小学三年级科学皮影戏非遗探究实验教学设计

小学三年级科学皮影戏非遗探究实验教学设计一、教学背景与设计缘起皮影戏作为我国首批国家级非物质文化遗产，集绘画、雕刻、文学、音乐、表演于一体，承载着中华民族数千年的智慧与审美。2025年秋季学期，冀人版科学三年级上册教材在“光与影子”单元中编排了关于影子形成条件的探究内容，这为将皮影戏引入科学课堂提供了天然的契合点。三年级学生正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的初期，他们对光影现象有着天生的好奇，但抽象思维能力尚未充分发展。传统教学中，教师往往通过手电筒照射物体来演示影子的形成，这种方式虽然直观，却缺乏文化温度与持续探究的驱动力。将皮影戏作为实验载体，既能完成课程标准要求的“知道影子形成的条件”这一核心概念，又能在动手操作中渗透非物质文化遗产教育，实现科学素养与人文素养的协同发展。本教学设计以“制作一副能动的皮影”为主线任务，围绕“影子是怎么形成的”“如何让皮影的影子更清晰”“怎样让皮影动起来”三个递进式驱动问题展开，让学生在真实的问题情境中经历“提出问题—作出假设—实验验证—得出结论—迁移应用”的完整科学探究过程。二、教学目标与核心素养指向依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》中关于“物质科学领域”的内容要求，结合冀人版教材编写特点，本课教学目标设定如下：科学观念目标：学生通过动手实验，知道影子的形成需要光源、遮挡物和屏三个基本条件，理解光源位置变化会引起影子长短、方向、大小的改变。科学思维目标：在对比实验中学习控制变量的方法，能够基于观察到的现象进行简单推理，初步建立“条件—结果”的因果关联思维。探究实践目标：能够按照实验步骤完成皮影的制作与调试，如实记录实验现象，用语言或图画描述自己的发现。态度责任目标：在体验皮影戏表演的过程中，感受非遗文化的魅力，产生对传统文化的亲近感与保护意识。三、教学重难点与突破策略教学重点：通过实验归纳影子形成的三个条件，发现光源与遮挡物距离变化对影子大小的影响规律。教学难点：控制变量法的初步理解与规范操作，以及将实验结论迁移到皮影戏表演的真实情境中。突破策略：采用“问题串”引导法，将复杂任务分解为三个递进式探究环节；使用对比实验记录单帮助学生外化思维过程；借助小组合作表演的形式，让知识在应用中自然深化。四、教学准备教师准备：皮影戏表演视频片段（约2分钟）、自制皮影演示道具一套、多媒体课件、暗室窗帘设备、实验记录单每组两份。学生分组材料（每组4人）：半透明硫酸纸一张、黑色卡纸两张、竹签四根、双面胶一卷、剪刀一把、手电筒一个、白色幕布一块（A3纸大小）、橡皮泥若干。环境准备：教室窗户安装遮光帘，确保实验时段可以营造半暗环境；实验桌摆放均匀间隔，避免小组间光源互相干扰。五、教学过程第一环节：光影奇缘——创设情境引入（约8分钟）上课铃响后，教师不急于开口，而是播放在暗环境中制作的简易皮影表演视频。视频中，一只剪纸蝴蝶在光源与幕布之间扇动翅膀，影子随之翩翩起舞，配合传统的皮影戏配乐，营造出浓郁的非遗氛围。视频播放结束后，教师拉开通窗帘，教室恢复明亮。教师提问：“刚才我们看到的蝴蝶影子为什么会动？它和我们平时在路灯下看到的自己的影子有什么相同和不同？”学生自由发言，教师将关键词板书在黑板一侧：“光源、遮挡物、幕布、影子会动”。教师出示一副真正的皮影——用牛皮雕刻的武将形象，让学生传看观察。学生触摸皮影，发现它是半透明的、有镂空花纹、关节处用线连接。“皮影戏的老艺人们用这样一副皮影，加上一盏油灯、一块白布，就能演出一台大戏。今天，我们也来当一次小小非遗传承人，自己动手做一副皮影，并探究皮影戏背后的科学秘密。”教师相机出示课题：探究皮影戏里的光影秘密。设计意图：以真实皮影表演视频和实物激趣，将科学问题自然嵌入非遗文化情境中，引发认知冲突——为什么影子会动？影子到底是怎么来的？第二环节：探秘影子——实验探究影子形成条件（约15分钟）教师提出问题：“要得到皮影的影子，我们需要哪些条件？”学生结合生活经验猜测：“需要光”“需要皮影挡住光”“需要在墙上或者布上才能看到”。教师不做评判，引导学生用实验验证。实验一操作指令（教师演示后学生分组操作）：每组领取一个手电筒、一张黑色卡纸人形、一张白色纸板。请尝试让卡纸人形的影子出现在白色纸板上。完成后，尝试遮住手电筒、移走卡纸人形、撤走白色纸板，观察影子的变化，并在实验记录单上勾选。学生分组实验约5分钟，教师巡视指导。重点引导学生发现：手电筒是光源，卡纸人形是遮挡物，白色纸板是接收影子的屏。三个条件缺一不可。教师组织反馈交流：“哪个小组来分享你们的发现？如果我把手电筒移走，影子还在吗？如果我把人形卡纸拿走呢？”学生汇报后，教师在黑板中央板书：影子形成的三条件——光源、遮挡物（不透明物体）、屏。接着，教师抛出进阶问题：“现在大家知道了影子形成的条件。那么，皮影戏表演时，光源是固定的吗？影子的变化和光源有什么关系呢？”为下一环节做铺垫。设计意图：通过体验式实验，让学生亲历“尝试—失败—调整—成功”的探究过程，自主归纳出影子形成的三要素，避免教师直接灌输知识。第三环节：皮影工坊——制作与调试皮影（约15分钟）教师过渡：“现在我们要真正制作一副皮影。请看大屏幕上的制作步骤图。”课件呈现三步图示：第一步：在硫酸纸上用铅笔画出皮影人物的轮廓（提供简单的武将或仙女线稿模板，学生可以选择或自己创作），涂上自己喜欢的颜色。第二步：将硫酸纸图案剪下，用双面胶粘贴在黑色卡纸背面，这样皮影人物就有了支撑骨架。第三步：在人物的手部和脚部分别用透明胶带固定竹签，一个简单的皮影就完成了。教师强调：“拿到材料后，先讨论一下你们小组要做什么角色，然后分工合作。每个人至少要完成一个部件。”学生开始制作，教师巡视指导，重点关注硫酸纸与卡纸的贴合是否牢固、竹签固定的位置是否便于操控。约8分钟后，大多数小组已完成基本制作。教师引导进入调试环节：“现在，请小组内两人合作，一人拿着手电筒当光源，一人操控皮影，在白色幕布后试试看，能不能得到清晰的影子？如果影子模糊，想想是什么原因？”学生调试过程中，教师引导发现问题：“老师发现第三小组的影子颜色很浅，你们组是怎么做的？”学生回答：“我们把黑色卡纸放在硫酸纸前面了。”教师追问：“黑色卡纸是不透明的，硫酸纸是半透明的，你们觉得哪一个做遮挡物影子效果更好？”学生恍然大悟，调整了材料顺序。另一组学生发现：“我们的影子忽大忽小，这是为什么？”教师引导全班思考：“把手电筒靠近皮影，影子会怎样？远离皮影呢？”学生尝试后惊喜地发现：“靠近时影子大，远离时影子小！”教师顺势板书：光源离遮挡物越近，影子越大；越远，影子越小。设计意图：制作环节与实验探究紧密结合，让学生在“做中学”，在调试中自然发现影子大小与光源距离的关系。材料半结构化的设计既保证了基础操作的统一性，又给学有余力的学生留出创造空间。第四环节：光影小剧场——知识应用与展演（约10分钟）教师宣布：“现在，我们的‘班班有戏’皮影小剧场开幕了！请每个小组用两分钟时间，表演一段简单的皮影戏。表演要求：必须用到我们刚才学到的影子知识，比如改变光源方向让影子变方向，改变光源距离让影子变大变小。”学生以小组为单位，用课桌搭成简易戏台，白色幕布竖立在桌子边缘，手电筒从幕布后照射。表演内容可以是简单的对话场景，如“孙悟空打妖怪”“小马过河”的片段等。教师巡视各组成果，并用手机拍摄表演短视频（用于课后分享给家长）。最有挑战性的是“影子变大变小”的表演任务。第五小组设计了这样的情节：小红帽遇到大灰狼时，扮演小红帽的学生悄悄将皮影人物靠近光源，幕布上的影子顿时变大，配合一声“哇——大灰狼来了”的台词，引得全班笑声一片。表演结束后，教师邀请该组分享设计思路：“你们是怎么让影子突然变大的？”学生自信地回答：“我们把皮影往手电筒那边靠近，影子马上就变大了，这是刚才实验发现的！”表演环节后，教师组织简短的互评：“你觉得哪一组的光影效果最好？他们的影子清晰吗？他们运用了哪些我们今天学习到的知识？”学生自由发言，教师点评时着重肯定学生运用科学知识进行艺术表达的做法。设计意图：用表演任务驱动知识巩固，让学生在趣味化场景中自觉运用影子原理进行创作，既检验学习效果，又体现科学与艺术的跨学科融合。第五环节：非遗传承——拓展升华与反思（约5分钟）教师播放一段约30秒的传统皮影戏表演片段，画面中老艺人手指灵活操纵皮影，口中唱念做打，后台只有一盏煤油灯。教师说：“刚才大家用老师的材料制作皮影，觉得好玩又容易。可是，真正的皮影戏传承人，制作一副皮影要经过选皮、制皮、画稿、过稿、镂刻、敷彩、发汗熨平、缀结合成等八道工序，光是雕刻就要花费半个月。他们用一盏油灯就能演出一台大戏，这是几千年中国劳动人民的智慧结晶。”教师进一步引导：“今天我们学会了让影子变大变小，可是老艺人们还能让皮影的眼珠转动、嘴巴张合，他们是怎么做到的？如果让你改进我们的皮影，你想在哪个关节加活动装置？下课后可以继续研究。”最后，教师布置弹性课后任务：查阅资料了解皮影戏的起源或地方流派；尝试用废旧材料制作一个更复杂的活动关节皮影；和父母一起用家里的白墙欣赏一次“手影戏”。设计意图：用真实非遗传承的场景引发情感共鸣，将课堂学习延伸到课外探索，引导学生体会工匠精神，将文化自信的种子植入心田。六、实验记录单设计实验记录单一：影子形成的条件探究实验操作是否出现影子（是/否）我的发现手电筒照卡纸人形，白纸板接收关闭手电筒（无光源）拿走卡纸人形（无遮挡物）撤走白色纸板（无屏）手电筒靠近卡纸人形影子变___手电筒远离卡纸人形影子变___手电筒在卡纸人形左边影子在___边七、教学评价设计本课采用过程性评价与表现性评价相结合的方式。过程性评价关注学生在实验操作中的规范性、记录单完成的真实性、小组合作的参与度；表现性评价聚焦于“光影小剧场”环节中，学生能否主动运用影子三条件和光源距离规律进行创意表演。具体评价量规如下：八、教学反思与优化方向本课教学在真实教学场景中呈现以下特点。第一，材料选择充分考虑了三年级学生的操作水平，硫酸纸硬度适中、容易剪裁，手电筒聚光效果良好，幕布大小适合桌面操作。第二，将非遗文化元素融入科学探究全过程，没有生硬说教，而是通过材料、视频、实物、表演任务等隐性方式自然渗透。第三，实验探究与制作活动交替进行，避免了单一活动造成的注意力疲劳。但教学中也发现一些值得改进之处。部分小组在制作皮影时耗费时间过长，导致后续调试和表演时间紧张。后续教学中可提供更精炼的线稿模板，并将制作步骤录制成小视频供学生自主观看。另外，个别学生在操控皮影时只顾玩耍，忽