰的影子并说明理由。 3. 动手实验：用手电筒照射橡皮，分别改变遮挡物与光源的距离、光源的高低和照射方向，观察并记录影子的大小、长短、朝向变化。 4. 拓展思考：生活中还有哪些地方用到了消除阴影的办法？无影灯还有什么用途？ 1. 回答问题巩固知识； 2. 判断影子搭配并说明理由； 3. 动手实验记录影子变化； 4. 联系生活思考。 从判断到动手再到拓展，逐级提升光影认知与实践能力。
课堂小结 带领学生梳理本课核心知识：影子形成的三个条件、影子大小/长短/方向的变化规律、无影灯原理。 总结核心结论：光源、不透明遮挡物、承接屏三者缺一不可，共同构成影子；影子方向与光源方向相反；多方向光源补光可淡化阴影。 情感升华：科学就在我们身边，光影藏着大秘密，保持对日常现象的好奇心，就能发现更多科学的乐趣。 1.跟随教师梳理知识体系； 2.明确核心结论； 树立科学观察与探究意识。 梳理知识体系，巩固学习成果，激发持续探究的兴趣。
板书
课外拓展 /课外阅读内容 知识阅读：查阅资料了解更多生活中的影子现象，找找光影在生活中的应用。 实践拓展：用手电筒和小物件创作一幅创意影子画，和家人分享影子变化的规律。 生活实践：观察一天中不同时间的影子变化，用本课知识分析影子长短、方向的变化，记录自己的发现。
特色资源分析和技术手段说明 特色资源 AI 赋能课件：以科学探索伙伴小苏、科科情景化内容为主线，数字人小美导入视频创设情境，贯穿全课，贴合学生年龄特点，代入感强；配备 1 段数字人导入视频，快速创设科学探究情境，激发学习兴趣；配备 1 段配音讲解无影灯原理短视频，直观展示多光源消除阴影的原理；其余知识点均搭配高清 AI 静态插图，可视化呈现影子现象、实验材料、对比实验、变化规律等关键内容。 课件特点：本课件为 AI 赋能静态课件，无互动设计，知识点依托情景导入视频、无影灯原理短视频、AI 静态插图呈现，画面规整、知识点清晰，适配四年级科学课堂节奏，有效降低光影、无影灯等抽象概念的理解难度。 技术手段：通过多媒体播放情景导入视频和无影灯原理短视频，创设生活化探究情境，将影子变化、多光源消除阴影的原理直观动态展示；依托 AI 静态插图分步拆解教学重难点，契合中段学生认知特点；搭配动手实验、手影游戏、创意影子画等实操活动，增强直观体验，提升课堂教学效率。
教学反思 本课依托 AI 赋能课件开展教学，小美的趣味导入视频贴合学生好奇心，小苏、科科的引导贯穿实验探究，无影灯原理短视频直观展示了多光源消除阴影的现象，学生对影子形成条件和变化规律的掌握较好，动手实验参与度高，顺利达成课堂教学目标。 学生课堂参与积极性高，对探究影子形成、手影游戏、无影灯模拟实验的兴趣浓厚，能主动设计实验方案、观察并总结规律；对创意影子画实践表现出强烈好奇，能主动运用所学知识创作作品。 存在不足：部分学生对光源、遮挡物、承接屏三者关系把握不准，实验时容易出现"有光有物无屏"或屏面不清晰的情况；少数学生对影子方向与光源方向相反这一规律理解不够透彻；无影灯原理涉及多光源补光，部分学生生活接触较少，认知不够深入。 改进方向：后续教学中可增加对比实验的专项练习，强调白屏承接与光源方向的关键作用；可放慢无影灯原理部分的讲解节奏，结合更多生活实例帮助理解；可布置课后观察不同时间影子变化的实践任务，丰富学生对影子规律的具象认知。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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