小学科学《凸透镜》优秀教案

【课题】：凸透镜

【教学内容】五年级下册第二单元第一课

【教学目标】

1. 能针对凸透镜聚光、成像的特点提出猜想，借助器材设计完整的实验方案，明确“观察现象--大胆假设—设计方案—实验验证—总结分析—得出结论”的科学研究过程。

2. 在凸透镜作用探究活动中，学会友善地与同组的同学交流观点，安静地倾听别人发言，实验中及时记录，实验后有序整理实验材料。

3、了解凸透镜在生活中的应用，尝试在生活中借助凸透镜的作用解释或解决问题。

【教学重点】

通过探究、研讨凸透镜聚光和成像的作用，培养学生在动手之前的思考意识。

【教学难点】

通过对透过凸透镜的光行进路线的猜想、验证和分析，体验科学研究的特定过程。

【教学准备】

冰块磨成的凸透镜，各式各样的玻璃凸透镜（双凸透镜、平凸透镜、凸凹透镜）、蜡烛、火柴、纸屏、支架、透明的玻璃瓶、塑料瓶、废旧灯泡、玩具激光灯、熏香、望远镜，照相机，提示卡，研究记录单，以及凸透镜应用的图片和塑料瓶自制放大镜取火等视频资料。

【教学过程】

一、情境导入，激发兴趣。

动画故事：一位野外探险者在冰天雪地里迷路，需要取暖煮食，能找到木材却没有火源。他捞上一块冰，准备打磨打磨，借助冰来取火。

教师引导思考：他要把冰打磨成什么形状？

学生小组思考、讨论。

学生说出：将冰磨成中间厚，四周薄的形状，就像我们用的放大镜一样，可以聚光取火。

师适时展示用冰磨制好的凸透镜，画出凸透镜的形状并板书课题《凸透镜》教师课件展示不同形状的玻璃凸透镜（双凸透镜、平凸透镜、凸凹透镜）【设计意图：开篇动画故事导入，情景生动，吸引学生一起思考，让学生感受到凸透镜的“凸”“透”特点。针对很多学生喜欢玩凸透镜的放大、聚光游戏却不深究的现状，强调冰块的形状，学生明白凸透镜的名称源于镜片的特点，同时激发了继续探究的兴趣。】

二、小组学习探究新知

活动一：凸透镜的问题探究分类

老师提示：关于凸透镜，你有哪些问题想研究？

预设1：学生提出各种与凸透镜相关的问题。

1.让学生自主提出研究问题：我想研究凸透镜的哪些秘密

学生提问：凸透镜为什么能放大字？凸透镜为什么能点燃火柴？凸透镜是怎么做出来的？凸透镜是谁发明的？凸透镜都有什么用处？

现场回答。对于有些问题，部分善于积累和观察的学生总会给予积极的回应，教师随时调节学生之间的问与答的节奏，鼓励回答的学生。

2.教师引导：光通过凸透镜后，前进路线有什么变化? 这个问题的研究结果将能揭开刚才的秘密。

【设计意图：学生所提的问题往往有很强的随意性，尤其是带有“为什么”的问题涉及事物的原理，是不好做实验的，教师将其转换为研究光的路线变化。鉴于学生能力现状和课堂上现场实验的条件，适时引导是有必要的。】活动二：光通过凸透镜的行进路线探究

预设2：学生对光的行进路线提出若干猜测，并提出实验的设计。

3.学生预测：学生推测经过凸透镜后光行进的路线会向中间集中，并在记录单上画出路线。

【设计意图：有“聚光”事实观察作基础，学生推测光的路线将不是无根据的猜测，而是在思考后的推测，从“我认为光的可能……”开始，逐步让学生体验在动手之前动脑的思维乐趣。】

预设3：学生通过实验验证自己的想法，进而认识聚光的现象。

1.教师：你怎样来做这个实验证明自己的猜想是正确的?欢迎设计出与众不同

的实验。

2. 分步出示实验材料：激光灯、凸透镜、熏香

【设计意图：在出示材料时，教师先出示激光灯和凸透镜，而不是一次性呈现全部材料，目的在于给学生设置思维阶梯,引导学生在讨论设计实验方案时学会思考，在什么情况下可以看见激光灯射出来的光线。当学生意识到无法看到光线并提出想法时，教师再适时拿出熏香并商讨使用方法。】

3.教师让每个小组同学根据实验材料设计实验。

4.小组汇报实验方案

5.教师讲述：无论多么完美的方案，都要通过大家的亲手实验来一步步实现。那么，在做实验的过程中你们还需要注意什么？

学生回答后教师用课件温馨提示：

6.学生实验后分组汇报实验发现，教师展示小组的实验记录单，并引导学生将实验发现与最初的推测进行对比。

【设计意图：在实验现象分析过程中，教师以展示实验记录单的形式，对认真记录的小组给予及时的鼓励，不仅强化了学生对大胆假设和小心求证的认识，更是一种科学严谨精神的熏陶。】

7.教师引导学生小结：光透过凸透镜后朝着一个点聚集，这就是凸透镜的聚光作用。

教师出示图片：

活动三：凸透镜成像探究

1.教师引导学生提问：以上我们是在利用自然界太阳的光芒让我们对凸透镜有了初步的认识，那么，在教室里没有太阳光的情况下，如果想继续研究你们认为哪些材料可以代替太阳光呢？

2.学生讨论后多数会选择“蜡烛”，因为它会发光。

3.教师继续引导学生质疑：怎样让蜡烛的火焰的像出现在纸屏上？

预设4：学生通过自行探究，逐渐发现成像的规律

1.教师引导：各小组商量方案，做好分工，研究时要及时记录产生的问题自己的发现和疑惑。

2.出示实验材料：蜡烛、纸屏、支架、凸透镜

3.学生分小组讨论实验方案并实施。

4.教师着重提示用火时需要注意的安全等事项。

5.学生领取实验材料，开始实验。

6.汇报交流。

学生汇报各个小组得到的实验现象，讨论在整个实验过程中蜡烛火焰的各种变化？

7.教师及时板书“倒立”、“成像”，并出示图片引导学生小结：蜡烛火焰的像大小、清楚模糊的变化。

【设计意图：与探究聚光活动相比，这次实验不再全班集体讨论方案，对方案中的细节也不再进行修改和讨论。如果说探究聚光实验是一种集体智慧的汇聚，那么探究成像则体现出教师对学生的最大限度的放手。】

三、总结概括，抽象提升

1.谈话：通过我们的细心研究，大家揭开了凸透镜更多的秘密，说说你的发现是什么？（引导学生回顾凸透镜“中间厚周围薄”的特点以及放大、聚光、成像的作用）

2.教师讲解：通过研究凸透镜，我们再一次经历了大胆假设、小心求证的全过程。一个问题解决了，一个推测被证实了，并不意味着研究的结束，新的问题将让我们接下来的活动中继续验证。

预设5：通过教师引导，发现凸透镜成像现象随处可见

1.教师引导：同学们，通过以上学习我们对凸透镜的认识越来越深入。我现在突然有一个想法。凸透镜既然具有成像的作用，而且成的像都是倒立的，那么今天的天气很好，教室外阳光明媚，谁能用你们手中的凸透镜和一张白纸把窗外的景象收集到教室里来呢？

2.小组讨论，教师及时点拨

3.小组汇报：没有光源，我们就把外界的景物当做光（因为它们被太阳光照亮了），把凸透镜一面对着外界景物，一面对着白纸，慢慢调整凸透镜的距离，观察白纸上是否会出现外界景物。

4.根据各自的想法进行尝试

5.学生兴奋地汇报各自的收获！

【设计意图：加入这一环节的目的使学生充分意识到学科学和做科学的不同。目前孩子们只是单纯的学习科学，缺少创新和发现的意识，这些也是作为科学教师今后需要思考的问题。】

四、巩固应用，拓展提高

预设5：学生了解的生活中的放大镜、望远镜、照相机等

1.谈话：生活中哪些地方用到了凸透镜？给人们带来了哪些便利？

2.学生举例说明。

3. 教师补充展示凸透镜的运用。

怎样改变太阳能效率低下的现状呢？IBM公司利用凸透镜进行聚光然后将其投射到太阳能电池板上，借此增大太阳光的强度，从而增加太阳能电池的发电量。通过这种方法，成功的将230瓦的太阳能转化成了70瓦的电力，转化效率约为传统太阳能系统的5倍。

4.讨论：生活处处有科学，请看下面一段野外矿泉水瓶取火的视频！

视频中展示野外生存技能，借助凸透镜聚光的作用

5.课外尝试矿泉水取火。

【板书设计】

5、凸透镜

放大

聚光

成像（倒立）

【使用说明】

1．教学反思

《凸透镜》一课是青岛版小学科学五年级下册第二单元的第一课。从整个单元来看，这是起始课，本课主要让学生通过探究了解凸透镜的特点和功能，了解到凸透镜在生活中普遍应用。

目前的五年级学生对放大镜并不陌生，他们眼里的放大镜有放大功能，可以

聚光，但他们的认识是零碎的，对于放大镜的认识往往建立在具有个性化生活经验上。很多同学并不知道放大镜的学名是凸透镜。至于凸透镜成像有什么规律，光透过凸透镜的行进路线他们更少去研究。

每一个实验都是科学研究过程展示的最好载体。通过本课中两个特点鲜明的探究实验即光透过凸透镜的行进路线探究和凸透镜成像规律探究，再一次让学生体验科学研究的特定过程“观察现象→大胆假设→设计方案→实验验证→总结分析→得出结论”，研究过程中，我要继续着意于四个习惯“动手前必须先动脑的习惯，实验中及时记录的习惯，别人发言的时候必须保持足够的安静和认真倾听的习惯，实验后主动整理器材的习惯。”

基于以上思考，在教学中我进行以下尝试：

1．部分研究内容的调整。在一堂课中，因时间和空间的限制，面对教材提供的众多活动，要根据教师的个人优势和现实条件，有针对性地合理调整或取舍。比如凸透镜的放大作用探究部分，很多学生在课外已经充分接触，（五年级学期初，教师应将本册中常用的工具布置学生配备，并倡导学生提前研究并随时分享研究成果）在课堂中被选择性地“舍去”。同时，在探究凸透镜聚光作用时，增加了“研究光透过凸透镜后的路线变化”部分，借助熏香等材料，让不容易看到的光线出现在学生面前，提高了学生的新奇感，也完成了“光汇集到一个点”上的基本认识。

2.实验材料呈现的动态化。在探究凸透镜聚光实验中，先呈现凸透镜和激光灯，让学生初步思考，等到学生遇到困难，提出看不到光线的问题时，再呈现熏香。正如特级教师路培琦老师所言，如果学生想不到用这个材料，这节课我不会主动拿出来。这种动态化的呈现方式中，教师没有主观强制输入自己的想法，是对学生思维过程的尊重。

3. 实验过程的程式化。从三年级开始，教师就应该不断地向学生展示一个科学研究的特定过程，到了五年级，学生对这一系列固定的步骤应该有了普遍的认同。孩子的世界中时时处处面临着探索，他们会对感兴趣的现象展开简单而朴素的探索，科学教师的期望不仅仅是课堂上，课外的探索中、日常生活中，一个问题出现了，孩子能想得到这个看似呆板的步骤—“大胆假设→设计方案→实验验证→总结分析→得出结论”。

4. 注重思维习惯的培养。一是诚实和严谨的科学态度。在学生探究过程中，小组巡视时，我不断向学生输入这样的信息：诚实的展现自己的推测和记录，记录和报告观察到的东西，而不是想象应该是的东西，也不是认为老师想要的东西。不要因为与其他人得到的结果不同而改变自己的结果。如果你的设计暂时受到限制，依然照说无妨。二是批判-反应能力。要想明白自己赞同什么或者反对什么，前提是知道某种观点的内容，要判断这种观点是否有证据以及提出观点的逻辑是否正确。

2.使用建议：

在探究聚光和成像的实验中，所用凸透镜直径不少于5mm。在指导学生课外使用矿泉水瓶取火，尽量选择靠近瓶口处为半球形状的矿泉水瓶（玻璃瓶亦可）。

3.需解决的问题:因为时间的关系凸透镜聚光往往在教室里无法让学生亲眼目睹，因此如何既有效果又能节省时间在学生面前进行展示成了今后要努力解决的问题。

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