《制造彩虹》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学六年级上册

《制造彩虹》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）小学科学六年级上册一、学情分析本节课为《光》单元色散探究课时，学生在前序课时掌握光沿直线传播、光的反射知识，完成潜望镜制作实践，具备基础光学实验操作、光路建模能力。六年级学生普遍在雨后见过自然彩虹，能够说出彩虹拥有多种彩色，但存在三处核心认知误区：一是主观认为彩色是水滴自身产生，不清楚白色太阳光包含多种色光；二是无法理解彩虹形成的光学本质为光的色散，混淆光的反射、折射两种光学现象；三是难以建立“空中小水滴=无数微型三棱镜”的类比模型，无法将室内人造彩虹实验与自然彩虹形成原理对应。从探究能力层面分析，六年级学生可独立完成分组对比实验，能配合师问生答、图表记录、现象分析等课堂活动；动手操作三棱镜、水盆、喷雾瓶等器材的熟练度较高，具备如实记录实验现象、绘制光谱图表的基础能力。但学生对“折射改变光的传播方向”全新概念接触较少，抽象理解难度大于光的反射；小组实验中容易只关注彩色画面，忽略光线角度、光源强弱等变量对色散现象的影响，需要教师依托教材图文搭建分层探究支架，循序渐进纠正认知误区，贴合5-6年级学生由具象现象到抽象原理的认知发展规律。二、教材分析《制造彩虹》是教科版2026秋季新教材六年级上册第二单元《光》的核心探究课，承接《制作潜望镜》光的反射应用，开启光的色散全新知识板块，完善单元“光的传播—反射—色散”完整知识体系，聚焦物质科学领域“太阳光由多种色光组成”核心概念。教材正文分为四大探究板块，逻辑层层递进：第一板块为情境导入，搭配雨后彩虹实景配图，抛出核心探究问题“天空的彩虹从何而来，我们能否在室内制造人工彩虹”；第二板块为基础三棱镜分光实验，配有三棱镜色散光路示意图，标注红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光谱，文字明确“白光通过三棱镜发生折射，分解为多种彩色光，该现象称为光的色散”；第三板块为多方法制造彩虹实践，教材列举三种生活化实验方案：三棱镜分光法、水盆镜面折射法、水雾喷水法，分别配套操作示意图，标注每种实验的光源、器材、操作关键角度；第四板块为原理迁移拓展，对比自然彩虹与人造实验，讲解雨后空气中悬浮大量小水滴，每一颗水滴都相当于微型三棱镜，太阳光穿过水滴发生色散，形成天空彩虹，补充彩虹出现的光源、水汽、角度三大条件，附带课后拓展小实验：肥皂泡、光盘反光观察色散现象。教材编写以“现象猜想—标准实验验证—多方案实践—自然现象解释”为探究主线，摒弃单一演示实验，设计多组可自主操作的对比实验，引导学生通过多途径制造彩虹，归纳统一色散原理，实现实验室实验与自然光学现象双向关联，同步培养对比实验、模型类比、证据推理的科学思维，为初中光学折射知识铺垫基础。三、核心素养教学目标（一）科学观念1.知道白色太阳光属于复合光，包含红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光；准确说出光的色散定义：白光通过透明介质折射后分解为七色光的现象。2.理解三棱镜、水层、水雾水滴都能使白光发生色散，明确彩虹形成的三大必要条件：充足太阳光、空气中悬浮大量小水滴、观测者与太阳保持固定角度。3.区分光的反射、光的折射两种光学现象，清晰辨析潜望镜、彩虹分别依托的光学规律。（二）科学思维1.依托教材三棱镜光路示意图，运用模型类比思维，将空中小水滴类比为微型三棱镜，推理自然彩虹的形成完整过程。2.对比教材三种人造彩虹实验方案，分析不同器材实现色散的共同本质，归纳共性规律，培养归纳推理思维。3.针对“阴天不会出现彩虹”“背对太阳才能看见彩虹”等生活现象，结合色散原理开展逻辑解释，运用证据支撑观点。（三）探究实践1.规范操作三棱镜分光实验，清晰观察七色光谱，按顺序记录七种色光排列顺序，绘制色散光路简图。2.小组合作完成水盆镜面、水雾喷水两种拓展造彩虹实验，控制光源角度变量，对比不同实验的色散效果，填写实验对比记录表。3.能自主设计简易色散小实验，利用光盘、肥皂水等生活物品观察彩色分光现象。（四）态度责任1.实验过程中细致观察、如实记录彩色光带现象，不主观篡改实验观察结果，建立基于证据得出科学结论的严谨探究态度。2.感受自然光学现象的奇妙，愿意主动观察雨后彩虹、肥皂泡彩色纹路等生活色散现象，保持对光学现象持续探究的好奇心。3.小组实验中分工配合，节约用水、规范整理实验器材，树立爱护实验器材、节约资源的责任意识。四、教学重难点教学重点1.通过三棱镜实验认识光的色散现象，掌握太阳光由七种单色光混合而成的核心科学概念。2.掌握教材三种制造彩虹的实验操作方法，归纳色散现象的统一原理。教学难点1.理解光的折射是色散发生的根本原因，区分折射与反射两种光学现象。2.建立“小水滴=三棱镜”类比模型，运用色散原理完整解释天空自然彩虹的形成过程。五、教学过程（一）情境激趣导入，结合教材图片提出探究问题教师投影教材开篇雨后彩虹实景大图，播放短时长雨后彩虹实景短视频，开启全班互动问答，快速切入本节课主题。师：同学们，请仔细观察教材这幅彩虹图片，谁能描述一下彩虹的外观特征？

生1：彩虹是弯弯的弧形，有一层一层不同的彩色，颜色顺序固定不变。

生2：彩虹只会在下雨过后出现在天空，晴天看不到。

师追问：大家在雨后看见彩虹时，有没有思考过两个核心问题，也是教材开篇提出的探究疑问：第一，彩虹的彩色从哪里来？第二，不下雨时，我们能不能在教室里人为制造出彩虹？大家先进行同桌简单猜想交流。

学生同桌讨论后自由发言。

生3：彩色应该是雨水产生的，下雨才有水滴，所以才有彩虹。

生4：或许和太阳光有关，阴天没有太阳，就看不到彩虹。

师：大家的猜想分为两种，一部分同学认为彩色来源于水滴，一部分认为和太阳光相关，今天我们就完整研读教材全部实验内容，通过三组动手实验寻找证据，解开彩虹的彩色之谜。板书课题《制造彩虹》。设计意图：以教材原生彩虹实景图创设生活化情境，抛出教材自带核心探究问题，引发学生认知冲突，产生探究欲望；通过猜想交流，暴露学生原有认知误区，为后续实验纠正错误认知做好铺垫。（二）研读教材三棱镜分光实验板块，认识光的色散教师分发教材，指引学生聚焦教材第二板块三棱镜分光实验，投影放大教材三棱镜色散光路示意图，逐段讲解教材文字与配图，搭配分层师生问答突破核心概念。1.教材实验器材、操作规范解读师：教材这部分实验用到的核心器材是三棱镜，大家观察教材配图，三棱镜是什么外形？透明玻璃材质会对光线产生什么作用？小组内交流观察。

小组代表发言。

生5：三棱镜是三角形柱状透明玻璃，光线穿过玻璃会拐弯，和镜面反射不一样。

师：观察十分精准，光线穿过透明物质传播方向发生改变的现象，叫做光的折射，教材在示意图下方标注了这个新名词，请大家在教材上圈画“光的折射”四个字。潜望镜依靠镜面反射，彩虹依靠透明介质折射，两种现象本质不同，大家做好区分标记。教师板书对比表格，同步开展问答巩固：光学现象介质光线变化特点对应课程实验光的反射镜面（不透明）光线反弹折返制作潜望镜光的折射三棱镜、水（透明）光线穿过介质拐弯制造彩虹师提问巩固：潜望镜、彩虹分别依托哪一种光学现象？

生齐答：潜望镜是光的反射，彩虹是光的折射。2.教材光路示意图细致拆解，建立色散概念教师指向教材七色光带示意图，分步讲解光线变化全过程。师：教材示意图左侧是一束白色太阳光，垂直照射到三棱镜侧面，白色光线进入玻璃后发生第一次折射，光线向内弯折；光线到达三棱镜另一侧面射出空气时，发生第二次折射，白色光被拆分，投射墙面形成有序彩色光带。教材把这种白光分解为多种色光的现象，定义为“光的色散”，请大家齐读教材色散定义。

学生齐读教材定义后，教师开启递进推理问答：

师问题1：白色太阳光经过三棱镜后，分解出几种颜色？教材图中依次标注了哪些颜色？按顺序完整说出。

生6：七种，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，从外侧到内侧固定排列。

师问题2：白色光线能拆分出七种彩色，这直接证明了什么核心结论？结合现象推理。

生7：白色太阳光不是单一颜色的光，是七种彩色光混合在一起形成的复合光。

师小结：这就是本节课最核心的科学观念，教材通过三棱镜分光实验直接给出证据：太阳光为复合光，包含七色单色光，折射作用让混合的色光分开，形成彩色光带。

教师现场开展三棱镜演示实验，将阳光引入教室墙面，学生直观观察七色光谱，对照教材配图核对颜色排列顺序，在草稿纸上复刻教材光路简图，标注白光、三棱镜、七色光带。设计意图：以教材光路示意图为核心教具，通过表格对比区分反射、折射两种易混淆光学现象，阶梯式问答引导学生自主推理得出“太阳光是复合光”核心结论，结合现场演示实验，将抽象色散概念转化为直观视觉现象，突破本节课教学重点。（三）研读教材三种造彩虹方案，分组开展对比实验，互动分析实验共性教师指引学生阅读教材第三板块三种人造彩虹实验方案，依次解读教材水盆镜面法、水雾喷水法图文操作步骤，划分四人小组，每组自主选择两种方案开展分组实验，同步记录实验现象。1.教材方案分步解读+对应互动问答方案一：水盆镜面法（教材配图有水盆、清水、平面镜）教材原文操作：水盆装入大半清水，将平面镜斜放入水中，一半镜面浸入水下，一半露出水面；将水盆放置阳光下，调整水盆倾斜角度，墙面会出现七色彩虹光带。

师提问：这个实验中，水和镜面共同作用，哪一部分起到三棱镜的色散效果？

生8：水面和空气的交界水层，相当于透明三棱镜，光线穿过水发生折射分解。

师补充教材知识点：清水层替代三棱镜，实现光的色散，镜面仅起到反射作用，将拆分后的七色光投射到墙面。方案二：水雾喷水法（教材配图手持喷雾瓶背对太阳喷水）教材原文操作：背对太阳光站立，按压喷雾瓶持续喷出细密水雾，视线看向水雾区域，可直接观察空中短暂彩虹。

师互动提问：喷出的细小水雾，对应自然环境中的什么物质？类比三棱镜模型思考。

生9：每一颗小水珠，都相当于微型三棱镜，阳光穿过水珠折射色散，和三棱镜实验原理完全一致。

师重点强调教材关键操作要点：必须背对太阳，面朝水雾，正对太阳无法观察到彩虹，观测角度直接影响色散视觉效果。2.小组自主实验操作，现场互动答疑各组领取水盆、平面镜、清水、喷雾瓶、三棱镜器材，对照教材图文开展实验，教师巡回巡视，针对操作问题现场问答指导。

师（对喷水雾小组）：你们组喷出水雾看不到彩虹，对照教材操作要点检查，是什么操作失误？

小组代表：我们面朝太阳喷水，教材要求背对太阳，观测角度错误。

师引导调整：转过身背对光源，再次喷雾，仔细观察水雾中是否出现彩色光带，记录现象变化。

各组完成两种实验后，填写教材配套对比实验记录表，表格包含“实验器材、色散介质、是否出现七色光、操作关键”四项内容。3.全班汇总交流，归纳实验共性规律组织各组代表分享实验记录，开展集体归纳问答：

师提问：三棱镜、清水层、水雾小水珠三种不同介质，都能制造彩虹，三者实现色散的共同本质是什么？

生10：都是透明介质，太阳光穿过时发生光的折射，白光分解为七色光。

师总结板书共性规律：只要白色太阳光穿过透明介质发生折射，就会产生光的色散现象，形成彩色光带。设计意图：完整解读教材三套实验方案，依托类比、对比问答打通实验室实验与自然现象的关联；分组对比实验落实探究实践素养，通过汇总交流引导学生自主归纳色散统一原理，强化证据推理思维。（四）研读教材拓展板块，解释自然彩虹形成原理（难点突破）教师指引学生阅读教材第四板块自然彩虹拓展内容，结合前三组实验结论，搭建“水滴=三棱镜”类比模型，开展链式问答解释天空彩虹成因。师：雨后天空中漂浮大量细小水滴，结合我们刚刚三组实验的结论，谁能类比说明水滴起到什么作用？

生11：每一颗小雨滴都是微型三棱镜，太阳光穿过水滴发生折射色散。

教师分步拆解教材完整彩虹形成过程，同步连续提问引导学生梳理逻辑：

师问题1：雨后天空的光源是什么？

生：太阳光。

师问题2：色散介质是什么？

生：空气中悬浮的无数小水滴。

师问题3：光线穿过水滴发生哪种光学变化？

生：光的折射，白光分解七色光。

师问题4：为什么阴天不会出现彩虹？

生12：阴天没有充足太阳光，缺少复合光光源，无法发生色散。

师问题5：为什么彩虹只会出现在背对太阳的方向？结合水雾实验回答。

生13：色散后的七色光向背对太阳方向传播，只有背对光源才能接收彩色光带。

教师整合教材文字，完整复述自然彩虹形成全过程：雨后空气中留存大量液态小水滴，太阳光照射水滴时发生两次折射，白光色散分解为红橙黄绿蓝靛紫七色光，大量水滴同步完成色散，人站在背对太阳的位置，就能看到弧形彩虹。

教师拓展教材课后小实验：光盘反光、肥皂泡表面彩色纹路，都是光的色散现象，鼓励学生课后自主观察。设计意图：依托教材拓展文本，以链式推理问答搭建类比模型，将课堂人造实验原理迁移到自然彩虹现象，攻克本节课难点；同步拓展生活色散实例，打通课堂与生活观察的通道，激发持续探究兴趣。（五）小组交流辨析，区分光的反射与光的折射组织小组讨论，结合本单元两节课内容，完成辨析问答，巩固单元核心光学现象。师抛出对比问题：《制作潜望镜》、《制造彩虹》两节课的核心原理分别是什么？两种现象有什么根本区别？小组讨论后作答。

小组代表完整作答：潜望镜利用光的反射，光线被不透明镜面反弹；彩虹利用光