《模拟科学实验：项目1 小孔成像》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册

《模拟科学实验：项目1小孔成像》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册教学背景2026年秋季北京版新版小学信息技术教材聚焦跨学科融合与数字化实践应用，强化信息技术与科学、传统文化、探究实践的深度结合。《模拟科学实验》主题单元立足小学高段学生认知特点，依托数字化虚拟实验平台，打破传统科学实验的器材、场地、安全局限，引导学生用信息技术手段探究自然科学规律。五年级学生已具备基础的电脑操作能力，掌握简单的软件操作、界面点击、参数调节技能，同时在科学课程中初步接触光的传播相关常识，但对小孔成像的科学原理、成像规律缺乏系统认知，也未掌握利用数字化工具模拟科学实验的方法。本课作为单元首个探究项目，旨在搭建信息技术与物理光学的跨学科桥梁，让学生跳出单纯的软件操作学习，体验“数字化建模—虚拟实验—探究规律—总结应用”的完整探究流程，培养学生数字化探究与科学思辨能力。教材分析《小孔成像》是北京版新版五年级信息技术全一册跨学科主题学习主题7《模拟科学实验》的首个项目内容，是整个单元的基础探究课程。教材内容紧密围绕“数字技术赋能科学探究”核心，分为四大模块：一是小孔成像的历史渊源，介绍我国古代墨子发现小孔成像的传统文化知识；二是虚拟实验平台的操作方法，讲解实验界面功能、参数调节、实验启停操作；三是核心探究内容，通过改变物距、像距、小孔大小等变量，观察成像变化规律；四是知识拓展与实践应用，结合生活实例讲解小孔成像的实际用途。本课教材编排遵循“认知—操作—探究—总结”的递进逻辑，打破了传统信息技术课重操作、轻思维的模式，将软件操作、变量探究、科学原理、传统文化融为一体。既是对学生基础电脑操作能力的巩固提升，也为后续《镜面反射》项目的变量探究、虚拟实验操作学习奠定方法基础，同时落实了新课标跨学科实践、数字化创新的核心要求，是培养学生信息素养与科学探究素养的关键课时。核心素养目标结合2022版信息技术新课标及北京版新版教材要求，立足五年级学生学情，围绕信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四大核心素养制定目标：信息意识能够感知数字化虚拟实验相较于传统实物实验的优势，主动借助信息技术工具探究光学科学现象；精准识别虚拟实验中的变量信息、成像现象信息，养成主动观察、精准记录实验数据的良好信息素养。计算思维通过控制变量法开展虚拟实验，能够梳理物距、像距、小孔大小与成像效果的逻辑关联；学会通过对比实验现象、分析实验数据，归纳总结小孔成像的核心规律，初步建立变量控制、逻辑推理的思维模式。数字化学习与创新熟练掌握小孔成像虚拟实验平台的基础操作，能够独立完成实验参数调节、现象观察、数据记录；能够结合实验结果自主分析成像原理，尝试用数字化方式呈现实验结论，实现信息技术与科学探究的融合应用。信息社会责任了解小孔成像的中国古代科学成就，增强民族文化自信；规范使用虚拟实验软件，养成严谨求实的科学探究态度，树立用数字技术探索科学、服务生活的创新意识。教学重难点教学重点掌握小孔成像虚拟实验平台的操作方法；通过虚拟实验观察并总结小孔成像的核心特点，理解小孔成像的基本原理。教学难点理解物距、像距、小孔大小等变量对成像大小、清晰度、亮度的影响；学会运用控制变量法开展数字化探究实验，建立数字化实验与科学原理的关联思维。教学过程情境导入，激趣启思教师展示教材开篇图文素材：古代房屋小孔透光成像、传统针孔相机成像图片，结合教材原文内容提问导入。师：同学们，教材中提到早在两千多年前，我国古代学者墨子就发现了一个神奇的光学现象，谁能结合课本内容说一说这个现象是什么？生：光通过小孔后，会在墙面形成倒立的景物影像，这个现象叫做小孔成像。师：大家观察课本上的成像图片，对比我们平时看到的物体，小孔成的像有什么不一样的地方？生：小孔成的像是倒立的，和原物体的方向相反。师：大家观察得非常仔细！传统的小孔成像实物实验容易受光线、器材精度影响，现象不明显。今天我们就借助信息技术虚拟实验平台，精准探究小孔成像的秘密，解锁古人的科学智慧。设计意图：依托教材原生图文素材与历史知识点导入，贴合教材编排逻辑，结合学生熟悉的生活与历史情境，激发探究兴趣，自然引出本课数字化实验探究主题，同时渗透传统文化教育。新知讲解，熟悉平台教师带领学生精读教材本课第一板块内容，逐句讲解教材定义、实验器材、平台功能，落实教材基础知识点。教材明确指出：小孔成像的本质是光沿直线传播，光线穿过小孔后，物体上端的光线投射到光屏下方，物体下端的光线投射到光屏上方，因此形成倒立的实像。教师展示小孔成像虚拟实验平台界面，结合教材标注的界面分区，逐一讲解：实验主体包含光源（蜡烛）、小孔挡板、光屏三大核心部件；操作面板包含小孔大小调节、物距调节、像距调节、实验重置、数据记录五大功能模块。师：结合课本内容，大家思考一下，什么是物距？什么是像距？生：物距是蜡烛到小孔挡板的距离，像距是小孔挡板到光屏的距离。师：非常准确！教材中强调，虚拟实验的核心优势是可以精准控制每一个变量，让实验现象更直观。接下来我们就按照教材的实验步骤，一步步开展探究。设计意图：深耕教材文本内容，逐点落实教材基础知识点，让学生明确实验原理与操作依据，避免脱离教材盲目操作；通过师生问答梳理核心概念，夯实知识基础。分层探究，突破重难点教师结合教材实验探究任务，设计三组分层虚拟实验，引导学生以小组为单位，运用控制变量法操作平台，观察现象、记录数据，完成教材配套探究任务。同时出示简易实验变量分析表，辅助学生梳理实验结果。实验组别控制不变变量改变变量成像大小成像清晰度成像亮度实验1小孔大小、像距不变改变物距实验2小孔大小、物距不变改变像距实验3物距、像距不变改变小孔大小探究物距对成像的影响（教材核心探究任务）教师指导学生固定小孔大小、光屏位置（像距不变），前后移动蜡烛改变物距，观察光屏成像变化，填写表格。师：当我们把蜡烛靠近小孔，物距变小，大家观察到像发生了什么变化？生：光屏上的像变大了，亮度稍微变亮。师：如果蜡烛远离小孔，物距变大，成像又有什么变化？生：像变小了，亮度稍微变暗。探究像距对成像的影响（教材拓展探究任务）教师指导学生固定蜡烛位置、小孔大小，移动光屏改变像距，观察成像变化。师：光屏远离小孔，像距变大，成像大小如何改变？清晰度有没有变化？生：像变大了，但是图像稍微变模糊，亮度变暗。探究小孔大小对成像的影响（教材重难点探究任务）教师指导学生固定物距、像距，调节小孔大小，对比成像效果。师：结合课本知识，大家说说小孔过小、过大分别会出现什么问题？生：小孔太小，成像很清晰但是亮度太暗；小孔太大，成像变亮但是模糊，会失去倒立的效果。教师结合教材原文总结：小孔成像的清晰程度与小孔大小密切相关，适宜大小的小孔才能呈现清晰、倒立的实像。设计意图：严格按照教材探究任务分层设计实验，借助表格辅助学生梳理变量与成像规律的关联，通过层层师生问答引导学生自主发现规律；将信息技术操作与科学探究思维结合，突破本课难点，培养学生控制变量的探究思维与数据归纳能力。案例分析，学以致用教师讲解教材生活拓展案例：针孔相机、树荫下圆形光斑、日食观测简易装置，结合小孔成像原理分析现象成因。师：夏天我们在大树下看到的圆形光斑，是什么形成的？生：是太阳通过树叶缝隙形成的小孔成像，所以圆形光斑是太阳的像。师：非常正确！教材中提到的针孔相机，就是利用小孔成像原理制作的，没有镜头也能成像，这就是数字化实验探究的科学价值，能帮我们解释生活中的自然现象。教师引导学生结合实验结论，自主梳理小孔成像完整规律，完成教材课堂练习题：简述小孔成像的特点及影响成像效果的因素。设计意图：依托教材生活案例，实现知识从实验探究到生活应用的迁移，深化学生对原理的理解，落实学以致用的教学目标，强化跨学科融合效果。课堂小结本节课我们依托北京版新版教材内容，借助数字化虚拟实验平台，完成了小孔成像的完整探究学习。首先了解了小孔成像的历史起源，知晓我国古代的科学成就；其次熟练掌握了虚拟实验平台的操作方法，明确了物距、像距、小孔大