第一单元第3课时《潜望镜的秘密》（教案）-2023-2024学年四年级科学下册青岛版五四制

四年级下册 第一单元第三课课时教学方案 课题 潜望镜的秘密 设计者 单元 光 单元主题或大概念 借助恒星和星座理解地球所处的宇宙环境 课型 新授课 课时 1 学习目标 对应单元 目标 通过科学猜测、实验验证等活动，能说出潜望镜的内部结构和工作原理，并能制作潜望镜，体会工程物化过程中科学、数学、工程的融合。 教材分析 1.纵向分析 本课时是《光》单元的第一课时，以已学习的《认识光》、《光的反射》两课为铺垫，本节课以潜望镜为研究对象，让学生认识潜望镜在生活中的应用，再通过探究及制作活动认识潜望镜的内部构造及工作原理。潜望镜的工作原理正是对前两节课所学内容：光沿直线传播、光的反射这两个科学原理的应用。在制作潜望镜的过程中，体会工程物化过程中科学、数学、工程的融合。 2.横向分析 本课时教材由三部分组成：第一部分活动准备。由潜望镜是潜水艇的“眼睛”，它是怎样发挥作用的为导入，为课堂学习活动打下思维基础。第二部分活动过程，让学生了解哪些地方能用到潜望镜，指导学生探究潜望镜的秘密，掌握潜望镜的工作原理。通过设计并制作潜望镜，检验所学知识的掌握程度，锻炼学生动手能力；第三部分拓展活动，继续继续改进自己的潜望镜，培养学生尝试发现实物模型的不足并改进的能力。本课学习内容符合学生的兴趣，通过各项活动，引导学生由浅入深的思考，体现探究的进阶性。 3.隐含的思维能力 本课主要隐含着观察、猜测、验证、制作模型的探究技能。通过让学生通过观察自主探究潜望镜的秘密，动手制作潜望镜的学习活动，发展提升学生自身的观察、概括总结、动手能力等。 4.核心素养 通过学习本课，提升学生的抽象意识和应用意识，培养学生的量感和几何直观。 学情 分析 1. 进阶起点分析 四年级学生对潜望镜的秘密有着很高的兴趣与好奇心。但学生在生活中对潜望镜只是在书本中有所了解，真正事物观察、使用潜望镜的学生却很少，对潜望镜内部结构以及工作原理是有一个模糊的推测，在学习完前两课内容后，学生掌握了两个科学原理：光沿直线传播以及光的反射，他们对潜望镜的工作原理有个模糊的推测，可能是因为潜望镜内部有平面镜光的反射。具体潜望镜内部有几个平面镜？这几个平面镜该如何放置才能让潜望镜工作？在课前的学情调查中，百分之九十的学生无法给出肯定的回答。 2. 进阶终点分析 学生对于潜望镜的内部结构以及工作原理存在疑惑，而这正是制作潜望镜最关键的内容。因此，对于本次的学习活动中，引导学生通过大胆猜测，并利用材料验证自己的猜测在这一过程中学生体验到了科学探究的基本过程，亲自探究的过程可以提高学生的成就感，加深对潜望镜内部结构以及工作原理的认识，对制作潜望镜起到了至关重要的作用。在制作潜望镜的过程中学生再次加深对潜望镜内部结构以及工作原理的理解，体验工程物化的过程，认识到制作一个工程模型需要综合运用科学、数学、工程等知识，一件好的产品需要具备实用、精密、美观等多方面的优点。提升学生对各学科知识的综合运用以及对跨学科概念的认识。 3. 进阶关键点分析 本节课的关键在于学生通过对潜望镜的观察使用，对潜望镜内部结构以及工作原理进行大胆推测，并通过实验验证自己的推测，在这个过程中学生不断调整平面镜的摆放，最终让光线从潜望镜的另一端水平射出。绘图、测量、分析这一系列过程需要老师在实验之前讲方法、做演示进而提升探究过程的有效性以及实验结果的准确性。 综合呈现学习 目标 1.通过学生上台使用潜望镜，感受潜望镜的神奇；在使用过程中猜测潜望镜的工作原理，小组合作完成在学习工具中的猜测部分并上台交流。 2.通过小组合作利用激光笔以及平面镜模拟还原潜望镜内部结构以及工作原理，用工具测量潜望镜内平面镜片的位置关系，完成学习工具中的发现以及观点部分，体会科学探究和数学测量的融合。 3.通过小组合作，根据潜望镜工作原理图从“工程”的角度进行考虑，选择合适材料制作潜望镜，体验将设计方案物化的过程，体会科学、数学、工程的融合。 评价设计 任务或问题序列 大任务：请你利用光沿直线传播以及光的反射原理设计制作观察工具，用以窥探学校地下管道情况的工具——潜望镜。 子任务1：使用感受潜望镜，完成工具中的猜测部分，初步绘制潜望镜内部光的行进路线图。 子任务2：小组合作利用材料验证猜测，探究潜望镜内部结构以及工作原理，完成学习工具中的发现以及观点部分。 子任务3：根据潜望镜工作原理图从“工程”的角度进行考虑，选择合适的材料根据工作原理图制作潜望镜。 评价方案 2.通过小组合作利用激光笔以及平面镜模拟还原潜望镜内部结构以及工作原理，用工具测量潜望镜内平面镜片的位置关系，完成学习工具中的发现以及观点部分，体会科学探究和数学测量的融合。 1.能让光水平从潜望镜底部水平射出，根据实验现象绘制出潜望镜内部结构以及光的行进路线； 2.能解释潜望镜的工作原理。 完成评价工具中的发现以及观点部分并展示交流。 学习工具 生生互评 学习进程设计 环节 1 学习任务：导入新课，看视频，谈感受 学生活动 教师活动 思考情境中学校遇到的问题，明确本节课大任务。——制作潜望镜。 出示情境任务：随着雨季来临,地下管道的排水排污质量引起学校的关注,管道所处的环境往往是不易直接达到或不允许人们直接进入，请你能利用光沿直线传播以及光的反射原理设计制作用来窥探学校地下管道情况的工具。 提问：你能利用光沿直线传播以及光的反射原理设计制作用来窥探学校地下管道情况的工具吗？ 板书：潜望镜的秘密。 设计意图：唤起学生学习兴趣，导入本课探究主题。 环节2 学习任务：像工程师一样猜测—大胆猜测 学生活动 教师活动 学生交流：潜望镜可以从水下看水面也可以从地面看地下。 观察潜望镜。 观察潜望镜，猜测潜望镜内部结构。 小组合作：小组交流绘制潜望镜内部结构，写出它的工作原理可能是什么。（2分钟） 思辨交流：学生上台根据学习工具展示交流。 预设：潜望镜中有有两个平面镜，物体发出的光在潜望镜内反射。 问题：谁能说说你所了解的潜望镜。 要想制作一个潜望镜我们要弄清楚潜望镜的内部结构和工作原理。 出示大潜望镜实物模型，利用希沃白板摄像投屏和学生一起通过潜望镜自下而上、自上而下观察。 提出问题：潜望镜内部结构和工作原理是怎样的？ 板书：潜望镜的内部结构、工作原理。 组织学生小组合作交流绘制潜望镜工作原理图，完成学习工具中的猜测部分。 组织展示：组织学生在大屏幕展示学习工具，交流自己组的观点。 教师板书：结构：框架、两个平面镜。 设计意图：通过小组合作对潜望镜的工作原理进行大胆猜测，发展学生根据观察进行大胆假设的能力。 环节3 学习任务：像工程师一样验证—实证探究 学生活动 教师活动 思辨交流：相对摆放，平行摆放 学生学习教具使用方法。 小组合作：借助工具对自己的猜测进行验证，完成学习工具中的发现以及观点部分。 思辨交流：在大屏幕投屏自己组的学习工具，用器材在黑板演示自己组的探究过程。 评价其他小组的学习工具。 问题：潜望镜内如果有两个平面镜，怎样摆放才能让我们看到物体？镜片与框架的夹角是多少？ 教师出示教具：激光笔、两个平面镜、等腰直角三角板。 介绍学习工具单以及器材的使用方法。 组织学生合作验证猜测，完成学习工具中的发现以及观点部分。 组织展示：组织学生在大屏幕展示学习工具，交流自己组的观点。 展示三至四个组的学习工具。 组织学生半分钟订正。 师生总结： 工作原理：光沿直线传播、光的反射。 内部结构：两个平面镜：45°、镜面相对且平行 设计意图：利用材料验证自己的猜测在这一过程中学生体验到了科学探究的基本过程，亲自探究的过程可以提高学生的成就感，加深对潜望镜内部结构以及工作原理的认识。 环节4 学习任务：像工程师一样建模--制作潜望镜 学生活动 教师活动 学生熟悉实验材料，了解其特点。 观看《潜望镜的制作方法》视频。 说说注意事项。 小组选择合适的材料进行潜望镜的制作。 根据潜望镜工作原理图从“工程”的角度进行考虑，选择合适的材料制作潜望镜。 出示实验材料，播放《潜望镜的制作方法》视频。 强调注意事项。 组织学生制作潜望镜。 设计意图：制定根据潜望镜工作原理图从“工程”“艺术”的角度进行考虑，选择合适材料制作潜望镜，体验将设计方案物化的过程，体会科学、工程、艺术的融合。 环节5 拓展探究：回归情境、交流收获&拓展作业。 学生活动 教师活动 交流不同潜望镜的特点，发现本节课制作的潜望镜有哪些需要改进的地方。 学生交流 学生交流疑惑点。 体会产品的综合属性以及制作模型过程中对跨学科知识的综合运用。 了解潜望镜的发明，体会工程物化的过程。 说说不同潜望镜的特点，了解本节课制作的潜望镜还需要进一步优化才能进行学校下水管道的勘测。 组织交流：通过本节课的学习： 你原来知道的是什么？ 你现在知道的是什么？ 通过本节课的学习，你还有哪些疑惑？教师将疑惑写到停车场。 本节课我们用科学的思维进行潜望镜工作原理的大胆猜测，用数学的严谨对潜望镜内部结构进行了精准绘制，从工程师艺术家的角度进行了潜望镜的建模。一件好的产品必定是做到了实用，精准，美观等多方面的综合。 设计意图：巩固本课时所学内容，提出新疑惑，发展学生的问题意识，拓展思维，完成课后作业的同时可以综合性体验产品制作的过程。 作业设计 选择合适的材料，改进潜望镜，在雨季来临之前择优辅助老师对学校下水管道的勘测。 板书设计 1 7 学科网（北京）股份有限公司 $$