小学一年级科学《神奇的影子》跨学科项目式学习活动设计

  小学一年级科学《神奇的影子》跨学科项目式学习活动设计

一、设计理念与理论依据

本教学设计立足于《义务教育科学课程标准（2022年版）》的核心素养导向，深度融合“做中学”、“玩中学”与“项目式学习”的先进理念，针对小学一年级学生的认知发展特点——具体形象思维为主、好奇心强、注意力持续时间有限、喜欢游戏和动手操作——进行系统构建。设计以“影子”这一儿童日常经验中熟悉又充满奥秘的自然现象为锚点，打破传统学科壁垒，有机整合科学、数学、语文、艺术（美术、戏剧）、体育与健康等多学科知识与技能，创设真实、有趣、富有挑战性的驱动性问题情境。活动强调在真实情境中发现问题、在合作探究中解决问题、在实践创造中应用知识，旨在引导儿童从被动接受者转变为主动的探究者和创造者。通过序列化、游戏化、综合化的活动任务，不仅帮助学生建构“光影”相关的核心科学概念（如影子产生的条件、影子变化的初步规律），更着力培养其观察、比较、测量、记录、表达、合作、创造等跨学科通用能力，以及敢于猜想、乐于探究、尊重证据的科学态度，实现知识习得、能力发展与素养提升的同步共生。

二、教学目标

（一）科学观念与跨学科理解

1.通过亲身观察与操作，能准确说出产生影子的两个必要条件：光和阻挡物。

2.在教师引导下，能初步感知并描述影子的大小、形状、方向会随着光源位置、物体姿态的变化而发生改变，并与光源方向相反。

3.建立“影子是光被物体挡住后形成的黑暗区域”这一初步的、符合儿童认知水平的科学模型。

4.理解影子现象与日常生活的联系（如日晷、皮影戏、遮阳等），萌发对自然现象的好奇心。

（二）科学思维与探究实践

1.能在教师指导下，对影子现象提出简单的、可探究的问题（如：影子为什么会变长变短？）。

2.学习使用感官和简单工具（手电筒、粉笔、尺子、身体等）进行有目的的观察和比较。

3.尝试用图画、简单符号、口语或肢体动作等多种方式记录和表达自己的观察发现。

4.经历“提出问题-猜想假设-设计简单实验-观察记录-交流结论”的简化版科学探究过程。

5.在小组活动中，初步学习倾听同伴意见、分工合作完成共同任务。

（三）态度责任与情感价值

1.激发对身边光影现象持续观察和探究的兴趣。

2.培养实事求是、认真细致的观察习惯，乐于分享自己的发现。

3.在影子创意游戏中体验科学之美、艺术之趣，增强想象力和创造力。

4.感受自然现象的规律性，体会科学与生活的紧密联系。

（四）语文、数学、艺术等学科素养渗透

1.语文：丰富与“光”、“影”相关的词汇量；学习有序、完整地描述观察过程和现象；聆听并理解与影子相关的故事、儿歌。

2.数学：运用“长、短”、“大、小”、“前、后、左、右”等空间方位词汇；进行非标准单位的简单测量与比较（如用脚掌、木棒测量影子长度）。

3.艺术：利用影子进行造型创作（影子画、手影戏）；感知光影构成的画面美感。

4.体育与健康：在户外影子游戏中发展身体协调性与空间感知能力。

三、教学重点与难点

教学重点：通过系列探究活动，亲身体验并理解影子产生的条件。

教学难点：初步感知影子大小、长短与光源位置（距离、角度）之间的动态变化关系，并能用语言进行简单描述。

四、教学准备

（一）环境与资源

1.一间可灵活调整光照的多媒体教室（配备遮光窗帘）。

2.晴朗天气下的户外平整场地（操场或中庭）。

3.大型白色投影幕布或洁净墙面。

4.智能平板电脑或实物投影仪，用于展示学生作品和记录。

（二）教师材料

1.强光手电筒（每组一个）。

2.各种不透光、半透光、透明的小物体（如积木、毛绒玩具、玻璃片、彩色塑料片等）。

3.皮影戏简易角色卡片及操控杆。

4.自制“影子变化”微动画或PPT。

5.背景音乐（用于营造活动氛围）。

6.奖励贴纸（“小小探索家”、“影子艺术家”等）。

（三）学生材料（按4-5人小组配备）

1.“影子探索”任务盒：内含手电筒1个、若干小物体（乐高小人、钥匙、树叶等）、白纸数张、记录夹板。

2.“影子创意”材料包：彩色粉笔（户外用）、黑色卡纸、白色蜡笔或粉笔（室内用）、安全剪刀、胶棒。

3.“我的影子日记”观察记录表（简化图文版）。

4.小组标志牌。

五、教学实施过程（共计4课时，约160分钟）

第一阶段：启动阶段——影子之谜（第1课时，40分钟）

（一）情境导入，提出问题（预计8分钟）

教师关闭教室主要光源，拉上遮光窗帘，营造昏暗环境。随后，打开一盏强光台灯，在灯前用手做出简单的动物手影（如小狗、小鸟），并将其投射在幕布上。

教师：“小朋友们，请看幕布上出现了什么？（学生：小狗！）它真的是一只小狗吗？它是什么？（引导学生说出“是手的影子”）对，这是影子。影子就像一位神奇的朋友，有时紧紧跟着我们，有时又躲起来。今天，我们就一起来揭开这位‘神奇朋友’的秘密。”

驱动性问题呈现：“关于影子，你想知道什么？”

鼓励学生自由提问，教师将关键词记录在黑板上或智慧白板上。典型问题可能包括：“影子是怎么来的？”“为什么我跑影子也跑？”“影子为什么有时候长有时候短？”“影子有颜色吗？”

（二）初探影子，聚焦核心（预计20分钟）

活动一：寻找影子

教师恢复室内正常光照。学生以小组为单位，在教室内利用自带或教师提供的物体（书本、笔盒、玩具等）和自带的小手电，尝试“制造”出影子。任务：看哪个小组能让更多的东西产生影子。

学生自由探索3-5分钟。期间，教师巡视，关注学生操作，并用问题引导：“你用什么找到了影子？”“你是怎么让它出现影子的？”“什么时候影子会消失？”

活动二：影子产生条件大猜想

各小组分享发现。教师引导全班聚焦核心问题：“要让影子出现，必须有什么东西？”

学生可能回答：“要有光”、“要有个东西挡着”。

教师呈现一组对比材料：透明玻璃杯、半透明毛玻璃杯、不透明陶瓷杯。请学生预测并实验：用同一手电筒照射，哪个杯子产生的影子最清晰？为什么？

通过对比实验，学生直观感受“阻挡光线”是形成清晰影子的关键。

师生共同小结，形成初步结论（以图文并茂的板书呈现）：“影子产生有两个好朋友：一个是‘光’，另一个是‘挡住光的物体’。两个好朋友在一起，影子就出现啦！”

（三）总结延伸，布置观察任务（预计12分钟）

教师播放一段简短的动画，展示一天中太阳位置变化下，大树影子长短和方向的变化。引发新思考：“看来，影子的秘密还有很多。影子会变魔术吗？它怎么变？”

发放“我的影子日记”记录表（第一页）。任务：请学生在接下来一天中的两个不同时间（如上午课间和下午放学后），在家长的帮助下，找一个固定的地方（如家门口空地），用粉笔或绳子描下自己影子的轮廓，并画下当时太阳的大致位置。或者，观察并画下身边某个固定物体（如路灯杆、滑梯）在不同时间影子的样子。

第二阶段：探究阶段（一）——影子变变变（第2课时，40分钟）

（一）分享观察，引入新知（预计10分钟）

学生展示交流“影子日记”的发现。教师选取有代表性的记录，利用实物投影展示。

聚焦问题：“比较你的两次记录，影子有什么不一样？（长短、方向）”“猜猜看，为什么同一个你，影子会发生变化？”

引导学生将影子的变化与观察时记录的太阳位置（或时间）联系起来。引出本课探究主题：影子会怎么“变”？

（二）合作探究，发现规律（预计25分钟）

活动一：手影变变变

学生回到小组，利用手电筒和幕布（或墙面）。任务一：不改变手电筒的位置，只变化手的形状，看看影子发生了什么变化？学生尝试做出不同手影，观察影子形状随之改变。结论：影子的形状和物体本身的形状有关。

任务二：保持手做同一种动物形状不变，慢慢移动手电筒（上下、左右、远近），仔细观察幕布上的影子发生了什么变化？教师提供引导性问题：“当手电筒离你的手越来越近时，影子是变大了还是变小了？”“当你把手电筒从左边移到右边，影子朝哪个方向动？”

学生操作、观察、讨论。教师巡视指导，提醒学生进行有序观察和记录（可以用简单的箭头和大小符号在记录纸上标注）。

活动二：我是影子测量师（户外/室内模拟）

如果条件允许，移至户外阳光充足处。小组选择一个物体（如一个玩具小熊），用粉笔描下它在当下阳光下的影子。然后，用小木棍、脚掌等作为非标准单位，测量并比较影子长度。接着，尝试用纸板等为物体制造一个“新影子”（改变光照角度或部分遮挡），再次测量。

若在室内，则利用固定光源（投影仪或强光灯），小组通过移动物体与光源的距离，用绳子或纸条测量并记录影子长度的变化。

核心发现：光源位置（方向、高低、远近）的改变，会让影子的大小、长短和方向发生改变。光源越高，影子可能越短；光源越近，物体影子可能越大；影子总在背对光源的一侧。

（三）梳理巩固，概念建构（预计5分钟）

回到教室，各小组派代表用语言和动作演示他们的发现。教师利用微动画或动态PPT，系统演示光源移动与影子变化的对应关系，强化科学概念。

师生共同总结口诀：“光在左，影在右；光在上，影在下；光近影大，光远影小。”（配合手势）

完成“影子日记”相关部分的记录。

第三阶段：探究阶段（二）与深化阶段——影子的创意与应用（第3-4课时，80分钟）

（一）影子艺术创想（第3课时，40分钟）

活动一：大地影子画（户外）

在晴朗天气的操场上，学生以小组为单位，利用身体、体育器材（呼啦圈、跳绳等）或教师提供的镂空模板，合作摆出有趣的造型，让阳光将影子投射在地面。其他组员迅速用彩色粉笔沿着影子轮廓进行描画创作。完成后，为这幅“大地影子画”起一个名字，并小组合影。

活动二：室内影子剪贴画/刮画

在教室内，将物体放在黑色卡纸或涂有黑色颜料的纸上，用手电筒从侧面照射，用白色蜡笔或粉笔沿影子轮廓描画，形成剪影效果。或者，在刮画纸上，利用光影轮廓进行创意刮画。创作主题可以是“我的神奇动物朋友”、“夜晚的城市剪影”等。

此活动将科学观察与艺术创作深度融合，让学生感受光影塑造形状的魅力。

（二）影子剧场与故事会（第4课时，前20分钟）

活动：小小皮影师

教师介绍中国传统的皮影艺术。小组利用教师提供的简易皮影卡片（或学生自制的简单皮影），在投影幕布后尝试操作。任务：编排一个简短的故事场景（如“兔子与乌龟赛跑”、“小鸟飞翔”），利用光影变化（如远近表现跑来跑去，上下表现飞翔）来表演。

小组排练后，进行简短展示。其他学生作为观众，欣赏光影表演，并猜测故事内容。此活动融合了戏剧、语言表达与科学原理的应用。

（三）影子与生活（第4课时，后20分钟）

讨论与拓展：

1.智慧古人：教师展示日晷图片或模型，讲解古人如何利用影子计时。引导学生联系之前学习的影子方向变化知识进行理解。

2.生活应用：讨论生活中哪些地方利用了影子或需要避开影子？（如：戴遮阳帽、打伞防晒；医生做手术时用的无影灯；建筑师设计楼房考虑采光和阴影区。）

3.科学阅读：分享与影子相关的绘本故事片段（如《走开，大黑兔！》、《影子》），进行简单的阅读与讨论。

4.挑战与展望：提出新问题：“彩色的光会产生彩色的影子吗？”“水里有影子吗？”“怎么才能让影子消失？（多个光源）”鼓励有兴趣的学生在课后继续探究。

六、教学评价设计

本设计采用嵌入教学全过程的、多元化的表现性评价，强调评价的发展性、激励性和诊断性功能。

（一）过程性评价

1.观察记录：教师使用检核表，在教学过程中观察并记录学生的参与积极性、操作规范性、合作交流情况、提问与回答的质量。

2.作品评价：对“影子日记”、“大地影子画”、“影子剪贴画”、“皮影表演”等成果进行评价。评价标准侧重创意、完成度、所体现出的对光影关系的理解，而非纯粹的技巧优劣。可采用“星级评价”或“点赞墙”等儿童友好形式。

3.口语评价：在小组分享和全班交流环节，关注学生描述现象的条理性、语言的准确性以及倾听他人意见的表现。

（二）总结性评价

设计一份简单的、以游戏和图画为主的“影子探险家通关卡”，涵盖本单元核心概念的理解（如连线题：将光源、物体与对应的影子连线；情境判断题：图中哪个小朋友能找到自己的影子等）和简单的能力检测（如：请画出太阳在头顶时，小树的影子大概在哪里）。

（三）学生自评与互评

在活动结束后，引导学生用简单的符号或表情（如笑脸、星星）对自己在“爱观察”、“爱动手”、“爱发言”、“爱合作”等方面的表现进行自评。小组内可以进行简单的互评，说说同伴在活动中最棒的一点。

七、教学反思与特色创新

（一）深度反思

1.学生中心与主动建构：整个设计以学生的真实问题和直接经验为起点，通过层层递进的探究活动，让概念在动手做和动脑想中自然建构，避免了知识的灌输。

2.跨学科的无痕融合：科学探究是主线，但测量、记录、描述、创作、表演等活动自然地融入了数学、语文、艺术等学科元素，实现了知识的综合应用与能力的整体提升，符合低年级儿童整体认知世界的特点。

3.游戏化与情境化：“探索家”、“测量师”、“艺术家”、“皮影师”等角色设定，以及大地画、影子剧场等活动形式，极大地激发了低年级学生的内在动机，使学习过程充满乐趣和成就感。

4.差异化教学考虑：任务设计具有开放性（如