2025 小学五年级科学上册凸透镜聚光点燃纸片实验课件

一、教学背景：基于学情与课标要求的精准定位演讲人1.教学背景：基于学情与课标要求的精准定位2.教学目标：三维目标的有机融合3.实验准备：细节决定课堂实效4.实验流程：从现象到原理的探究闭环5.原理解析：从现象到本质的科学建模6.总结拓展：从课堂到生活的延伸目录2025小学五年级科学上册凸透镜聚光点燃纸片实验课件作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：最生动的科学课，一定是让学生亲手触摸知识的温度。今天要和大家分享的“凸透镜聚光点燃纸片实验”，正是五年级科学上册“光的传播”单元中最具代表性的实践课。这节课不仅能让学生直观感受光的折射现象，更能通过“点燃”这一充满视觉冲击的结果，激发他们对光学世界的探索热情。接下来，我将从教学背景、目标设定、实验准备、操作流程、原理解析、拓展应用六个模块，系统展开这节实验课的设计思路。01教学背景：基于学情与课标要求的精准定位1教材地位与衔接本实验选自人教版五年级上册《光》单元的第三课“光的反射与折射”延伸内容。前两课学生已通过“小孔成像”“光的直线传播”实验，建立了对光传播路径的初步认知；本课通过“凸透镜聚光”这一具体现象，将“光的折射”抽象概念转化为可观察、可操作的实践活动，既是对前序知识的深化，也为后续学习“显微镜原理”“眼睛的结构”等内容奠定感性基础。2学情分析与挑战五年级学生（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，他们对“动手实验”有强烈兴趣，但对“控制变量”“数据记录”等科学方法的掌握尚需引导；虽能观察到“纸片被点燃”的现象，却难以自主关联“光的折射”“能量聚集”等原理。因此，实验设计需遵循“现象观察→数据记录→原理推导”的认知逻辑，通过分步引导降低思维梯度。3教学价值的双重性从知识维度看，这是“光的折射”理论的具象化验证；从能力维度看，能培养学生“提出问题-设计方案-操作验证-分析结论”的完整科学探究能力；从情感维度看，“点燃”瞬间的成就感，能让学生真切体会“科学改变生活”的魅力——正如祖先用凸透镜取火的智慧，至今仍在太阳能利用中焕发新生。02教学目标：三维目标的有机融合教学目标：三维目标的有机融合基于课程标准与学情，我将本课目标设定为以下三个维度：1知识与技能目标能准确描述凸透镜的结构特征（中间厚、边缘薄）及其与凹透镜的区别；01.理解“凸透镜聚光”的本质是光的折射导致能量在焦点聚集；02.掌握“调整凸透镜与纸片距离”“记录点燃时间”等实验操作要点。03.2过程与方法目标通过“对比实验”探究影响聚光效果的因素（如光照强度、凸透镜焦距、角度）；01学会用表格记录“距离-时间-温度”数据，并用简单图表分析变量关系；02初步运用“控制变量法”设计改进实验（如更换不同材质的纸片）。033情感态度与价值观目标感受“科学现象源于生活”的特点，激发对光学现象的观察兴趣；通过小组合作实验，培养分工协作与尊重数据的科学态度；体会“科学技术是第一生产力”的内涵，如联想太阳能热水器、太阳灶的工作原理。03实验准备：细节决定课堂实效1器材清单与选择依据为确保实验成功率与安全性，我提前两周准备并调试器材，具体清单如下：|类别|器材名称|规格/数量|选择依据||------------|-------------------------|--------------------|--------------------------------------------------------------------------||核心器材|凸透镜|直径5cm、焦距10cm（20个）直径8cm、焦距15cm（5个）|标准光学实验透镜，透光率＞90%，无划痕；不同规格用于对比实验|1器材清单与选择依据|实验对象|纸片|普通A4纸（20张）蜡光纸（5张）干草（5小捆）|普通纸易燃且易观察焦斑；蜡光纸反光强，用于探究材质影响；干草模拟原始取火场景||辅助工具|秒表（电子）|20个|精确记录点燃时间，误差≤0.1秒|||温度计（红外）|5个|测量焦点温度变化，直观展示能量聚集|||黑色卡纸（带刻度）|20张（30cm×30cm）|刻度辅助调节透镜与纸片距离（1cm分度值）||安全防护|防火垫|20块|3mm厚石棉垫，防止火星掉落引发意外|||护目镜|40副|防透镜反光刺伤眼睛|2预实验与问题预判课前我进行了3次预实验，发现以下关键问题并调整方案：问题1：阴天实验时，光照强度不足，30分钟未点燃纸片。→调整实验时间为晴天10:00-14:00（正午前后光照最强），若遇阴雨则使用500W卤素灯模拟太阳光（距离1.5米，确保平行光）。问题2：学生手持透镜时晃动，导致焦斑位置不稳定。→制作简易支架（用硬纸板折叠成三角架），固定透镜高度，减少人为误差。问题3：部分学生误将“焦点”理解为“透镜中心投影”，导致距离调节错误。→增加“寻找焦斑”的预操作环节：先让学生用透镜对准墙面，移动透镜直到出现最小最亮的光斑，标记此时的距离为“焦距”。04实验流程：从现象到原理的探究闭环1情境导入：从“生活疑问”到“科学问题”（5分钟）我手持一片凸透镜，展示提前拍摄的照片：“上周春游时，小明同学发现树下有烧焦的落叶，旁边躺着一个破碎的玻璃瓶。这是怎么回事？”学生七嘴八舌猜测“可能是阳光透过玻璃烧的”，我顺势提问：“普通玻璃片能聚光吗？凸透镜有什么特殊之处？今天我们就用实验来解开这个谜团。”2猜想假设：激活前概念（8分钟）发放凸透镜与凹透镜（提前标记），让学生通过“摸形状”“看字放大”“看窗外景物”三个活动区分两类透镜。学生很快发现：“凸透镜中间厚、边缘薄，看字会放大；凹透镜中间薄、边缘厚，看字会缩小。”接着引导猜想：“如果用凸透镜对准阳光，会发生什么？”学生可能提出：“光斑会变小”“纸片会变热”“可能被点燃”等假设，我将这些猜想写在黑板上，标注“待验证”。3实验设计：控制变量的思维训练（10分钟）“要验证猜想，需要设计实验。”我展示问题链：“哪些因素可能影响纸片是否被点燃？”学生讨论后总结出：光照强度、凸透镜焦距、透镜与纸片的距离、纸片材质、实验时间。接着引导他们设计对比实验：实验组1：固定光照（正午阳光）、透镜（焦距10cm）、纸片（A4纸），改变距离（5cm、10cm、15cm），观察哪一距离下最先点燃。实验组2：固定距离（10cm）、光照、纸片，更换焦距（10cmvs15cm），比较点燃时间。对照组：用凹透镜代替凸透镜，观察是否能聚光点燃。4操作实施：规范与安全并重（20分钟）操作前强调安全规则：“①透镜始终对准阳光，避免反光刺眼；②纸片下方垫防火垫，点燃后立即用湿抹布扑灭；③记录时保持安静，避免晃动支架。”学生以4人小组为单位，分工为“操作员”（持透镜）、“记录员”（填表格）、“计时员”（按秒表）、“安全员”（观察火情）。我巡回指导时，重点关注两点：焦斑寻找：提醒学生缓慢上下移动透镜，直到纸片上出现“最小最亮的光斑”，此时的距离即为焦距（约10cm）。有小组因透镜晃动找不到焦斑，我示范用支架固定后，他们很快掌握了技巧。数据记录：引导记录员填写《实验记录表》（见表1），不仅记录“是否点燃”，还要记录“光斑大小变化”“纸片温度上升速度”等细节。4操作实施：规范与安全并重（20分钟）表1凸透镜聚光实验记录表小组：______日期：______天气：______（晴/多云）|实验变量|距离（cm）|光斑大小（cm²）|温度（℃）（30秒时）|点燃时间（秒）|现象描述||----------------|------------|-----------------|----------------------|----------------|---------------------------||实验组1（焦距10cm）|5|2.5|42|未点燃|光斑大，纸片微热|||10|0.8|68|45|光斑最亮，纸片冒烟后燃烧|4操作实施：规范与安全并重（20分钟）||15|1.2|55|未点燃|光斑变模糊，温度上升慢||实验组2（焦距15cm）|10|1.0|62|60|光斑比10cm透镜大，点燃慢||对照组（凹透镜）|10|扩散成大光斑|30|未点燃|光斑分散，无明显升温|0102035数据分析：从现象到规律的跨越（12分钟）各小组汇报数据后，我用白板展示汇总表，引导学生观察规律：距离与点燃的关系：当透镜与纸片距离等于焦距（约10cm）时，光斑最小最亮，温度最高（68℃），45秒即点燃；距离过近或过远，光斑变大，温度降低。焦距与点燃的关系：焦距越小（10cm）的透镜，聚光能力越强（光斑更小），点燃时间更短（45秒vs60秒）。凹透镜的作用：凹透镜使光线发散，无法形成会聚光斑，纸片无明显升温。此时有学生提问：“为什么焦点处温度特别高？”这正是引出原理的最佳时机。05原理解析：从现象到本质的科学建模1光的折射：凸透镜的“聚光密码”我取出激光笔，在暗室中演示：当一束光穿过凸透镜时，光线向透镜中心偏折（折射现象）。“就像很多束光被凸透镜‘拉’向中间，最终会聚到一点——这就是焦点。”结合动画模拟（阳光→凸透镜→折射→焦点），学生直观看到“无数条光线会聚”的过程，理解“焦点处集中了更多光能，所以温度高”。2能量转化：从光能到热能的跳跃“光能到哪去了？”我用红外温度计测量焦点温度：初始25℃，10秒后38℃，20秒后55℃，30秒后68℃，40秒时纸片冒烟（约130℃），45秒点燃（约180℃）。“阳光中的光能通过凸透镜会聚，在焦点处转化为热能，当温度达到纸片的燃点（约130℃），就会燃烧。”学生恍然大悟：“原来凸透镜是‘光能收集器’！”3生活中的应用：科学与技术的联结“古人没有火柴，怎么取火？”我展示考古图片：“早在西周时期，中国人就用‘阳燧’（青铜凹面镜）聚光取火；而凸透镜取火更简单——你看，”我举起放大镜：“这就是一块凸透镜！”接着延伸到现代应用：太阳灶用凹面镜会聚阳光加热锅具，太阳能热水器用透镜阵列提高集热效率，甚至卫星上的太阳能板也利用了聚光原理。学生惊叹：“原来科学就在我们身边！”06总结拓展：从课堂到生活的延伸1知识总结：思维导图构建认知网络我用思维导图梳理本课重点（见图1），引导学生复述：“凸透镜→中间厚边缘薄→光的折射→会聚光线→焦点→能量聚集→温度升高→点燃纸片。”强调“焦点”“焦距”“折射”三个核心概念，确保知识系统化。图1凸透镜聚光实验思维导图（注：此处可插入手绘或PPT截图，展示“结构-现象-原理-应用”的逻辑链）2情感升华：科学探究的魅力“今天的实验，我们不仅验证了凸透镜的聚光特性，更体验了‘发现问题-猜想-实验-结论’的科学方法。”我指着黑板上的“待验证”猜想：“有些同学提到‘cloudy天能否点燃’‘用放大镜聚焦月光行不行’，这些问题值得课后继续探索。科学的魅力，就在于永远有新的疑问等待我们解答。”3课后任务：实践与思考的延续基础任务：用凹透镜和凸透镜分别对准阳光，观察光斑差异，拍摄对比照片。挑战