2025 小学五年级科学上册凸透镜成像规律分组探究课件

一、教学背景分析：基于课标与学情的精准定位演讲人CONTENTS教学背景分析：基于课标与学情的精准定位教学目标设计：三维目标的有机融合探究准备：材料、分组与安全预案探究过程：从问题驱动到规律建构的递进式活动总结拓展：知识建构与思维延伸的闭环教学反思：基于实践的改进方向目录2025小学五年级科学上册凸透镜成像规律分组探究课件作为一名深耕小学科学教学十余年的一线教师，我始终相信：科学探究的魅力不在于直接给出答案，而在于让学生在动手实践中经历“发现问题—猜想假设—实验验证—总结规律”的完整过程。今天，我将以“凸透镜成像规律”这一课为例，与各位同行分享如何通过分组探究活动，帮助五年级学生建构科学概念、发展探究能力。01教学背景分析：基于课标与学情的精准定位1教材地位与编排逻辑《凸透镜成像规律》是教科版小学科学五年级上册“光”单元的核心内容，承接前两课“光的直线传播”“光的反射”的学习，是“光的折射”现象的具体应用。教材通过“放大镜的秘密”“怎样放得更大”等前置活动，已让学生初步认识凸透镜的形状特点和放大功能，但对“成像大小、正倒与哪些因素有关”这一问题仍存在认知空白。本课的学习不仅能完善学生对光的传播规律的认知体系，更能为初中物理“透镜及其应用”的学习奠定感性基础。2学情分析与学习难点五年级学生（10-11岁）正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期，具备一定的观察能力和动手操作能力，但抽象逻辑思维仍需具体事物支撑。通过前测发现，学生对“凸透镜能成像”有生活经验（如用放大镜看报纸、阳光下聚焦点火），但存在两大认知误区：一是认为“凸透镜只能成放大的像”，二是不清楚“成像特点与物体位置的关系”。因此，本课需通过直观的分组实验，将抽象的“物距与像的关系”转化为可观察、可测量的具体现象，帮助学生突破思维障碍。02教学目标设计：三维目标的有机融合教学目标设计：三维目标的有机融合基于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质科学领域”的要求，结合学情，我将本课目标设定如下：1知识目标能准确描述凸透镜成像的三种典型情况：当物体在凸透镜2倍焦距外（u>2f）时，成倒立、缩小的实像；当物体在1倍焦距与2倍焦距之间（f<u<2f）时，成倒立、放大的实像；当物体在1倍焦距内（u<f）时，成正立、放大的虚像。理解“实像”与“虚像”的本质区别：实像由实际光线会聚而成，能呈现在光屏上；虚像由光线反向延长线会聚而成，不能呈现在光屏上。2能力目标通过分组实验，提升“控制变量”“精确测量”“数据记录”的实验操作能力；能通过分析实验数据，归纳“物距变化与像的性质、大小、位置变化”的对应关系；学会用科学语言描述实验现象，用生活实例解释成像规律（如照相机、投影仪、放大镜的工作原理）。3情感态度与价值观目标01在小组合作中体验科学探究的乐趣，增强团队协作意识；03激发对光学现象的好奇心，培养用科学眼光观察生活的习惯。02通过“从现象到规律”的探究过程，感悟“科学规律源于观察与实证”的本质；03探究准备：材料、分组与安全预案1实验器材的选择与调试为确保实验效果，我提前两周准备并调试器材：凸透镜：选择焦距f=10cm的薄透镜（避免厚透镜因球面像差影响成像清晰度），每组2个（备用1个）；光具座：长度100cm，刻度精度1cm（适合五年级学生读数），轨道光滑无卡顿；辅助器材：蜡烛（带固定底座，避免倾倒）、光屏（白色硬纸板，尺寸15cm×15cm，便于观察）、火柴、刻度尺（30cm，与光具座刻度互补）、记录单（如表1）。表1凸透镜成像规律实验记录单|实验次数|物距u（cm）|像距v（cm）|像的性质（大小/正倒/虚实）|观察现象描述|1实验器材的选择与调试|----------|-------------|-------------|----------------------------|--------------||1|>20（u>2f）|||||2|10-20（f<u<2f）|||||3|<10（u<f）||||2分组策略与角色分工A采用“异质分组”原则，按4-5人一组，每组包含动手能力强、记录认真、表达清晰的学生各1名。明确角色分工：B操作员：负责移动蜡烛、调整光屏位置（建议由动手能力强的学生担任）；C记录员：填写记录单，核对数据（建议由细心的学生担任）；D观察员：提示“光屏上出现最清晰像”的时刻（建议由观察力敏锐的学生担任）；E汇报员：整理小组结论，参与全班交流（建议由表达能力强的学生担任）。3安全预案123蜡烛使用前剪短灯芯（约0.5cm），避免火焰过高；提醒学生“不要用手触碰点燃的蜡烛”“实验结束及时用烧杯盖灭蜡烛”；光具座放置在实验桌中央，避免碰撞导致器材坠落。12304探究过程：从问题驱动到规律建构的递进式活动1情境导入：生活现象引发认知冲突（5分钟）上课伊始，我手持一个凸透镜，依次完成三个小演示：用透镜看黑板上的“科学”二字（距离30cm），学生看到“倒立、缩小的字”；用透镜看课本上的“凸透镜”三个字（距离15cm），学生看到“倒立、放大的字”；用透镜看自己的手指（距离5cm），学生看到“正立、放大的手指”。“同样是凸透镜，为什么有时成倒立的像，有时成正立的像？有时放大，有时缩小？”学生的眼神从好奇转为疑惑，我顺势抛出核心问题：“凸透镜成像的大小、正倒、虚实可能与什么因素有关？”2猜想假设：基于经验的合理推测（3分钟）“回忆一下，你们用放大镜看物体时，有没有发现‘离物体远近不同，看到的像不一样’？”学生纷纷举手：“我用放大镜看蚂蚁，离得远能看到整个蚂蚁，离得近蚂蚁变大但模糊！”“我妈妈用放大镜看报纸，拿远一点字会倒过来！”在交流中，学生逐渐聚焦到“物体到凸透镜的距离（物距）”这一变量，形成初步猜想：“凸透镜成像的特点可能与物距有关。”3制定计划：明确变量与操作步骤（7分钟）为帮助学生设计严谨的实验方案，我引导他们思考三个关键问题：“需要测量哪些数据？”（物距u、像距v、焦距f）“如何确定凸透镜的焦距？”（提前用平行光聚焦法测出f=10cm，并标注在透镜上）“怎样找到清晰的像？”（移动光屏直到出现最清晰的光斑）结合教材提示，师生共同梳理实验步骤：将凸透镜固定在光具座中间（如50cm刻度处），标记其位置为“O”；点燃蜡烛，将蜡烛放在光具座左侧某位置（如u=30cm），调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度（“三心等高”，确保像呈现在光屏中央）；移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，记录u、v及像的性质；3制定计划：明确变量与操作步骤（7分钟）依次将蜡烛移至u=15cm（f<u<2f）、u=5cm（u<f）的位置，重复步骤2-3；换用另一凸透镜（如f=15cm），验证规律是否普遍成立。4实验探究：动手操作与细致观察（20分钟）学生分组实验时，我巡回指导，重点关注三个环节：操作规范：提醒“移动光屏时要缓慢，找到最清晰的像再记录”“物距测量时要从蜡烛火焰中心到透镜光心”；异常现象处理：当某组学生在u<f时光屏上找不到像，我引导他们“直接通过透镜观察蜡烛，看看能看到什么”，从而理解虚像的特点；数据记录指导：对于记录“像的大小”时用“很大”“较小”等模糊描述的小组，建议用“放大”“缩小”“等大”等规范术语。实验中，学生的状态让我印象深刻：有的小组为“是否找到最清晰像”争得面红耳赤，有的小组发现“u=2f时像与物等大”这一额外规律时欢呼雀跃，还有的小组主动用不同焦距的透镜验证规律……这些真实的探究场景，正是科学教育最动人的模样。5数据分析：从现象到规律的思维跃升（8分钟）各小组汇报实验数据后，我用希沃白板展示全班汇总表（如表2），引导学生横向、纵向对比：表2全班凸透镜成像实验数据汇总（f=10cm）|物距范围|物距u（cm）|像距v（cm）|像的性质|出现次数||------------|-------------|-------------|------------------|----------||u>2f|30、25、22|15、16、18|倒立、缩小、实像|12组|5数据分析：从现象到规律的思维跃升（8分钟）|f<u<2f|15、18、19|25、30、35|倒立、放大、实像|11组|1|u<f|5、8、9|无（虚像）|正立、放大、虚像|12组|2“观察表格，你们发现了什么规律？”学生逐步归纳：3物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；4物距在1倍到2倍焦距之间时，成倒立、放大的实像；5物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像；6实像都是倒立的，能呈现在光屏上；虚像都是正立的，不能呈现在光屏上。76联系生活：从规律到应用的迁移实践（7分钟）“生活中哪些工具用到了这些规律？”学生积极举例：“照相机：镜头是凸透镜，拍照时物体在2倍焦距外，成缩小实像，所以照片比实物小。”“投影仪：物体在1倍到2倍焦距之间，成放大实像，所以能投出大画面。”“放大镜：物体在1倍焦距内，成放大虚像，所以能看清小字。”为深化理解，我播放“老式电影放映机工作原理”视频，学生惊喜地发现：“电影胶片放在镜头的f<u<2f位置，所以屏幕上成放大的实像！”这种“从课堂到生活”的联结，让科学知识真正“活”了起来。05总结拓展：知识建构与思维延伸的闭环1学生总结：用“关键词”梳理核心概念请3名学生分别用3个关键词总结三种成像情况，如：01“u>2f：倒立、缩小、实像”；02“f<u<2f：倒立、放大、实像”；03“u<f：正立、放大、虚像”。042教师总结：强调“探究方法”与“科学本质”“今天我们通过‘提出问题—猜想假设—实验验证—总结规律’的方法，发现了凸透镜成像的奥秘。科学规律不是书本上的‘死知识’，而是藏在生活中的‘活智慧’。希望同学们今后用这双‘科学的眼睛’，继续探索更多未知！”3拓展任务：分层作业激发持续探究123基础任务：用思维导图整理“凸透镜成像规律”；挑战任务：用爷爷的老花镜（凸透镜）观察窗外的树，描述看到的像并解释原因；兴趣任务：查阅资料，了解“显微镜”“望远镜”是如何组合多个凸透镜成像的。12306教学反思：基于实践的改进方向教学反思：基于实践的改进方向本次分组探究活动中，学生的参与度高达95%，80%的小组能准确归纳成像规律，70%的学生能联系生活实例，基本达成教学目标。但也存在两点不足：部分小组因“三心等高”调整不到位，导致像偏光屏边缘，