4.15 《光影游戏》（教学设计）-2026-2027学年苏教版科学四年级上册

该小学科学教学设计聚焦影子的形状、大小、数量变化规律及光的直线传播原理。通过“猜影子”游戏导入，用三棱锥投影制造认知冲突，复习影子产生条件，引出影子形状与物体形状的关系，搭建新旧知识联系的学习支架。 特色在于实验设计层层递进，从探究形状、大小到创意实践“光影魔术师”任务，培养科学思维与探究实践能力。小组合作操作中引导控制变量法，处理生成性问题，分层作业联系生活，提升学生科学态度与创新意识，为教师提供可操作的趣味教学方案。

第四单元《光与影》4-15《光影游戏》（教学设计）-2026-2027学年苏教版科学四年级上册 一、教材分析 《光影游戏》是苏教版科学四年级上册第四单元《光与影》的最后一课。本单元以“光与影”为核心概念，通过前面三课的学习，学生已经初步认识了光源、影子产生的条件（光、不透明物体、屏），并了解了影子的长短、方向与光源位置的关系。本课是单元知识的综合应用与拓展延伸，旨在引导学生通过动手操作和创意实践，进一步探究影子的形状、大小、数量等变化规律，以及光与影在生活中的趣味应用。本课内容既是对已学知识的巩固，又为学生提供了创造性解决问题的机会，培养他们的科学探究能力和创新意识。同时，本课与美术、语文等学科有自然的融合点，体现了科学课程的综合性。 二、学情分析 授课对象为四年级学生。他们已经具备了一定的观察、比较、分类和简单实验操作能力，对身边自然现象有较强的好奇心。在知识层面，学生通过前三课的学习，掌握了“影子产生的条件”和“影子长短变化规律”等基础知识，但部分学生可能对“影子的形状与光源照射角度、物体形状的关系”理解不够深入，容易混淆“影子的形状”与“物体本身形状”的对应关系。在能力层面，学生有小组合作学习的经验，但自主设计实验方案、控制变量、记录数据并得出结论的能力仍有待提升。此外，学生爱玩、好动，本课“光影游戏”的主题可以很好地激发他们的兴趣，但需要教师引导他们将游戏中的观察转化为有目的的科学探究，避免单纯娱乐而忽视科学内涵。 三、教学目标（依据新课标核心素养） 1. 科学观念： :通过观察和实验，知道影子的形状、大小、数量会随着光源的位置、物体的形状和摆放方式的变化而变化。理解影子是光的直线传播形成的。 2. 科学思维： :能运用比较、分析、归纳的方法，描述并解释影子的变化规律。能基于观察现象提出可探究的问题，并尝试用语言或图示进行解释。 3. 探究实践： :能设计简单实验，探究改变影子的形状、大小、数量的方法。能规范操作实验，准确记录观察结果，并和同学交流发现。 4. 态度责任： :在探究活动中，表现出对光影现象的好奇心和探究欲望。愿意合作交流，尊重事实，能客观描述实验现象。意识到光影现象在生活中的广泛应用，以及科学与技术的联系。 四、教学重难点 1. 教学重点 通过实验探究，发现影子的形状、大小、数量与光源、物体、屏三者之间的关系。 2. 教学难点 理解“影子的形状不一定和物体本身形状完全相同”这一现象，并能解释其原理（光的直线传播，影子是物体在光源照射下投射在屏上的轮廓）。 五、教法与学法 1. 教法 • 情境激趣法： :以趣味游戏和问题导入，激发学生探究欲望。 • 实验探究法： :引导学生通过动手操作实验，自主发现规律。 • 引导发现法： :通过层层递进的问题，引导学生从现象到本质思考。 • 合作学习指导法： :组织小组合作，培养交流与协作能力。 2. 学法 • 观察法： :细致观察影子变化，并做好记录。 • 操作法： :动手操作实验器材，验证猜想。 • 讨论法： :在小组内交流自己的发现和想法。 • 比较归纳法： :比较不同实验条件下的影子现象，归纳出规律。 六、教学准备 教师准备： :手电筒（多个）、不透明的小物体（如积木、几何体模型、小玩偶、剪刀、小棒）、白色幕布或白纸（作为屏）、记录单、投影仪（备用）。 学生准备（以小组为单位）： :手电筒、小木块、白纸、剪刀、彩笔、胶带、橡皮泥。 实验安全提示： :提醒学生不要用手电筒直射眼睛；使用剪刀时注意安全；小组内协作时不要用手电筒打闹。 七、教学过程（总时长40分钟） 环节一:趣味导入，唤醒经验（3分钟） 教师活动 同学们，上课之前，咱们先来玩一个“猜影子”的游戏。老师这里有一件物品，现在老师用手电筒从侧面照射它，在白纸上投下一个影子。大家仔细看这个影子，猜猜它可能是什么？（教师用手电筒斜照一个不规则的几何体，如三棱锥，使其投影呈现出类似三角形的形状。）大家看看，这个影子是什么形状的？它像什么？有同学能猜出老师手里拿的是什么物体吗？（学生回答）好，我们揭晓答案。原来是一个三棱锥！大家看，它的侧面投射出的影子是三角形，但它的底面是三角形，所以从不同角度看，它呈现的形状不同。这个影子很有趣，它和物体本身一模一样吗？其实，影子游戏里藏着好多科学秘密呢！今天，我们就一起来玩一玩《光影游戏》，看看谁能发现更多影子的奥秘。 学生活动 学生回答示例: 1. “这个影子是三角形的，可能是一个三角形的积木！”（正确回答，观察到形状） 2. “我觉得像个山，可能是老师手比划的。”（错误回答，未联系到具体物体，教师需引导:手比划的影子是平面的，但这是立体物体的投影。） 3. “是正方形吗？不对，好像是三角形……”（犹豫，不确定，教师可鼓励其大胆猜测。） 设计意图 通过“猜影子”游戏，直接切入本课主题，激发学生好奇心和求知欲。这个游戏既复习了之前“影子形成需要光、物体、屏”的知识，又自然引出“影子的形状和物体形状的关系”这一核心问题，为新知探究做好铺垫。同时，教师利用不规则的物体投影，制造认知冲突，让学生初步意识到“影子形状不一定等于物体形状”，为突破难点埋下伏笔。 环节二:实验探究一:影子的形状（10分钟） 教师活动 同学们，刚才的猜影子游戏让我们发现，影子的形状和物体本身的关系很奇妙。那接下来，咱们就来动手实验，深入地探究一下！请大家以小组为单位，领取材料:手电筒、白纸、一个圆柱体、一个正方体、一个三棱锥。注意，先不要动它们，听老师讲要求。咱们的实验任务是:用不同的物体，改变手电筒照射的角度和方向，观察白纸上影子的形状有什么变化？ 请大家在小组内轮流操作，一人照射，一人摆放物体，一人记录影子的形状（可以用最简单的文字描述，比如“圆形”、“长方形”、“三角形”），一人观察。注意，要保证手电筒的光线、物体、白纸尽量在一条直线上。开始实验！ （，关注学生是否规范操作，是否改变照射角度。对于操作有困难的小组，进行具体指导:“你可以试试把手电筒从侧面照，或者从上面照，看看影子形状会不会变？”） 学生活动 学生分组实验，记录影子的形状。 学生回答示例: 1. “老师，我们照圆柱体，手电筒从侧面照，影子是长方形；从上面照，影子是圆形！”（正确回答，发现照射角度影响影子形状。） 2. “我们照正方体，怎么照都是正方形。”（正确回答，发现正方体各面形状一致，投影形状也一致。） 3. “我们照三棱锥，从侧面照是三角形，从上面照却变成了一个不规则的四边形。”（错误或困惑回答，教师引导:看看三棱锥的底面是什么形状？它不是一个平面，所以从上面照，投影出的是它底面的轮廓，可能是四边形。） 4. “老师，我们组一个同学把手电筒离物体很近，影子变得很大很模糊，看不清形状了。”（生成性问题，教师引导:这个发现很重要！我们待会儿还会探究影子大小的问题。） 教师活动（追问与引导） 请同学们停下来，我们交流一下你们的发现。哪个小组先来汇报？你们组用圆柱体，手电筒从侧面照，影子是长方形；从上面照，影子是圆形。这说明了什么？（引导学生回答:光源的照射角度和方向改变了，影子的形状也会改变。）那正方体呢？为什么不管怎么照，影子都是正方形？（引导学生回答:因为正方体的每个面都是正方形，所以不管从哪个角度垂直照射，投影都是正方形。但如果是斜着照，影子可能会变成长方形。）对，大家看，只要物体本身的形状是规则的，而且光源从不同方向照射，影子的形状就可能和物体本身不一样。影子的形状，是物体在光源照射下，在屏上挡出的轮廓。 这个轮廓不一定和物体本身一模一样，它取决于物体被照射的那个面，以及光源的方向。 设计意图 本环节让学生通过亲手操作，直观感受影子的形状变化。实验设计从简单到复杂，圆柱体（不同角度形状不同）、正方体（各角度形状相同）、三棱锥（形状不规则），层层递进，帮助学生建立“影子的形状由物体被照射的面和光源方向共同决定”的认知。教师通过巡视和追问，引导学生关注关键变量，并解释“影子是轮廓”这一核心概念，有效突破难点。同时，及时捕捉学生实验中的生成性问题（如影子大小变化），为后续探究做铺垫。 环节三:实验探究二:影子的大小（10分钟） 教师活动 刚刚有同学发现，手电筒离物体很近时，影子会变大。这是一个非常棒的发现！那咱们接下来的任务就是:探究影子的大小和什么有关？ 请大家用刚才的圆柱体试试看，固定手电筒和白纸的位置，只改变手电筒到物体的距离，看看影子大小怎么变？再固定物体和白纸的位置，只改变物体到白纸的距离，看看影子大小又怎么变？别忘了记录！ （教师引导学生先明确实验方法： 控制变量法。每次只改变一个条件，其他条件不变。同时，提醒学生用眼睛大致判断影子大小，或用手指比划一下，不需要精确测量。） 学生活动 学生分组实验，记录影子大小变化。 学生回答示例: 1. “老师，我们固定物体和白纸，把手电筒靠近物体，影子变大了！把手电筒远离物体，影子变小了！”（正确回答，发现光源距离影响影子大小。） 2. “我们固定手电筒和物体，把白纸靠近物体，影子变小了；把白纸远离物体，影子变大了！”（正确回答，发现屏距离也影响影子大小。） 3. “老师，我们组发现，如果手电筒、物体、白纸不在一条直线上，影子会变歪，大小也会变。”（错误但可引发思考，教师引导:是的，光源角度也会影响投影的形状和大小，所以我们刚才的实验是固定了角度的。你们现在可以再试试固定距离，改变角度，看看影子大小会不会变？） 教师活动（追问与引导） 谁来总结一下，影子的大小和什么有关？咱们用一句话说清楚。 （学生回答后，教师总结： 影子的变大变小，和光源到物体的距离有关，也和物体到屏的距离有关。 光源离物体越近，影子越大；光源离物体越远，影子越小。物体离屏越近，影子越小；物体离屏越远，影子越大。那大家想想，这是为什么呢？） （引导学生思考： 因为光是沿直线传播的。当光源离物体很近时，光线被物体遮挡的范围更大，所以影子就大；反之，影子就小。） 设计意图 本环节继续引导学生运用控制变量法进行实验，探究影子大小的变化规律。通过改变两个变量（光源到物体距离、物体到屏距离），让学生全面理解影响影子大小的因素。教师引导学生总结规律，并联系“光的直线传播”原理进行解释，将零散现象上升到科学规律。同时，教师对学生的错误或困惑进行引导，体现了对学情的关注和科学思维的培养。 环节四:师生互动与创意实践:光影魔术师（12分钟） 教师活动 刚才我们探究了影子的形状和大小，大家玩得真开心！现在，老师要考考大家，看看谁能成为“光影魔术师”！任务一:用我们手中的物体，在屏上造出一个“字母V”的影子，你能做到吗？ 想一想，用什么物体，怎么摆放，怎么照？ （学生小组讨论、尝试。教师巡视，看到有小组用两根手指交叉，或用剪刀剪出V形，或用两个小棒交叉摆放等。） 任务二： 造出一个“心形”的影子！ 这个有点难，大家开动脑筋，可以合作，也可以用橡皮泥捏一捏。 （学生尝试，教师引导： 可以用橡皮泥捏一个心形物体，然后用手电筒从正面照，影子和物体形状一样；或者用两个圆形物体叠放，调整角度，也能产生类似心形的轮廓。） 任务三： 造出“两个影子”或“多个影子”！ 你们能行吗？ （学生尝试，教师引导： 用多个手电筒从不同方向照射同一个物体，就会产生多个影子。或者，用多个物体，摆成不同的位置，也可以产生多个影子。） （教师鼓励学生展示自己的“光影作品”，并请他们解释是怎么做到的。） 学生活动 学生分组尝试，创造不同的影子。 学生回答示例: 1. “我们组用两根手指摆成V形，用手电筒一照，就出现了一个大大的V字影子！”（正确回答，简单直接。） 2. “老师，我们组用剪刀剪了一个V形纸片，然后粘在木棒上，一照也是V字。”（正确回答，创造性使用材料。） 3. “心形影子我们想了很久，最后用两个椭圆形橡皮泥叠在一起，从侧面照，影子看起来像心形！”（正确回答，发现形状组合的奥秘。） 4. “我们组用两个手电筒，从两边照同一个橡皮泥小人，它就出现了两个影子！”（正确回答，发现多光源产生多影子。） 5. “老师，我们组想造一个正方形影子，但是用正方体照出来总是正方形，但用圆柱体从侧面照，影子是长方形，不是正方形。”（错误尝试，教师引导:正方体是最好的选择。如果圆柱体想得到正方形，需要它底面是正方形，但我们没有。这说明，选择合适的物体很重要。） 教师活动（总结与评价） 大家真棒！都是名副其实的“光影魔术师”！通过刚才的创意活动，我们发现了什么？影子的形状、大小、数量，都可以通过改变光源、物体和屏来改变！ 这就是光影游戏带给我们的科学智慧。生活中，人们也利用这种原理，创造了很多有趣的东西，比如皮影戏、手影游戏、影楼里的灯光布置等。其实，科学就在我们身边，只要我们善于观察，乐于动手，就能发现更多奥秘。 设计意图 本环节将前两个实验探究的成果进行综合应用和创意拓展，从“验证规律”上升到“创造应用”，体现了科学学习的价值。通过“造影子”的任务驱动，激发学生的高级思维和创造力，让学生在玩中学，学中玩。教师设计的任务由易到难（字母V、心形、多个影子），符合学生认知规律。同时，教师对学生的不同尝试进行展示和点评，鼓励了学生的个性化表达和合作精神。最后，将光影游戏与生活实际（皮影戏等）联系，实现了科学素养的落地。 环节五:课堂小结与分层作业（5分钟） 教师活动 （一）课堂小结 同学们，今天这节课我们玩了很多光影游戏，也学到了很多科学知识。谁能用一句话总结一下，我们今天学到了什么？ （学生回答，教师补充： ）我们知道了影子的形状、大小、数量都可以改变。改变影子的形状，可以改变光源的方向或物体的摆放；改变影子的大小，可以改变光源到物体的距离或物体到屏的距离；改变影子的数量，可以改变光源的数量或物体的数量。所有这些，都源于一个重要的科学原理--光沿直线传播。希望同学们今后能保持这份好奇心，在生活中学科学、用科学。 （二）分层作业 1. 基础作业： :回家后，用手电筒照一照家里的一个物体（比如杯子、玩具），分别改变光源的方向和距离，观察影子的形状和大小变化，并记录下来。 2. 提升作业： :和家人一起，玩一次“手影游戏”，用手和手指做出小动物（如小兔、小鹿、老鹰等），观察影子的特点，并思考为什么手影能做出不同形状？把你的发现讲给家人听。 3. 挑战作业： :查阅资料或观看视频，了解“皮影戏”是怎么演出的。想一想，皮影戏中是如何控制影子的形状、大小和颜色的？将你的发现或思考用文字或图画记录下来。 学生活动 学生回答示例: 1. “我们学了影子的形状和大小可以改变。”（正确，但不够全面。） 2. “我们知道了影子的大小和光源距离有关，离得近影子大，离得远影子小。”（正确，具体。） 3. “我们还学了影子的数量可以变，用两个手电筒就可以有两个影子。”（正确，补充了数量。） 4. “我明白了光沿直线传播，所以影子才会出现。”（正确，理解了原理。） 设计意图 课堂小结环节帮助学生梳理本课知识脉络，形成系统认知。教师用简洁的语言总结核心知识点和原理，并再次强调“光沿直线传播”这一基础。分层作业的设计，既照顾了不同层次学生的需求，又将课堂学习延伸到课外，鼓励学生进行家庭探究和亲子互动，体现了“科学源于生活，回归生活”的理念。基础作业是巩固，提升作业是应用，挑战作业是拓展，层层递进。 八、板书设计 第四单元《光与影》4-15《光影游戏》 一、影子的形状 • 与光源方向有关 • 与物体被照射的面的形状有关 • 影子是物体在屏上的轮廓 二、影子的大小 • 光源离物体近 = 影子大 • 光源离物体远 = 影子小 • 物体离屏近 = 影子小 • 物体离屏远 = 影子大 三、影子的数量 • 一个光源 = 一个影子 • 多个光源 = 多个影子 原理:光沿直线传播 九、课堂生成预设 1. 预设一:学生认为“影子的形状和物体形状一定一样”。 • 应对： :教师用圆柱体从侧面和上面照射，分别出现长方形和圆形，引导学生观察，并提问:“圆柱体本身是圆的吗？它侧面是长方形吗？为什么影子形状不同？”从而帮助学生理解“影子是物体在特定方向上的投影，不是物体本身。” 2. 预设二:学生在探究“影子大小”时，误将“光源距离”和“物体到屏的距离”混淆。 • 应对： :教师引导学生明确“变量”的概念。在黑板上画图，用简图标注“光源-物体-屏”三者的位置关系，并分别用箭头表示“光源到物体的距离”和“物体到屏的距离”，让学生直观理解两个变量。 3. 预设三:学生在创意实践“造心形影子”时感到困难，无法直接实现。 • 应对： :教师提示:“心形是什么形状？它是由两个圆形组成的吗？我们能不能用两个圆形的物体，让它们重叠一部分，产生心形的轮廓呢？”并引导学生用两个圆形橡皮泥或纸片叠放，从特定角度照射，观察效果。 4. 预设四:学生在操作中因手电筒光线不稳定或角度偏差，导致实验现象不明显。 • 应对： :教师示范正确操作:手电筒垂直照射物体，屏（白纸）垂直于桌面。引导学生调整手电筒、物体、屏三者尽量在同一水平面上，光线稳定。 十、教学反思 本节课以“光影游戏”为核心，通过“猜影子-探影子-造影子-用影子”四个环节，将科学探究与趣味活动有机结合，学生参与度高，课堂气氛活跃。从教学效果来看，大部分学生能够通过实验掌握“影子的形状、大小、数量与光源、物体、屏的关系”这一核心知识，并能初步运用“光沿直线传播”原理解释现象，教学目标达成度较高。 成功之处： : 1. 实验设计层层递进： :从探究影子的形状到大小，再到创意应用，符合学生的认知规律，有效激发了探究兴趣。 2. 注重学生主体地位： :每个实验环节都给予学生充分的操作和讨论时间，鼓励学生动手、动脑、动口，教师仅在关键处进行引导和追问，体现了“以学定教”的理念。 3. 生成性问题处理得当： :及时捕捉学生实验中的困惑（如影子大小变化、形状不匹配等），并进行针对性引导，帮助学生突破难点。 不足与改进： : 1. 时间把控稍显紧张： :在“创意实践”环节，部分小组因思路受限，未能完成“造心形影子”的任务，导致展示时间不足。下次可适当压缩前两个实验的讨论时间，或提前准备一些“影子模板”供学生参考，降低难度。 2. 学困生关注不够： :少数动手能力较弱的学生在小组合作中处于被动观察状态，未能充分参与操作。今后可设计“角色轮换”机制，确保每个学生都有操作机会，并在小组内设置“帮扶员”，由能力强的学生帮助学困生。 3. 板书与实验结合可更紧密： :在实验过程中，教师可边实验边在板书上记录关键点，如用图示标注“光源距离-影子大小”的关系，帮助学生实时对照，增强理解。 下节课改进方向： :针对“光沿直线传播”这一原理，可设计一个更直观的演示实验，如用小孔成像或光路图，帮助学生建立更清晰的认知。同时，增加“影子与生活”的讨论环节，如“影子在建筑、摄影、电影中的应用”，进一步拓展学生视野。 学科网（北京）股份有限公司 $