2025 小学四年级科学下册简易显微镜的制作方法课件

一、明确学习目标：为什么要制作简易显微镜？演讲人01明确学习目标：为什么要制作简易显微镜？02材料准备：安全易得，兼顾科学性与可操作性03分步制作：从结构搭建到清晰成像的实践操作04优化1：增加载物台05原理解析：从“放大镜”到“显微镜”的光学升级06拓展应用：用自制显微镜探索微观世界07总结与升华：从“制作”到“探索”的科学精神传承目录2025小学四年级科学下册简易显微镜的制作方法课件各位同学、老师们：今天，我们将共同开启一段“探索微观世界”的科学之旅——通过动手制作一台简易显微镜，把课本中“凸透镜成像”“显微镜原理”等抽象知识转化为可触摸、可观察的实践成果。作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：当科学知识与亲手操作相遇，孩子们眼中的“为什么”会变成“我能行”。接下来，我将以“目标-准备-制作-原理-拓展”的逻辑主线，为大家详细讲解这台简易显微镜的制作方法。01明确学习目标：为什么要制作简易显微镜？明确学习目标：为什么要制作简易显微镜？在小学科学课程标准（2022版）中，“物质科学领域”明确要求四年级学生需“了解放大镜、显微镜等工具可帮助观察到物体的细节”。制作简易显微镜不仅是对“凸透镜成像规律”（四年级上册已学）的实践应用，更是培养“科学探究能力”的重要载体。具体而言，本节课需达成以下三个层次目标：1知识目标理解显微镜的基本结构（物镜、目镜、镜筒、调焦装置）；01掌握“凸透镜组合放大”的科学原理（物镜成倒立放大实像，目镜将实像再次放大）；02关联生活经验：认识显微镜在医学、生物学中的实际应用（如观察植物细胞、细菌）。032能力目标能安全、规范地使用剪刀、胶枪等工具完成材料加工；01通过调整镜片间距掌握“调焦”技能，理解“物距-像距-清晰度”的关系；02学会记录观察结果（如绘制细胞结构图），提升科学记录能力。033情感目标激发对微观世界的探索兴趣（如观察到植物表皮细胞时的惊喜）；培养“动手解决问题”的科学态度（如镜片固定不牢时主动调整方法）；体会“科学工具拓展认知边界”的意义（从肉眼到显微镜的视野升级）。（过渡：明确目标后，我们需要准备哪些材料？这些材料的选择有何科学依据？）0304020102材料准备：安全易得，兼顾科学性与可操作性材料准备：安全易得，兼顾科学性与可操作性考虑到四年级学生的动手能力和材料获取难度，我们选择“日常物品+低成本科学器材”的组合。所有材料需满足三个原则：安全性（无尖锐边缘、无毒）、易得性（超市/文具店可购）、适配性（符合显微镜光学要求）。以下是具体清单及选择依据：1核心光学元件：两片凸透镜（放大镜）选择标准：一片为短焦距（约2-3cm，作为物镜），一片为长焦距（约5-7cm，作为目镜）；镜片直径建议2-3cm（便于固定且避免过重）；获取方式：文具店购买儿童科学实验套装中的放大镜（标注“光学玻璃”或“光学树脂”），或旧眼镜片（需家长协助确认度数，凸透镜度数一般为“+”，如老花镜镜片）；注意事项：避免使用表面划痕严重的镜片（影响成像清晰度），建议提前用眼镜布擦拭干净。2支撑结构材料主镜筒：塑料饮料瓶（如500ml矿泉水瓶，截取中间圆柱部分，高度约10cm）——选择塑料瓶的原因：轻便、易切割、透光性好（便于观察内部结构）；01调焦套筒：卡纸卷成的圆筒（直径略小于塑料瓶内径，长度约5cm）——卡纸可灵活调整直径，通过摩擦固定实现“微调焦”；02镜片固定架：硬纸板（如快递盒）剪出的圆形垫片（直径比镜片大1mm，中心开孔与镜片直径一致）——硬纸板可提供稳定支撑，避免镜片滑动。033辅助工具与材料工具：儿童安全剪刀（圆头）、rulers（刻度尺）、铅笔（标记切割线）、胶枪（需教师或家长协助操作）、双面胶（临时固定）；消耗品：透明胶带（加固镜筒）、棉线（若镜片打滑，可绕镜片边缘辅助固定）、记号笔（标注“物镜端”“目镜端”）。（过渡：材料准备完毕，接下来进入最关键的“制作环节”。这一步需要严格按照步骤操作，同时理解每一步的科学目的。）03分步制作：从结构搭建到清晰成像的实践操作分步制作：从结构搭建到清晰成像的实践操作简易显微镜的制作可分为“基础结构搭建→镜片固定→调焦装置安装→调试优化”四大环节。每个环节需关注“操作细节”与“原理对应”，确保“动手”与“动脑”同步进行。1环节一：基础结构搭建——制作主镜筒与调焦套筒处理塑料瓶主镜筒取500ml塑料瓶，用铅笔在瓶身标记两条水平线：上水平线距瓶口15cm（保留瓶口螺纹部分用于后续固定），下水平线距瓶底10cm；用安全剪刀沿标记线剪下中间圆柱部分，得到高度约10cm的主镜筒（若瓶身有弧度，可用手轻捏使其尽量平整）；用透明胶带包裹主镜筒切口边缘（防止锋利边缘划伤），并在外侧用记号笔标注“物镜端（下端）”“目镜端（上端）”。步骤2：制作调焦套筒取硬卡纸（厚度约0.5mm），用刻度尺测量主镜筒内径（假设为D），计算卡纸长度L=π×(D-2mm)（留出2mm重叠量）；1环节一：基础结构搭建——制作主镜筒与调焦套筒处理塑料瓶主镜筒将卡纸卷成圆筒，使外径略小于主镜筒内径（插入后可轻微滑动但不脱落），用双面胶临时固定接缝处；用透明胶带加固接缝，确保调焦套筒受力时不变形。（原理关联：主镜筒是显微镜的“骨架”，需保持竖直以保证光路对齐；调焦套筒通过改变物镜与目镜的间距，实现“调整像距”的功能——这与实验室显微镜的“粗准焦螺旋”原理一致。）2环节二：镜片固定——确保光路同轴与稳定制作物镜固定架取硬纸板，用圆规画两个同心圆：外圆直径=主镜筒内径（假设D=3cm），内圆直径=物镜镜片直径（假设2cm）；沿外圆剪下圆形垫片，用安全剪刀小心剪出内圆（形成“环形垫片”）；将物镜镜片放入内圆孔，用胶枪在垫片边缘点3-4个胶点（避免胶水流到镜片表面），将垫片固定在主镜筒“物镜端”内侧（镜片朝下）。步骤2：制作目镜固定架重复上述步骤，用同样方法制作目镜固定架（注意：目镜固定架需安装在调焦套筒顶部）；将目镜镜片固定在调焦套筒顶部的垫片上（镜片朝上），确保目镜与调焦套筒同轴（可通过“看光点”验证：从调焦套筒底部看，镜片中心与套筒中心重合）。常见问题与解决：2环节二：镜片固定——确保光路同轴与稳定制作物镜固定架镜片滑动？——可用棉线沿镜片边缘绕1-2圈，再用胶固定棉线两端；镜片倾斜？——固定时用直尺垂直抵住镜片边缘，确保与主镜筒轴线垂直；胶水流到镜片上？——改用双面胶粘贴垫片（但需注意双面胶厚度可能影响焦距，需后期调整）。（原理关联：镜片的“同轴度”直接影响成像质量。若物镜与目镜不在同一轴线上，会导致视野模糊或出现“重影”——这就像我们用两个放大镜叠放时，必须对齐中心才能看到清晰放大的图像。）3环节三：调焦装置安装——实现“清晰成像”的关键组装主镜筒与调焦套筒将调焦套筒（已固定目镜）从主镜筒“目镜端”插入，确保套筒可上下滑动但不脱落（若过松，可在套筒外侧贴一层薄纸增加摩擦力）；在主镜筒外侧标记调焦套筒的初始位置（如“0刻度”），便于后续记录调焦范围。步骤2：测试初步成像效果取一片洋葱表皮（提前用镊子撕取，厚度约0.1mm），放在载玻片上（可用水滴展平）；将载玻片放在物镜正下方（距离物镜约1-2cm），通过目镜观察；缓慢上下移动调焦套筒，直到视野中出现清晰的洋葱表皮细胞（若视野过暗，可用手电筒从侧面补光）。3环节三：调焦装置安装——实现“清晰成像”的关键组装主镜筒与调焦套筒（原理关联：显微镜的“调焦”本质是调整物镜到物体的距离（物距u）和目镜到物镜成像的距离（像距v）。根据凸透镜成像规律，当物镜的物距满足f物<u<2f物时，会成倒立放大的实像；该实像位于目镜的一倍焦距内（u'<f目），目镜将其再次放大为正立虚像（相对于实像），最终我们看到的是“倒立放大的虚像”。）04优化1：增加载物台优化1：增加载物台用硬纸板剪一个直径略大于主镜筒的圆片，在中心开一个2cm×2cm的方孔（用于透光）；将圆片用胶固定在主镜筒“物镜端”下方（距离物镜约1cm），作为载物台（可放置载玻片）。优化2：改进光源系统取一个小LED手电筒（如钥匙扣灯），用双面胶固定在载物台下方（光线向上透过方孔）；若无条件，可用白色卡纸作为反光板（放在载物台下方，通过反射自然光补光）。优化3：标注放大倍数优化1：增加载物台测量物镜焦距f物（方法：将物镜对准太阳，在地面找到最小最亮的光斑，光斑到镜片的距离即为f物）；测量目镜焦距f目（同上）；简易显微镜的放大倍数≈（25cm/f目）×（L/f物），其中L为主镜筒中物镜到目镜的距离（可标记在镜筒上）。（过渡：通过以上步骤，我们的简易显微镜已基本完成。但“知其然更要知其所以然”——它为什么能放大？与实验室显微镜有何异同？接下来我们深入解析其科学原理。）05原理解析：从“放大镜”到“显微镜”的光学升级1单放大镜与显微镜的本质区别单放大镜（如四年级上册学过的）：仅用一片凸透镜，放大倍数有限（通常2-10倍），只能观察昆虫足、植物种子等较大物体；显微镜：通过“物镜+目镜”的组合，实现“两次放大”——物镜将物体放大为实像，目镜将实像再次放大为虚像，总放大倍数是两者的乘积（如物镜10倍+目镜20倍=200倍）。2简易显微镜的光路图（结合板书或PPT示意图）物体（如洋葱表皮细胞）位于物镜的一倍焦距与二倍焦距之间（f物<u<2f物），经物镜成倒立、放大的实像（像距v>2f物）；该实像位于目镜的一倍焦距以内（u'<f目），经目镜成正立、放大的虚像（相对于实像），最终人眼看到的是“倒立、放大的虚像”（相对于原物体）。3与实验室显微镜的异同相同点：核心结构（物镜、目镜、调焦装置）和成像原理一致；不同点：实验室显微镜使用高精度光学镜片（消除色差、球差），镜筒可精确调焦（通过螺旋结构），载物台带压片夹，光源为内置可调光；简易显微镜因材料限制，放大倍数较低（约50-100倍），但更贴近学生生活经验，适合初步体验。（过渡：制作完成且理解原理后，我们需要通过实际观察验证效果。接下来是“拓展应用”环节——用自制显微镜观察身边的微观世界。）06拓展应用：用自制显微镜探索微观世界1观察实验设计（建议分组进行）实验1：观察植物细胞材料：洋葱表皮、菠菜叶下表皮（用镊子撕取）、碘液（染色，可选）；步骤：将材料放在载玻片上，滴1滴清水展平，盖上盖玻片（避免气泡）；用显微镜观察，记录细胞的形状（洋葱表皮为长方形，菠菜叶下表皮有保卫细胞）。实验2：观察昆虫结构材料：蚂蚁触角、蝴蝶鳞片（用透明胶带粘取）；步骤：将胶带贴在载玻片上（带鳞片的一面朝上），通过显微镜观察鳞片的排列方式（蝴蝶鳞片为层状结构，可反射光线形成颜色）。实验3：对比观察（肉眼vs显微镜）材料：头发丝、食盐颗粒、花粉（月季花粉）；步骤：先用肉眼观察，记录“形状、颜色”；再用显微镜观察，对比“细节差异”（如头发丝表面的鳞片结构，食盐颗粒的立方体晶体）。2科学记录与分享要求：用科学记录本绘制观察图（标注“物镜倍数”“目镜倍数”“总放大倍数”），并用文字描述“看到了什么？与肉眼观察有何不同？”；分享：每组派代表展示记录结果，教师引导讨论“显微镜如何帮助我们认识事物本质？”（如“之前认为蝴蝶翅膀是彩色的，显微镜下发现是鳞片反射光的结果”）。3安全与责任教育强调“轻拿轻放镜片”（避免破碎划伤）；提醒“观察后及时整理材料”（载玻片用清水冲洗，放回指定位置）；倡导“保护实验材料”（如不随意捕捉活昆虫，使用已死亡的标本）。（过渡：从制作到观察，我们不仅掌握了一项技能，更体会到“科学工具是人类探索世界的延伸”。最后，我们需要总结本次实践的核心收获。）07总结与升华：从“制作”到“探索”的科学精神传承1知识回顾简易显微镜的结构：主镜筒（支撑）、物镜（短焦距，成实像）、目镜（长焦距，成虚像）、调焦套筒（调整像距）；核心原理：两次放大（物镜+目镜的凸透镜组合）；关键技能：镜片固定（同轴度）、调焦操作（物距-像距关系）。2能力提升动手能力：从“按步骤操作”到“解决实际问题”（如镜片滑动时调整固定方法）；科学思维：从“现象观察”到“原理分析”（如理解“为什么调焦能让图像变清晰”）；合作意识：小组分工（材料准备、制作、观察记录）提升团队协作能力。3情感升华微观世界的震撼：当学生看到“洋葱细胞的细胞壁”“蝴蝶鳞片的彩虹结构”时，眼中的好奇与惊叹，正是科学教育最珍贵的瞬间；科学就在身边：用饮料瓶、卡纸等日常物品制作显微镜，打破“