小学三年级综合实践活动《光与影的奥秘》项目式学习导学案

小学三年级综合实践活动《光与影的奥秘》项目式学习导学案

一、项目背景与设计理念

本项目基于长春版三年级上册综合实践活动课程内容，围绕“神奇的影子”这一核心主题，进行深度拓展与重构。我们秉持“做中学”与“跨学科融合”的课程改革理念，将科学探究、技术工程、艺术创造与语言表达有机整合。项目设计旨在引导学生从日常生活中的光影现象出发，通过为期两周的系列探究活动，经历“发现问题—提出猜想—设计方案—动手实践—反思改进—成果展示”的完整项目式学习cycle。本项目不仅关注学生对光影科学概念的理解，更着力于培养其观察能力、问题解决能力、团队协作能力以及创新思维，最终实现综合素养的全面提升。课程设计强调真实情境的创设，让学生在趣味十足的探索中，领悟科学的本质，感受技术与工程的价值，体验艺术创作的美感，并能用规范的语言进行表达与交流，从而达成深度学习的目标。

二、项目主题与适用学段

【优化后标题】小学三年级综合实践活动《光与影的奥秘》项目式学习导学案

适用年级：小学三年级

三、项目学习目标

依据《中小学综合实践活动课程指导纲要》及三年级学生认知发展特点，本项目旨在通过“光与影”的探索，达成以下四个维度的目标，并以【重要】标注核心素养着力点。

（一）价值体认【重要】

通过在小组内分享自己与影子的故事，以及在班级中展示探究成果，获得有积极意义的价值体验。在了解皮影戏等传统光影艺术的过程中，初步感知中华优秀传统文化的魅力，增强民族自豪感。在探究活动中，养成尊重事实、乐于分享、善于合作的科学态度和团队意识。

（二）责任担当【重要】

围绕“如何让影子更清晰”或“如何制造出特定形状的影子”等具体任务，初步形成对个人在小组中完成任务的责任感。在利用身边材料进行创作时，逐步树立节约资源、变废为宝的环保意识，并对自己的学习过程和成果进行初步的自我管理。

（三）问题解决【核心·非常重要】

1.能够从“影子”这一日常现象中，发现并提出自己感兴趣且值得探究的问题，如“影子为什么有时长有时短”“影子为什么总是黑的”等。

2.能够针对“影子的形成条件”这一核心问题，通过实验设计、动手操作等方式，寻找证据，并尝试用自己理解的语言解释其中的原理，形成对光的直线传播与遮挡关系的初步认知。

3.能够在制作“影子时钟”或设计“影子剧场”剧本的活动中，综合运用科学、数学、艺术等学科知识，创造性地解决设计和制作过程中遇到的技术难题，如“如何让手影动物的关节活动起来”。

（四）创意物化【高频考点】

1.通过小组合作，利用卡纸、木棍、透光材料等简单材料，设计和制作至少一件与光影相关的作品，如简易日晷模型、皮影戏角色、光影小玩具或创意摄影作品。

2.能够清晰地用口头语言，结合自己的作品，向他人解释其中蕴含的光影原理，展示探究过程与成果。

四、项目核心概念与知识图谱

本项目涉及的关键知识点与概念体系如下，明确标注其在认知和理解上的重要等级。

（一）【基础概念】影子的形成条件

1.光源：能够自行发光的物体。自然界最大的光源是太阳，生活中还有手电筒、灯光等。

2.遮挡物（物体）：在光传播路径上，不透明或半透明的物体，它会阻挡光线的继续前进。

3.承接面（屏）：影子所在的背景表面，如地面、墙壁、桌面等。

只有当光源、遮挡物和承接面三者同时存在，并且遮挡物位于光源和承接面之间时，才能形成清晰的影子。

（二）【重点与难点】影子的变化规律

1.方向变化：影子的方向总是与光源的方向相反。光源在左，影子在右；光源在上方，影子在下方。

2.长短变化：【非常重要·高频考点】光源的位置（角度）会影响影子的长短。光源越倾斜（如清晨和傍晚的太阳），影子越长；光源越接近垂直照射（如正午的太阳），影子越短。光源的高度决定了影子的长度。

3.形状变化：影子的形状与物体的侧面形状以及光源的照射角度密切相关。同一个物体，从不同方向照射，可以得到形状完全不同的影子。手影游戏就是利用了这一原理。

4.大小变化：【重要】在光源与遮挡物距离固定的情况下，遮挡物离光源越近，影子越大；遮挡物离光源越远，影子越小。光源离遮挡物越近，影子越大；光源离遮挡物越远，影子越小。

（三）【拓展知识】光的特性与光影应用

1.光的直线传播：光在均匀介质中沿直线传播。这是形成影子的根本原因。影子的清晰程度与光源的性质有关，点光源（如手电筒）形成的影子边缘清晰；面光源（如日光灯）形成的影子边缘模糊，甚至出现本影和半影现象（不作深入探究，可作为观察点）。

2.半透明与透明物体：透明物体（如玻璃）可以让光全部通过，不形成影子或影子极浅；半透明物体（如描图纸）只能让部分光通过，会形成浅淡的影子。

3.光影的创造性应用：【热点】从古代的计时工具“日晷”、传统的民间艺术“皮影戏”，到现代的摄影艺术、舞台灯光设计，甚至科幻电影中的光影特效，都是人类对光影规律的智慧运用。

五、项目活动周期与整体框架

本项目计划用2周（约4-6课时）完成，分为四个阶段：准备与启动阶段、探究与发现阶段、设计与制作阶段、展示与评价阶段。

六、教学准备

教师准备：多媒体课件（包含日晷、皮影戏、手影视频，以及各种光影图片）、手电筒（每小组至少2个）、白纸或白色纸板（作为承接面）、各种形状的小物件（积木、文具、剪纸图案）、记录单。

学生准备：课前观察并记录自己一天中在不同时间段的影子，画出简图；收集身边可用于制作光影作品的废旧材料（如卡纸、吸管、小木棍、透明塑料片等）。

七、教学实施过程（核心环节）

这是整个导学案的核心，详细呈现了项目推进的每一步骤，确保学生能够在教师引导下，深度参与到学习活动中来。

（一）阶段一：情境创设与问题生成（启动课·1课时）

目标：激发学生对“影子”现象的好奇心，唤醒已有经验，聚焦核心探究问题。

过程：

1.游戏导入，唤醒经验：【重要】教师组织学生在教室或操场玩“踩影子”或“手影变变变”的游戏。在阳光下或强光手电的照射下，让学生自由追逐彼此的影子，或者尝试用手做出各种动物的形状投影在墙上。游戏结束后，引导学生分享感受：“在游戏中，你发现了影子的什么秘密？”学生可能会提到“影子总是跟着我”“我的影子被我踩住了”“我用手做的小鸟影子飞起来了”。教师将这些零散的发现写在黑板上，作为探究的起点。

2.视频激趣，拓宽视野：【热点】播放一段精心剪辑的视频集锦，内容包括：古老的日晷计时、精美的皮影戏表演、现代艺术家的光影涂鸦、以及利用影子拍摄的创意摄影作品。播放后提问：“视频中的这些影子，和刚才我们玩的影子有什么不一样？它们让你产生了什么新的疑问？”引导学生从欣赏过渡到思考，激发他们探索影子背后奥秘的欲望。

3.头脑风暴，生成问题：【非常重要】各小组围坐一圈，在组内交流自己在课前观察影子的记录和观看视频后的想法，将感兴趣的问题写在便利贴上。教师巡视，鼓励每个孩子都发言。随后，请各小组将便利贴贴在班级的“问题墙”上。教师引导学生对问题进行分类整理，例如：“哪些问题是关于影子形状的？”“哪些是关于影子颜色的？”“哪些是关于影子变化的？”“哪些是关于影子应用的？”通过这个过程，师生共同提炼出本项目的几个核心驱动性问题：

（1）影子到底是怎么形成的？需要哪些条件？

（2）为什么影子有时候长，有时候短？有时候大，有时候小？

（3）我们能像视频里那样，用影子来演一场戏或者制作一个时钟吗？

4.明确任务，组建团队：【基础】教师根据提炼出的核心问题，宣布本次综合实践活动的项目任务：“探寻光与影的奥秘，并利用我们发现的规律，小组合作完成一个‘光影创意工坊’作品。作品可以是‘简易日晷’、‘皮影小剧场’、‘光影故事绘本’或‘创意手影画’。”学生根据自己的兴趣选择项目主题，形成新的项目小组（每组4-6人）。各小组推选组长，确定组名，并初步讨论后续的活动计划。

（二）阶段二：科学探究与规律发现（探究课·2课时）

目标：通过控制变量的实验，亲历科学探究过程，理解影子的形成条件与变化规律，解决第一阶段生成的疑问。

过程：

1.探究一：影子产生的“秘密”——【基础概念验证】

（1）猜想与假设：各小组讨论，尝试回答“产生影子需要什么”。教师提示：可以从“光”“物体”“背景”三个方面去思考。学生可能会说“要有光”“要有手挡住光”“要在墙上”等。

（2）实验设计与操作：【非常重要】教师为每组提供手电筒、积木、白纸。提出挑战：“请你们利用这些材料，尝试制造出清晰的影子。然后，试着拿走其中一样，看看影子还在不在。”学生分组实验，分别尝试去掉光源（关上手电筒）、拿走遮挡物（积木）、移开承接面（白纸）。记录每次操作后的现象。

（3）分析与结论：实验后，全班交流。学生很容易得出结论：影子需要光、物体和背景同时存在。教师顺势引出科学概念——光源、遮挡物、屏。并引导学生总结：影子的形成，是因为光沿直线传播，被不透明的物体挡住了，在物体后面的屏上就形成了一个暗区，这就是影子。【核心概念形成】

2.探究二：影子变化的“奥秘”——【重点·难点突破】

（1）聚焦问题：教师引导：“现在我们已经能制造影子了，但影子像个魔术师，总在变。它为什么会变？它可能和什么因素有关？”引导学生回顾“踩影子”游戏中，影子长短的变化，提出与“光源位置”和“物体位置”有关的假设。

（2）探究影子方向与长短的变化（模拟太阳）：

【实验操作1：固定物体，改变光源位置】每组在纸上画一个点作为物体（如一块积木）的固定位置。用手电筒模拟太阳，分别从物体的左侧、右侧、上方（垂直）、斜上方（模拟清晨/傍晚）照射。观察并记录影子的方向、长短发生了什么变化。

【数据分析与结论】小组内讨论实验现象。教师在黑板上汇总各组的发现。引导学生得出：【非常重要·高频考点】影子的方向与光源方向相反；光源斜射时影子长，垂直照射时影子短。将这一发现与一天中太阳高度变化导致影子长短变化的自然现象联系起来。

（3）探究影子大小与形状的变化：

【实验操作2：固定光源，改变物体位置】保持手电筒（光源）位置和照射角度不变。让学生拿着积木（遮挡物），从靠近光源的地方，慢慢向白纸（屏）移动。观察并记录白纸上影子的大小变化。

【实验操作3：固定光源，改变物体侧面】保持手电筒和积木的位置不变。但转动积木，用不同的面对着手电筒（例如，先用宽的一面，再用窄的一面）。观察影子的形状变化。也可以使用不同形状的镂空剪纸进行照射，观察影子形状与剪纸形状的关系。

【分析与结论】学生通过观察会发现：【重要】物体离光源越近，影子越大；离光源越远，影子越小。影子的形状不仅与物体本身的形状有关，更与物体被照射的那个侧面有关。教师此时可以引入手影游戏的原理，让学生恍然大悟。

3.拓展与思考：【热点】教师展示几张具有“本影”和“半影”现象的图片（如灯光下的手影，边缘有深有浅），提问：“为什么有的影子边缘清晰，有的模糊？这可能和什么有关？”引导学生注意到实验中使用的手电筒是一个“点状”光源，而教室里的日光灯是长条状的“面光源”，从而初步感知光源大小对影子清晰度的影响，为后续高阶学习埋下伏笔。但本课不作强行要求，仅作为观察和讨论的点。

（三）阶段三：创意设计与工程实践（制作课·1-2课时，可与课后结合）

目标：运用所学的光影规律，各小组围绕自选项目，进行工程设计、原型制作与测试改进，将知识转化为创意作品。

过程：

1.方案设计：【非常重要】各小组根据第一阶段选择的项目方向，召开“工程会议”。教师提供《项目设计方案》引导框架，包括：我们的作品名称、要解决的问题（或要实现的创意）、所需材料清单、制作步骤图、小组分工。例如：

（1）“皮影小剧场”小组：需要设计故事角色（画图、剪裁）、设计关节连接方式（如何让手和脚动起来）、设计幕布和光源位置。

（2）“简易日晷”小组：需要寻找圆形底板、确定中心立针（晷针）的高度、思考如何在阳光下标记不同时间的刻度。

（3）“光影故事绘本”小组：需要设计故事场景，思考如何利用光的透过与遮挡，让每一页的画面在光下呈现出不同的影子效果。

（4）“创意手影画”小组：需要构思画面构图，思考如何利用身体的各个部位组合成特定的影子形象，并用摄影的方式记录下来。

教师巡回指导，帮助各小组完善方案的可行性，特别是材料的选择和技术的实现路径。

2.原型制作：各小组根据设计图，利用自备材料和教师提供的工具（剪刀、胶水、胶带、木棍等），开始动手制作。教师在此过程中扮演“技术支持工程师”和“安全督导员”的角色，鼓励学生遇到问题时先组内讨论解决，解决不了的再求助。例如，“皮影小剧场”小组可能会遇到“人物站不稳”“关节不灵活”等问题，教师引导他们思考“是不是可以用两脚钉代替胶水”“是不是在人物脚下加一个支撑棍”。

3.测试与迭代：【工程实践核心】作品初步完成后，进行测试。

（1）“皮影小剧场”在幕布后进行表演测试，检查影子是否清晰，角色运动是否自如，故事演绎是否流畅。

（2）“简易日晷”拿到阳光下进行实地测试，每隔一段时间标记影子落在底板上的位置，并记录相应时间，检验其准确性。

（3）“光影故事绘本”在灯光下逐页翻看，检验光影效果是否达到预期设计。

（4）“创意手影画”在灯光下反复调整姿态和手部位置，直到拍出满意的照片。

测试后，小组进行反思：“我们的作品有什么缺点？哪里可以改进？”根据反思结果，对作品进行修改和完善。这个过程可能重复多次，是培养工程思维和工匠精神的关键环节。

（四）阶段四：成果展示与多元评价（展示课·1课时）

目标：搭建交流平台，分享探究成果与学习体会，通过自评、互评和师评，实现学习的深化与升华。

过程：

1.展区布置：【重要】将教室划分为几个区域：“皮影戏表演区”“日晷展示与体验区”“光影故事阅读区”“创意手影摄影展区”。各小组将自己的作品精心布置在对应区域，准备好向“观众”讲解和演示。

2.项目成果发布：【核心高潮】

（1）轮流体验与讲解：全班分成几个小组，轮流到各展区进行参观体验。每个展区由创作者负责担任“讲解员”和“引导员”。例如，“皮影小剧场”的小组成员现场表演一段自编的皮影戏，并讲解：“我们利用了光沿直线传播的原理，这个人物的影子是通过……做出来的，它的胳膊能动是因为我们用了两脚钉连接。”“简易日晷”小组的成员会邀请同学站在阳光下，观察晷针的影子投在哪个刻度上，并解释：“根据我们这几天的观察和标记，我们发现影子方向的变化是跟太阳的位置有关的，这就是古人计时的智慧。”

（2）教师引导互动：在每个展区，教师作为“首席观众”，提出一些富有启发性的问题，引导参观的学生与创作者深入交流。例如：“如果我想让这个皮影的影子变大，应该怎么做？（创作者可以移动角色靠近光源演示）”“你们的日晷在今天下午还能用吗？为什么？（引导思考太阳运动规律）”

3.学习反思与评价：

（1）自我评价：每位学生完成一份《我的光影探索之旅》学习反思单。内容包括：我学到了什么关于影子的新知识？我在小组合作中做了什么贡献？在制作作品时，我遇到了什么困难，是怎么解决的？我还想继续研究关于影子的什么问题？【重要·素养落地】

（2）小组互评：【非常重要】各小组根据项目过程中的合作表现和最终成果，对其他小组的作品进行星级评价和一句话点评。评价维度可包括：科学性（影子原理是否正确）、创意性（作品构思是否巧妙）、美观性（作品制作是否精致）、合作性（讲解是否清晰有团队精神）。

（3）教师综合评价：教师根据观察记录、作品质量、反思单以及小组互评结果，对每个项目小组进行总结性点评。重点表扬学生在探究过程中的努力、创意以及解决问题能力的提升，肯定每一个作品的独特价值，并颁发“最佳科学探究奖”“最佳创意设计奖”“最佳团队合作奖”“最佳工程实践奖”等具有仪式感的奖项，让每个孩子都获得成就感。

八、学习评价设计

本项目采用过程性评价与终结性评价相结合的多元评价体系，全面、客观地反映学生的学习成效。

（一）过程性评价（占比60%）

1.观察记录（15%）：【基础】学生在阶段二探究实验中的参与度、操作规范性、记录单的完整性和真实性。教师通过巡视观察和收集记录单进行评价。

2.方案设计（15%）：【重要】阶段三中，各小组提交的《项目设计方案》的科学性、可行性和创意性。重点考察能否将科学原理应用于设计。

3.合作参与（30%）：【非常重要】小组成员在课堂讨论、实验、制作等各个环节的参与程度、沟通协作能力以及解决冲突的能力。通过教师日常观察和组内成员互评获得。

（二）终结性评价（占比40%）

1.作品质量（25%）：【热点·高频考点】

（1）科学原理的正确体现（例如，日晷的影子方向、长短是否合理；皮影戏是否清晰地展示了影子的形成）。

（2）作品的完整性与功能性（作品是否完成，能否实现其预设的功能，如皮影能动、日晷能指示大致时间）。

（3）创意与审美（作品构思是否新颖独特，外观是否整洁美观）。

2.成果展示与答辩（15%）：【重要】在成果发布会上，小组成员能否清晰、准确地介绍作品的科学