北京市基础教育优秀课堂教学设计一等奖第一名

北京市基础教育优秀课堂教学设计参评作品 光是怎样传播的

学校：北京师范大学实验小学 学科：科学 姓名：徐宏江

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一、教学指导思想和理论依据

（一）“做中学”科学教育理念

“做中学”教学过程大致包括：根据情景、观察到一些现象或者可以获得一些信息；从儿童已有的知识、对问题的了解和已具有的科学概念（想法）出发，提出问题；对问题的解答进行推测；为证实推测而设计实验或进行观察；收集和整理数据；得出结论和进行交流;提出新的问题„„并在教学过程中，达到以下目的：

保护孩子的好奇心和激发学习科学的主动性；激发想象力，扩展思维；获得重要的科学概念和科学概念之间的联系；学习探究的技能；改善合作和交往的能力；促进语言和表达能力的发展。

该计划提出一些基本原则：

面向每一个儿童，尊重他们之间的差异；为儿童学会生活奠定基础；教学案例来源于生活；引导儿童主动探究，亲历发现过程；教师是学习的支持者和引导者；获得外界的支持。

（二）《全日制义务教育 科学 （3-6年级）课程标准》 标准明确提出：

小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学教育要达到三方面的目的，即知识技能、过程方法、情感态度价值观。《课程标准》认为，其中知识可以通过讲解或在探究中形成，过程和技能却要通过探究实践才能获得，至于情感态度价值观的形成则更多要依靠体验。

（三）“前概念”对科学概念建立的影响

前概念是学生在没有接受正式的某一科学概念以前，对所感知到的现象、生活中的常识与经验进行总结加工所得出的认识和理解。

前概念在学生的科学概念的学习中扮演着非常重要的角色，新概念的形成建立在它的前概念基础之上。当科学概念和前概念比较一致时，学生就容易理解；反之，他们就会觉得很难。所以在实际的科学教学中，如果教师能够把握住学生的前概念，就会使得教学有的放矢，就能更好地提高教学效果。

改变学生的错误前概念是一件非常难的事。有的前概念非常顽固，需要经过较长的时间才能得到转变。改变学生错误前概念一定要讲究策略。美国学者纳斯伯姆和诺威克曾提出了“矛盾事件”的方法，具体做法是：首先通过一定的方法

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暴露学生的前概念；然后使学生明确意识到他们和别的学生想法不同；接着让学生尝试解释一个矛盾事件，引起概念冲突；最后鼓励和引导进行认知调整，建立与科学概念相一致的新的概念模型。

二、教学背景分析

1、学生情况分析

四年级学生，他们经过三年多的学习，已经初步锻炼了科学探究能力，有一定的合作学习的基础。

2、教学方式和教学手段

教师创设一定的情境，引导学生对“光是怎样传播的”进行猜测和思考，学生设计实验证明自己的想法，在不断的验证和否定和否定之否定的过程中，多次反复，最终达到一致的认识——光在空气中是沿着直线传播的。

交流讨论、实验验证、小组合作、多媒体辅助教学。 3、技术准备

教师准备足够分量的活动材料，教师准备适当的教学辅助课件。 4、前期教学情况

学生开始学习有关《光学》的基础知识，已经知道什么是光源，最常见的一些光源和光源的分类，知道光学现象非常奇妙，充满了求知的欲望。

5、问题和对策

怎样设计实验验证自己的猜想是教学中的关键环节，在不断的尝试的过程中，学生的思维容易陷入混乱，教师要及时引导和调整教学思路。

三、教学目标设计

1、教师通过一个机智小故事引起学生的兴趣，使他们关注“光是怎样传播的”，并提出自己的猜想。

2、教师对学生的猜想分类，引导学生设计实验验证自己的猜想，并推导可能的结果。在这个过程中，特别注意学生之间、师生之间的相互质疑。

3、通过实验证明自己的想法，在不断的验证和否定和否定之否定的过程中，多次反复，最终达到一致的认识——光在空气中是沿着直线传播的。

4、激发学生探究的兴趣，训练学生的动手能力，培养学生认真、严谨的科学态度，并能把实践结果和大家分享。

四、教学过程与教学资源设计

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教学内容的核心有两方面，一是在实践活动中建构科学概念——光在空气中沿着直线传播；二是在探究过程中反复尝试，促进学习能力的发展和科学精神的养成。 教学资源

表达学生猜想的实验单，每组一些带孔小纸板，一张白纸屏，一把手电筒。 教学过程

一、导入

教师在课前特意把教室的窗帘全部拉上，并熄灭教室的灯，使学生在一进入教室时感受到有些昏暗。

全课的导入是个有趣的机智小故事，核心情节是一个问题——“怎样用最廉价的方法，买来能充满整个房间的东西”。答案是买一支蜡烛和一盒火柴。因为在夜晚，点燃蜡烛，光立即充满了整个房间。然后，教师打开教室的灯，昏暗的教室一瞬间变得十分明亮。学生感受到这强烈的对比，这时，教师提出问题：光是怎样照亮整个房间的？把你的猜想画出来。同时给学生提供实验单。

二、学生画图表达自己的猜想

三、教师采集整理学生有关“前概念”

学生画的结果直观地反映出他们有关于“光是怎样传播的？”的理解，一般情况下，学生的“前概念”大概分以下几种（根据以前的教学经验）：

图1 图2 图3

图4 图5 图6

图1，光是一圈圈的向外传播的，光一圈圈的变暗淡，符合他们的生活感受。

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的确，很多儿童书、动画片中就是这样呈现烛光等光现象。

图2，光是沿直线向外传播的，并且桌子遮挡了光，桌子下没有光。但也有学生没有注意桌子是否透光，光线穿透了桌面。

图3，光是一种波，所以是像波浪一样向外传播。甚至可能有学生提出在课外书上看到光具有波粒二相性，还画出了一些小点表示粒子。教师对此赞许，但是告诉他们，这个内容要到高中才能学习。

图4，光是沿着直线传播的，有时也会拐弯。

图5，光是沿着直线传播的，但是遇到墙壁会反弹，照到桌子底下，有些特别细心的学生观察到，打开灯的时候，甚至桌子底下也变亮了一些。

图6，光是沿着直线传播的。有些学生说不清原因，是一种直觉。也有学生观察到光传播的很快，所以判断光是沿着直线传播的。

一般来说，学生对光是怎样传播的主要有四种猜测：沿着直线传播；沿着波浪线传播；一圈圈向外扩散；有时候会拐弯。

四、设计实验验证猜想，并预测实验的结果

图7 给学生出示实验材料：一些带小孔的纸板、白纸屏、手电筒和小支撑座，并演示它们的用途。

教师引导学生讨论“如图7，打开手电筒，白屏上得

图8

到一个光斑，能否确定光是怎样传播的”，并鼓励大家相互质疑。

引导学生得出结论：四种猜测都可能，不能判别光是怎样传播的。

怎么办？

图9

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教师引导学生尝试加一个带孔的纸屏。

经过讨论，学生会同意：如果光是沿着直线传播的，那么三个纸屏必须对齐，白屏上将出现一个光斑，而如果光以其它三种方式传播，纸屏不必对齐。

五、学生实验、观察、讨论、质疑和得出结论 1、学生实验、观察和得到初步结论

学生反复验证，大部分学生只观察到第四种现象，就是必须把纸屏对齐，手电筒的光才能达到白屏。因此，大部分学生现在同意——光可能是沿着直线传播的。

2、学生质疑

有极少数同学质疑，因为他们的纸屏并没有对齐，白屏上也接到了光斑。这是怎么回事呢？

请他们展示纸屏的排列方法，引导其他学生观察：纸屏是成一定的方向，斜着摆放的。也就是说，是斜着对齐的。

3、再次进行实验，达成一致认识

指导学生把纸屏顺着一定的方向，斜着摆放，让手电筒的光穿过两个带孔的纸屏到达白屏，看哪组的纸屏摆得最斜。

在这个实验过程中要求学生观察：手电筒和纸屏的摆放位置有什么规律？ 学生的观察结果：它们在一条斜着的直线上。 学生的认识深了一步：光确实是沿着直线传播的。 4、教师质疑

教师提出质疑：假如我认为光就是拐着弯穿过纸屏，正好到达白屏（如图）。那么你们要怎样改进实验来说服我呢？

5、学生的实验改进方法

一般情况下，学生会提出方案①，如果教师不能提供更多的带小孔的纸屏，他们还会想出方案②。

①增加带小孔纸屏

②任意调整两个带小孔纸屏之间的距离 6、继续进行实验

采用方案①或方案②继续进行实验。

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手电筒的光能到达白屏，并形成一个光斑。 学生再次加深认识：光真的是沿着直线传播的。 7、最终建构科学概念：光沿着直线传播。 六、教师总结和补充说明

和学生一起回顾探究过程，强调科学概念——光沿着直线传播。

教师提示学生注意到手电筒的光除了穿过带孔，它还穿过了看不见、摸不着的空气，空气大部分情况下均匀的分布在我们周围。其实我们今天就是研究光在空气中是怎样传播的。一般情况下，光在空气里是沿着直线传播的。

课后思考和作业

点评猜想5，尤其关注学生的使用“反弹”这种表达，可以给出科学概念——光的反射，光的反射会改变光的传播方向，请同学们课后观察有哪些方法能改变光的传播方向，引导出下一次课的教学方向。

图12

学习效果和评价设计

（一） 学生的探究过程评价

学生的探究能力的指标一般包括：预测、设计实验、进行实验、观察、记录、分析和解释、交流发现的结果、对探究过程的回顾，选取本次探究活动关键也是学生之间差异较大的项目作评价。 探究技能 设计实验 进行实验 观察 水平1 需要较多的帮助，才能组织实验 不能按照设计好的步骤完成实验 能观察到大现象，但是水平2 稍加指点，就能够组织实验 能按照设计好的步骤完水平3 能够设计实验，对实验步骤认识清晰 对实验步骤了作了改变，成实验，但做了一些改变 并能解释是正确的 观察到有关细节的差异，能观察到有关细节的相同和相异之处 要帮助才能观察到细节 但是不能注意它们的相似之处 分析和解不能把发现的现象和原需要帮助，能把发现的现能把发现的现象和原来释 来的问题相联系 象和原来的问题相联系 的问题相联系，并能进行解释 对探究过即使帮助，也不能提出需要帮助才能提出改进能提出改进调查研究的程的回顾

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改进调查研究的方法 调查研究的方法 方法，并能主动调整步骤 （二）学生观察技能评价表（课后作业）

A B C D 找到1种光的传播找到2种光的传播找到3种光的传播找到4种以上光的传播观察能力 方向改变的现象 方向改变的现象 方向改变的现象 方向改变的现象 画图表示 （三）教师教学效果评价分析

小学生在小学阶段要逐渐掌握一定量的基本的科学概念，才能为他们今后的科学探究活动提供“知识”基础，而他们的“最基本科学概念”是怎样建立的，将决定他们今后的科学探究能力。所以我认为：帮助学生建立一定的科学概念和以科学的方法来建立这些科学概念是小学科学教育改革中教师要把握的核心任务。

小学科学教育中的“概念”和其他学科相比具有特别明显的开放性和发散性，也就是说，一些科学概念的内涵深，一些外延涉及广泛，学生对许多科学概念一知半解，给教师科学课教学带来很多困扰，教师必须“博学多才”才能自如地控制课堂教学，教学难度很大。

我在教学中发现，既然学生的“前概念”对错混杂，为什么不因势利导加以利用呢？因为本来人类的认知过程就是一个不断纠正错误，螺旋式上升的过程。

教师研究学生的“错误百出”的前概念，反而可以设计出符合人类认知规律的教学活动，这样的教学活动既符合科学教育改革的目标，又对学生的科学素养培养有极大的益处。

光沿着直线传播，这是整个《几何光学》的最基本概念，是解释许多光学现象的基石。学生的前概念和科学概念之间存在着不一致、不协调因素，如果不及时澄清认识建构科学概念必将使他们在后续的学习带来认知上的困难。

经过这次探究过程，学生在引起兴趣、提出猜想、设计实验并预测结果、达成初步共识、质疑、补充实验、质疑、改进实验，最后建构一个有关光学的最基本概念。就这样，学生经过不断地肯定、否定、否定之否定，依靠实证来不断逼近自然界客观存在的真理，积累着科学知识。

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教学流程

关注生活中光传播方向发生改变的现象 设置教学情景 观察 提出问题： 光是怎样传播的？ 学生改进后的概念： 一般情况下，光在空气中是沿着直线传播的 结论和表达： 光是沿着直线传播的 记录 讨论 学生的前概念 搜集讨论 记录分类 讨论 大致有6种，分四类：直线、波浪、弯曲、光晕 讨论 设计实验，预测结果 信息交流： 1-纸屏对齐，光到达白屏 2-纸屏交错摆放，光不能到达白屏 3-纸屏顺着一定方向摆放，光能到达白屏 4-增加带小孔纸屏或任意调整它们之间的距离，光能到达白屏 观察 讨论、质疑 寻求证实（观察、实验） 1- 纸屏对齐 2- 纸屏交错摆放 3- 纸屏顺着一定方向，斜着摆放 4- 增加带小孔纸屏或任意调它们之间的距离 观察

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参评信息 课题 学校 教材版本 年级 学历 光是怎样传播的？ 北京师范大学实验小学 人民教育出版社《科学》 四年级 大学 学科 教师姓名 职称 性别 年龄 科学 徐宏江 中学一级 女 36岁 2006年 - 10 -