小学苏教版四年级科学上册 第四单元《光与影》教案

第四单元光与影

12.光源

【教材分析】

本课是第四单元光与影》的开篇基础课，是学生光学体系的启蒙课时。本课承接学生日常光

影生活经验，核心认识光源的科学定义，区分自然光源与人造光源、冷光源与热光源，辨别发光

物体与反光物体。教材以生活光影场景导入，通过观察辨析、分类探究、实例研讨，实现“现象

感知一概念建立一分类辨析一生活应用”的完整探究链条，为本单元影子形成、透光材料探究、

皮影戏原理学习奠定核心概念基础。

【学情分析】

四年级学生生活中熟悉太阳、灯光、火光等发光现象，能直观感知明亮物体，但没有光源的

科学概念，容易将月亮、镜子等反光物体误认为是光源。学生擅长直观观察和简单分类，但无法

区分自主发光与反射发光，对自然光源、人造光源的分类标准模糊，对冷光源、热光源的发光差

异认知不足，抽象辨析能力有待提升。

【核心素养分析】

［科学观念］

1.知道光源是自身能发光且正在发光的物体，掌握光源科学定义；

2.能区分光源与反光物体，明确月亮、镜子不是光源；

3.会按照来源、发光特点区分自然光源、人造光源、冷光源、热光源。

［科学思维］

通过多组物体对比辨析、分类归纳，提炼光源的核心特征，区分不同类型光源的差异，形成

对比辨析、归类总结的科学思终。

［探究实践］

完成发光物体观察、光源辨别分类、反光物体辨析等探究活动，能独立判断生活物体是否为

光源，规范完成光源分类记录。

［态度责任］

1.严谨观察、细致辨析，养成求真务实的科学观察习惯；

2.感受光对生活、自然、生命的重要意义，体会光学科学的价值；

3.了解光源的发展历程，感受科技进步改善人类生活。

【教学重点】

掌握光源的科学定义，能准确辨别光源与反光物体，熟练区分不同类型光源。

【教学难点】

L精准把握光源核心特征：自身发光、正在发光；

2.破除认知误区，准确区分反光物体与光源；

3.理解冷光源与热光源的发光差异及生活应用特点。

【教具准备】

［教师教具］

各类发光与反光物体实物、光源分类科普课件、昼夜光影短视频、冷热光源对比视频、多媒

体课件。

［学生分组器材］

蜡烛、手电筒、小镜子、荧光贴、光源辨析卡片、分类记录单。

【教学过程】

一、导入新课

［教师活动］播放昼夜光影变化短视频，提问：白天世界明亮、夜晚漆黑，是什么让我们看到

光亮？月亮亮晶晶的，它自己会发光吗？引出本节课课题《光源》C

［学生活动］观看视频，结合生活经验自由发言，猜测光亮的来源，对月亮是否发光产生认知

冲突。

1

［设计意图］依托昼夜生活情境导入，创设认知冲突，激发学生光学探究兴趣，聚焦光源核心

问题。

二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）

（一）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦内容，梳理学生生活认知，抛出核心问题：什么样的物体才是光源？

发亮的物体都是光源吗？光亮从何而来？讲解初步认知：能自主发光的物体才能称作光源。

［羊生活动］思考核心问题，对比生活发亮物体，初步区分自主发光与反光现象，明确本课探

究目标。

［设计意图］纠正生活模糊认知，建立光源探究框架，明确学习重难点。

（二）探索板块

1.建立光源科学概念

［教师活动］出示太阳、灯火、手电筒、月亮、镜子等物体，对比演示发光差异。精准讲解定

义：自身能够发光、且正在发光的物体叫做光源。重点强调：依靠反射发亮的物体不是光源。

［学生活动］观察对比各类物体发亮原理，识记光源核心判定标准，排除月亮、镜面等反光物

体。

［设计意图］精准建立科学概念，破除生活认知误区，夯实知识基础。

2.光源分类探究

［教师活动］出示两组分类标准，分步引导探究：按来源分为自然光源、人造光源；按发光特

点分为热光源、冷光源。逐一举例讲解各类光源特点，下发分类卡片，指导学生分组分类、填写

记录单。

［学生活动］小组合作完成光源分类，区分太阳、萤火虫等自然光源，电灯、蜡烛等人造光源;

对比蜡烛、灯泡热发光、荧光、LED冷发光的差异，完成分类记录。

［设计意图］通过分类探究细化认知，系统掌握光源类别，培养分类归纳能力。

3.光源与反光物体辨析实验

［教师活动］组织小组实操：打开手电筒照射镜面，观察镜面发亮现象，引导学生分析•：镜面

光亮来自手电筒反射.，自身不发光，不属于光源。巡视指导，强化判定逻辑。

［学生活动］分组实操观察，验证反光物体不发光的特点，熟练掌握光源判定方法。

［设计意图］通过实操验证，直观突破难点，彻底厘清光源与反光物体的区别。

（三）研讨板块

［教师活动］出示3个研讨问题，组织小组讨论后全班交流总结规律：

研讨问题1：判定一个物体是不是光源的核心条件是什么？

研讨问题2：月亮、镜子为什么不是光源？我们看到的光亮来自哪里？

研讨问题3：自然光源和人造光源、冷光源和热光源各有什么特点？

［学生活动］小组汇报结论，总结光源两大核心条件；明确反光物体依靠反射光源发亮；归纳

各类光源的来源、发光温度差异，结合生活实例补充说明。

［设计意图］系统梳理知识规律，实现实操感知到科学原理的升华，落实科学观念。

（四）拓展板块

［教师活动］播放人类照明光源发展科普视频，从火把、油灯、白炽灯到LED冷光源，展示光

源科技进步；布置拓展任务：课后搜集生活中的冷光源、热光源实例，分类记录。

［学生活动］观看视频，感受光源科技发展，体会科学改善生活，记录课后探究任务。

［设计意图］拓宽科技视野，延伸课后探究，落实态度责任素养。

三、课堂小结

今天我们科学认识了光源，自身能够发光且正在发光的物体才是光源，依靠反射发亮的月亮、

镜子都不是光源。按照来源，光源分为太阳、萤火虫等自然光源和电灯、手电筒等人造光源；按

照发光特点，分为蜡烛、白炽灯等发热发光的热光源和LED、荧光等不发热的冷光源。我们要掌

握光源的核心判定标准，精准辨析生活中的光源与反光物体，同时感受光学科技的发展给生活带

来的便利。

【板书设计】

2

光源

1.光源定义：自身发光、正在发光的物体

2.易错辨析：月亮、镜子一反光，不是光源

3.光源分类

按来源：自然光源、人造光源

按特点：热光源、冷光源

4.核心：自主发光是判定唯一标准

13.影子

【教材分析】

本课是笫四单元光与影》笫2课，承接上一课光源知识，聚焦影子的形成条件与变化规律，

是光学核心规律探究课。教材以生活影子现象为切入点，通过影子形成实验、影子变化对比实验,

探究影子产生的必备条件，以及光源位置、物体距离对影子大小、长短、方向的影响，实现“现

象观察一条件探究一变量实验一规律总结”的完整探究链条，为后续透光材料探究、皮影戏原理

应用奠定核心实验与理论基础。

【学情分析】

四年级学生每天都能看到阳光下、灯光下的影子，具冬丰富的生活经验，知道有光才有影子,

但不清楚影子形成的完整条件。学生能直观发现影子会变化，但无法精准总结变量规律，自主开

展控制变量对比实验的能力不足，容易同时改变多个条件，导致实验结论不准确，对“光沿直线

传播形成影子”的底层原理理解较为抽象。

【核心素养分析】

［科学观念］

L知道影子形成需要光源、不透明遮挡物、承接面三个条件；

2.理解影子方向、长短、大小随光源位置、物体距离变化而改变；

3.初步感知光沿直线传播是影子形成的底层原理。

［科学思维］

通过多组控制变量对比实验，对比不同变量下的影子变化，推理光源、物体与影子的关联规

律，形成严谨的变量推理思维。

［探究实践］

完成影子形成验证实验、光源位置变量实验、物体距离变量实验，能规范控制单一变量，观

察、记录、分析影子变化规律。

［态度责任］

1.严格遵守实验规则，控制单一变量，养成严谨求实的实验习惯；

2.善于观察生活光影现象，发现生活中的科学规律；

3.体会光影变化的规律性与趣味性，激发自然科学探究热情。

【教学重点］

通过对比［验，掌握影子形成的三个条件，总结影子随光源、物体变化的规律。

【教学难点】

1.精准控编单一变量开展对比实验，排除无关条件干扰；

2.理解光源高低、远近、方位对影子长短、大小、方向的不同影响；

3.初步理解光沿直线传播与影子形成的内在关联。

【教具准备】

［教师教具］

光影变化科普视频、手电筒、不透明积木、白色承接屏、太阳影子变化示意图、实验示范视

频、多媒体课件。

［学生分组器材］

手电筒、不透明小摆件、白色卡纸屏、实验记录单、变量对比表格。

【教学过程】

3

一、导入新课

［教师活动］播放早晚人影长短变化短视频，提问：为什么阳光下我们会有影子？为什么早上、

中午的影子长短不一样？无光环境下会有影子吗？引出本节课课题《影子》。

［学生活动］观看视频，结合生活经验自由发言，猜测影子形成原因与变化因素，产生探究欲

望。

［设计意图］以学生熟悉的日光影子变化导入，贴合生活实际，聚焦影子形成与变化核心问题。

二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）

（-）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦内容，梳理学生生活认知，抛出核心问题：影子的形成需要哪些必

备条件？影子的大小、长短、方向受什么因素影响？引导学生大胆猜想，明确本课探究方向。

［学生活动］结合生活经验猗想影子形成条件与变化因素，记录猜想内容，准备实验验证。

［设计意图］激活前置经验，以猜想驱动探究，明确实验探究目标。

（二）探索板块

1.探究影子形成的必备条件

［教师活动］组织三组对照实验：有光源无遮挡物、有遮挡物无光源、光源+遮挡物+承接面，

对比有无影子的现象。讲解影子形成完整条件：光源、不透明遮挡物、承接影子的平面，三者缺

一不可。

［学生活动］分组完成三组对照实验，观察对比现象，验证猜想，熟记影子形成三个必备条件。

［设计意图］通过对照实验实证，精准落实影子形成条件，夯实基础认知。

2.变量一：光源位置对影子的影响

［教师活动］固定物体与承接屏位置，改变光源高低、左右方位，示范影子长短、方向变化。

明确单一变量要求，指导学生分组实验、记录数据与现象。

［学生活动］小组规范操作，控制单一变量，观察记录：光源越高影子越短，光源越低影子越

长，影子方向与光源方向相反。

［设计意图］落实控制变量实验，探究光源变量对影子的影响规律。

3.变量二：物体与光源距离对影子的影响

［教师活动］固定光源、承接屏位置，改变遮挡物体远近，示范影子大小变化，强调全程只改

变物体距离一个变量，纠正多变量操作错误。

［学生活动］分组实验探究，记录现象：物体靠近光源，影子变大；物体远离光源，影子变小,

总结距离变化规律。

［设计意图］分层完成两组核心对比实验，培养学生规范的变量探究能力。

（三）研讨板块

［教师活动］出示研讨问题，组织小组讨论后全班交流总结：

研讨问题1：影子形成的三个必备条件是什么？缺一可以形成影子吗？

研讨问题2：光源高低、方位变化，影子会发生什么变化？

研讨问题3：物体与光源的距离远近，如何影响影子大小？

［学生活动］小组汇报实验结论，完整复述影子形成条件；精准归纳光源位置.、物体距离对影

子长短、方向、大小的影响规律，结合日光影子实例佐证。

［设计意图］梳理实验规律，整合探究结论，实现实操到理论的升华。

（四）拓展板块

［教师活动］播放•天中太阳光影变化动态演示视频，结合本课规律解释早晚影子长、正午影

子短的自然现象；布置拓展任务：课后观察一天中树影变化，记录光影变化规律。

［学生活动］观看演示视频，运用新知解释自然现象，记录课后观察探究任务。

［设计意图］链接自然生活现象，学以致用，延续课后探究兴趣。

三、课堂小结

今天我们通过对照实验探究了影子的秘密，影子形成必须同时具备光源、不透明遮挡物、承

接面三个条件，三者缺一无法形成影子。影子的方向始终与光源相反，光源越高影子越短，光源

越低影子越长；在光源固定时，物体靠近光源影子变大，远离光源影子变小。生活中一天的日影

4

变化，正是太阳光源位置不断改变形成的，科学实验中必须严格控制单一变量，才能得出准确的

探究规律。

【板书设计】

影子

1.形成三条件：光源+不透明遮挡物+承接面

2.光源位置影响

光源高一影子短；光源低一影子长

影子方向与光源方向相反

3.物体距离影响

近光源一影子大；远光源一影子小

14.透光材料

【教材分析】

本课是第四单元光与影》第3课，承接影子形成原理，聚焦不同材料的透光特性，是单元知

识的细化探究课。本课核心通过对比实验，依据透光能力将材料分为透明、半透明、不透明三类,

探究三类材料的透光差异与成像特点。教材以生活门窗、灯罩、遮光布等素材导入，通过直观透

光实验、现象对比、生活应用研讨，实现“现象观察一分类探究一规律对比一生活应用”的探究

链条，既解释不同物体影子深浅差异的成因，也为皮影戏道具选材、光影应用提供科学依据。

【学情分析】

四年级学生生活中能直观感知玻璃透光、木板不透光，但没有透光材料的科学分类标准。学

生能发现不同物体透光效果不同，但无法区分透明、半透明、不透明的层级差异，容易混淆半透

明材料的透光特点。学生具备基础对比实验能力，但在观察透光强弱、光影深浅细微差异时不够

细致，难以精准归纳三类材料的透光规律与应用场景。

【核心素养分析】

［科学观念］

1.知道材料按透光能力可分为透明、半透明、不透明三类；

2.掌握三类材料的透光特点、成像效果与影子深浅差异；

3.了解三类透光材料在生活、生产中的合理应用。

［科学思维］

通过透光对比实验，观察光影细微差异，对比归纳三类材料的透光规律，形成层级分类、细

致辨析的科学思维。

［探究实践］

完成多类材料透光对比实验、光影观察、分类记录等探究活动，能规范操作透光实验，精准

区分三类透光材料。

［态度责任］

1.细致观察实验细微现象，养成严谨细致的科学观察习惯；

2.明白材料特性决定用途，体会科学服务生活的价值；

3.学会根据透光需求合理选择生活材料。

【教学重点】

通过对比实验，区分透明、半透明、不透明三类材料的透光特点与光影效果。

【教学难点】

1.精准区分半透明材料的透光、遮光中间特性；

2.结合材料透光特点，解释生活选材的科学原理；

3.理解材料透光性与影子深浅、清晰度的关联规律。

【教具准备】

［教师教具］

各类透光材料实物、透光对比示范视频、生活透光材料应用课件、光影深浅对比图、多媒体

课件。

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［学生分组器材］

手电筒、透明玻璃片、塑料磨砂片、纸巾、木板、卡纸、透光实验记录单。

【教学过程】

一、导入新课

［教师活动］出示玻璃窗、磨砂灯罩、遮光窗帘图片，提问：为什么窗户用玻璃透光、灯罩用

磨砂、窗帘能遮光？不同材料挡住光线的效果一样吗？引出本节课课题《透光材料》。

［学生活动］观察图片，结合生活经验对比不同材料的透光差异，自由发言猜想材料透光特点。

［设计意图］依托生活选材情境导入，聚焦材料透光差异，激发探究兴趣。

二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）

（一）聚焦板块

［教师活动］'出示教材聚焦内容，衔接上i课影子知识，抛出核心问题：为什么有的物体影子

深、有的影子浅、有的几乎没有影子？材料的透光能力分为哪几类？不同透光材料有什么特点？

［学生活动］关联影子深浅现象，思考材料与光影的关联，明确本课分类探究目标。

［设计意图］衔接旧知、聚焦新知，建立光影与材料特性的关联认知。

（二）探索板块

1.规范透光对比实验

［教师活动］统一实验标准：固定手电筒亮度、照射距离、承接屏位置，依次更换不同材料遮

挡光源，观察透光程度、光影清晰度。示范观察方法，强调对比细微差异，如实记录现象。

［学生活动］熟记实验规范，明确单一变量要求，掌握透光现象观察要点。

［设计意图］规范实验操作，保证对比实验公平准确，突破观察难点。

2.三类材料透光探究实验

［教师活动］指导学生分组完成三组材料透光实验，逐一引导归纳特点：透明材料光线完全透

过、无影子；半透明材料部分透光、影子模糊浅淡；不透明材料光线无法透过、影子清晰浓重。

巡视各组，指导细微现象观察。

［学生活动］小组分工实验，依次测试玻璃、磨砂片、纸巾、木板等材料，观察透光效果与影

子深浅，填写实验记录单，初步归纳三类材料特点。

［设计意图］通过实证对比，直观建立三类透光材料的科学认知。

（三）研讨板块

［教师活动］出示研讨问题，组织小组讨论后全班交流总结：

研讨问题1：透明、半透明、不透明材料各有什么透光特点？

研讨问题2：三类材料对应的影子效果分别是什么？

研讨问题3：生活中为什么要选用不同透光能力的材料？

［学生活动］小组汇报结论，精准复述三类材料透光、成像、影子特点；举例生活选材：窗户

玻璃透明透光、灯罩磨砂柔光、窗帘不透明遮光，解释选材原理。

［设计意图］梳理实验规律，链接生活应用，落实科学观念与应用能力。

（四）拓展板块

［教师活动］播放变色玻璃、调光玻璃科普视频，展示特殊透光材料的智能特性；布置拓展任

务：课后观察家中透光、半透明、遮光材料，分析其选材用途。

［学生活动］观看视频，了解新型透光材料，拓宽认知视野，记录课后观察任务。

［设计意图］拓展前沿材料案例，丰富认知，引导学生学以致用。

三、课堂小结

今天我们通过对比实验，学会了按透光能力给材料分类。透明材料可以让光线完全透过，几

乎没有影子，适合用于窗户、镜片；半透明材料只能透过部分光线，影子浅而模糊，适合用于灯

罩、磨砂玻璃，起到柔光效果；不透明材料完全阻挡光线，会形成清晰浓重的影子，木板、布料、

金属都属于这类，可用于遮光、防护。生活中根据不同需求选择对应透光材料，是材料特性服务

生活的科学体现C

【板书设计】

透光材料

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1.透明材料•：光线全透、元影

实例：玻璃、透明塑料

2.半透明材料：部分透光、影子浅模糊

实例：磨砂玻璃、纸巾、灯罩

3.不透明材料：完全遮光、影子清晰浓重

实例：木板、金属、厚布料

4.应用：按需选材.、特性决定用途

15.皮影戏

【教材分析】

本课是笫四单元光与影》收官综合课，是单元光影知识的整合应用与文化拓展课。本课整合

光源、影子形成条件、影子变化规律、透光材料特性四大单元核心知识，聚焦传统皮影戏艺术，

探究皮影戏的科学成像原理、影像大小调节方法，通过动手制作、实景演绎实现“知识整合一原

理应用一动手实践一文化传承”的完整教学链条。既巩固单元所有光学规律，乂融合传统文化教

育，实现科学与人文的融合育人。

【学情分析】

四年级学生己经系统掌握光源判定、影子形成条件、影子变化规律、透光材料分类等单元知

识，具备扎实的理论基础和光影实验操作能力。学生大多见过皮影戏，对传统民俗艺术兴趣浓厚,

但无法拆解皮影戏背后的光学原理，不会自主调节影像大小、清晰度，动手制作与实景演绎的统

筹能力不足，难以实现知识的综合ii移应用。

【核心素养分析】

［科学观念］

1.知道皮影戏利用光沿直线传播、影子形成的科学原理；

2.明白皮影、幕布、光源的选材依据是透光材料特性；

3.掌握影像大小、清晰度的调节方法，整合单元光影规律。

［科学思维］

通过拆解皮影戏成像原理、调节影像变量，整合单元碎片化知识，形成知识迁移、综合应用

的系统思维。

［探究实践］

完成简易皮影制作、光影调试、皮影戏演绎等实践活动，能自主选材、调节变量、完成完整

光影表演，熟练应用单元光学知识。

［态度责任］

1.耐心制作、细致调试，养成严谨细致的实践探究习惯；

2.了解皮影戏非遗文化，感受传统民俗艺术的科学魅力；

3.体会科学与艺术的融合，增强传统文化传承意识。

【教学重点］

理解皮影装的光学原理，掌握影像大小、清晰度的调节方法，综合应用单元光影知识。

【教学难点】

1.整合多单元知识，系统拆解皮影戏成像、调光、选材的完整原理；

2.精准调节光源、皮影、幕布距离，控制影像大小与清晰度；

3.将碎片化光学知识灵活迁移到实景表演实践中。

【教具准备】

［教师教具］

传统皮影戏完整表演视频、皮影制作示范视频、幕布、光源、成品皮影道具、光影调节示意

图、多媒体课件。

［学生分组器材］

半透明塑料,片、卡纸、剪刀、小木棍、手电筒、白色幕布、彩笔、制作记录单。

【教学过程】

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一、导入新课

［教师活动］播放经典传统皮影戏片段，提问：精彩的皮影戏是怎么演出来的？白色幕布上的

人影是什么？它用到了我们学过的哪些光影知识？引出本节课课题《皮影戏》。

［学生活动］欣赏皮影戏表演，感受传统艺术魅力，自由猜测皮影戏背后的科学原理，关联本

单元光影知识。

［设计意图］以非遗艺术情境导入，融合美育与科学教育，激发探究与创作兴趣。

二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）

（-）聚焦板块

［教师活动］出示教材聚焦内容，整合单元知识，抛出核心问题：皮影戏的成像原理是什么？

为什么皮影要用半透明材料？怎样调节幕布影像的大小和清晰度？引导学生整合旧知、大胆猜想。

［学生活动］回顾光源、影子、透光材料知识，结合皮影戏现象思考核心问题，建立知识整合

探究意识。

［设计意图］系统整合单元知识，明确本课综合应用、实践创新的探究目标。

（二）探索板块

1.拆解皮影戏科学原理

［教师活动］分步拆解原理：光源提供光线、半透明皮影作为遮挡物、白色幕布作为承接面，

依靠光沿直线传播形成影子，就是皮影戏的成像原理。讲解选材逻辑：皮影用半透明材料r影像

柔和清晰；幕布透光均匀，适合呈现影像。

［学生活动］系统理解皮影戏完整光学原理，关联影子三条件、透光材料特性，理清选材科学

依据。

［设计意图］实现单元知识系统化整合，落实综合科学观念。

2.探究影像大小、清晰度调节方法

［教师活动］示范变量调节实验，固定幕布，分别改变皮影与光源、皮影与幕布的距离，演示

影像大小、清晰度变