2026秋小学青岛版（五四制）科学四年级上册第五单元 地球的“伙伴”《24 制作简易无影灯》教学设计

2026秋青岛版（五四制）四年级上册科学《24制作简易无影灯》教学设计一、教材分析本课是青岛版（五四制）四年级上册第五单元地球的“伙伴”的收尾实践课，承接本单元光与影子的形成原理、光影变化规律等前置知识，属于新课标技术与工程实践范畴内容。课本原文核心内容：影子的形成需要光源、遮挡物和屏。单一光源照射物体时，会形成清晰的阴影区域；多个光源从不同角度照射同一物体时，阴影会被逐步冲淡、消除，由此形成无影效果。人们利用这一原理设计医用无影灯，保障手术顺利开展。本课指导学生利用简单材料，动手制作简易无影灯，理解无影灯工作原理，完成科学知识的生活化应用。教材以“认知原理—设计方案—动手制作—改进优化”为逻辑主线，兼顾理论探究与工程实践，既巩固光影核心知识点，又培养学生动手创造、问题优化的能力，贴合小学科学学以致用的教学理念。同时教材贴合小学生认知水平，弱化复杂光学公式，以直观现象、实操体验为核心，适合四年级学生探究学习。二、核心素养目标依据2022版小学科学课程标准，结合本课内容，确立四维核心素养目标：1.科学观念：掌握影子形成的必备条件，明确无影灯的工作原理，知道多光源多角度照射可淡化、消除物体阴影，了解无影灯在生活、医疗中的应用。2.科学思维：通过对比单一光源、多光源的光影效果，学会观察、对比、归纳实验现象，能自主分析阴影消除的原因，初步建立工程设计的优化思维。3.探究实践：能根据实验原理自主设计简易无影灯制作方案，熟练使用常见实验材料，独立或小组完成制作、测试、优化全过程，提升动手实践与合作探究能力。4.态度责任：感受光学知识对生活、医疗技术的推动作用，体会科学与技术的紧密联系，乐于动手创新，养成严谨细致、勇于改进的科学探究习惯。三、教学重难点1.教学重点：理解无影灯的工作原理，掌握简易无影灯的规范制作步骤，能成功制作出可淡化阴影的简易无影灯。2.教学难点：精准把控多光源的摆放角度与距离，通过调试优化，最大限度消除物体阴影，建立科学的工程优化思维。四、教学方法结合四年级学生学情，采用差异化分层教学方法，适配不同能力学生：1.演示法：教师直观演示单一光源、多光源光影对比实验，标准化展示无影灯制作流程，为学困生提供操作范本。2.探究实验法：学生分组自主开展光影对比实验，自主探究无影原理，适配中等层次学生的探究需求。3.小组合作法：4人小组分工协作（设计、操作、记录、调试），兼顾全员参与，培养合作能力。4.分层指导法：基础层学生完成基础制作，提高层学生自主调试优化、创新改造，实现因材施教。五、教学过程（40分钟）（一）情境导入，激趣质疑（5分钟）1.教师操作：播放医院手术无影灯工作短视频，展示日常台灯照射物体出现阴影、手术灯无明显阴影的对比画面。2.教师话术：同学们，大家平时写字、看书时，台灯底下会不会有铅笔、手指的影子？（等待学生集体回答）大家发现视频里医生做手术的灯，为什么几乎没有影子，不会遮挡手术视野呢？3.师生互动：随机抽取2-3名学生发言，鼓励学生大胆猜想。教师总结学生猜想，引出课本知识点：课本原文指出，单一光源照射遮挡物会形成阴影，多光源多角度照射可以冲淡阴影。今天我们就通过实验和制作，解开无影灯的秘密，亲手制作一台简易无影灯。4.设计意图：结合生活场景创设问题情境，激活学生已有光影知识，激发探究兴趣，明确本节课学习任务。（二）探究原理，解读课本（10分钟）1.回顾旧知，夯实基础教师话术：之前我们学习过影子的形成，谁能准确说出影子形成的三个条件？（点名学生回答）非常准确，课本明确标注：影子形成需要光源、遮挡物、承接面，三者缺一不可。2.对比实验，探究原理教师演示步骤一：拿出单个手电筒、一支铅笔、白色桌面（承接面），打开手电筒垂直照射铅笔，让全班学生观察桌面现象。教师话术：大家仔细观察，单一光源照射铅笔，桌面出现了什么？（学生回答：黑色阴影）这个阴影区域是光照不到的地方，这就是普通灯光产生阴影的原因。教师演示步骤二：增加第二个手电筒，从侧面不同角度同时照射铅笔，引导学生再次观察阴影变化。教师话术：现在我们增加一个光源，大家观察阴影有什么变化？（学生回答：阴影变淡、变小）如果我们再多几个光源，从更多角度照射，阴影会怎么样？3.总结课本核心原理教师朗读课本原文：多个光源从不同方向照射同一物体时，一个光源产生的阴影会被其他光源的光线照亮，阴影会逐渐消失，这就是无影灯的工作原理。医用无影灯就是利用大量光源多角度照射，彻底消除手术区域的阴影。4.分层提问：基础层学生复述无影灯基本原理；提高层学生思考：为什么单一光源无法消除阴影，多光源可以实现无影效果。（三）分层实操，制作调试（20分钟）1.材料准备（全员统一）：手电筒2-3个、纸杯/支架、胶带、铅笔、白色垫板2.教师示范标准制作步骤（统一讲解，细化操作）第一步：固定承接面，将白色垫板平整放在桌面，作为接收影子的平面。第二步：摆放遮挡物，将铅笔竖直固定在垫板中央，保持稳定不晃动。第三步：组装光源，用胶带将2个手电筒固定在支架上，保证两个光源呈45°夹角，对准铅笔。第四步：通电测试，同时打开两个手电筒，观察垫板上铅笔的阴影变化。第五步：微调优化，调整手电筒的高度、角度、距离，直到阴影最淡、几乎消失。3.学生分层实操要求基础层学生：严格按照教师示范步骤完成制作、测试，能观察并说出阴影变化现象即可。提高层学生：自主调整光源数量、角度，对比不同方案的无影效果，记录最优摆放方式，尝试创新固定支架。4.教师巡回指导话术对基础薄弱学生：别着急，先固定好铅笔，再慢慢调整手电筒角度，保证光线均匀照在物体上。对能力较强学生：你可以试试增加一个手电筒，看看无影效果会不会更好，记录你的调试方法。5.小组成果展示：随机抽取3组学生展示作品，分别说明制作过程和调试心得，全班互评。（四）课堂小结（5分钟）教师引导学生梳理本节课知识点：本节课我们通过实验探究，掌握了无影灯的工作原理，亲手制作了简易无影灯，明白了多光源多角度照射可以消除阴影，体会到科学原理在生活技术中的应用。六、作业设计（差异化分层）1.基础作业（全员完成）：回家后利用两个手机手电筒、小物件，再次演示无影灯实验，向家人讲解无影灯工作原理，巩固课本知识点。2.提升作业（选做）：优化自己的简易无影灯，增加光源数量、改进固定支架，拍摄对比视频，记录优化前后的阴影变化差异。3.拓展作业（选做）：查阅资料，了解医用无影灯的结构和特点，说说它和我们自制简易无影灯的区别。七、结语本节课我们立足光影基本原理，完成了从科学认知到工程实践的完整探究，亲手解锁了无影灯的科学奥秘。简单的光影现象，经过科学设计与改造，就能应用于医疗、生