《 在阳光下 》 单元教学分析

1. 《在阳光下》单元教学分析 杭州 ·拱墅区教研室 万嵩海 Wansonghai@163.com http://www.hzgsjy.com/kxjy （小学科学教育联盟）

2. 单元教学内容一览 • 引导语 • 1 我们知道的太阳 • 2 阳光下的影子 • 3 改变阳光的传播路线 • 4 美丽的彩虹 • 5 阳光下的物体 • 6 光强与光弱 • 7 研究我们获得的信息 • 8 设计太阳能热水器 • 9 制作和评价太阳能热水器 • 10 利用太阳能

3. 单元引导语的分析 每天早晨，当太阳升起的时候，新的一天就开始了。我们走在上学的路上，太阳照在身上暖洋洋的。太阳给我们带来光明，也给我们带来温暖。 我们的生活离不开太阳。 让我们到阳光下去研究太阳吧。

4. 单元引导语的分析 • 学生视角下的语言表述 • 暗含着学习主体的研究 • 暗含着学习主题的研究 • 暗含着学习方式的研究

5. 暗含学习主体的研究 • 学习基础 生活经验、知识储备 观察测量、对比实验 生活问题、活动内容 • 学习需求 太阳的光、热及转换 数据处理、模型制作在探究活动中的应用 太阳能的利用、实事求是的探究态度

6. 暗含学习主题的研究 到阳光下去研究太阳吧 • 研究太阳和人们的生活 • 研究太阳的光 • 研究太阳的热 • 研究太阳能的利用

7. 暗含学习方式的研究 到阳光下去研究太阳吧 • 探究 — 研讨 • 户外学习

8. 单元教学内容一览 • 引导语 • 1 我们知道的太阳 • 2 阳光下的影子 • 3 改变阳光的传播路线 • 4 美丽的彩虹 • 5 阳光下的物体 • 6 光强与光弱 • 7 研究我们获得的信息 • 8 设计太阳能热水器 • 9 制作和评价太阳能热水器 • 10 利用太阳能

9. 1 、我们知道的太阳 • 活动一： 关于太阳和太阳光，我们知道些什么？ • 活动二： 任意选择两幅图讲一个关于太阳的故事。 • 活动三： 收集一些关于太阳的诗歌或图片，与同学分享。

10. 本课在单元学习中的地位 • 提取经验，产生单元研究问题 探究始于问题。提取和交流关于太阳的已有认识，提出相关的研究问题与主题，在本单元研究太阳及阳光的各个活动的第一步。 是单元探究活动的发现问题的阶段。 • 收集整理信息，为数据收集处理做准备 关于太阳的各种形式的信息收集整理活动，为后续的数据性信息整理活动做铺垫。

11. 本课学习的一点突破 • 表面上看教材内容 ——信息的收集和交流 缺少难度 缺乏探究成分 学习方式单一 • 学习方法的突破 ——信息的整理与按需收集

12. 突破点——信息的整理与按需收集 （1）关于太阳的丰富的信息资源 信息来源：已有认识、事先收集、插图引发 信息形式：文字、图片、诗歌、歌曲等 （2）信息的处理过程 暗含信息处理过程的插图体系 按信息涉及的内容分类：科学家与太阳、植物与太阳、自然现象与太阳、神话传说与太阳等等 （3）按需收集信息 选择进一步信息收集的领域（如：科学家与太阳），有目的的、充分地收集信息

13. 本课学习的一点建议 如何理解“任意选择两幅图”讲太阳故事 • 11幅插图隐含了11种基本事实，暗含分类 • ？用一幅图讲一个太阳故事+…… 从自己所了解的基本事实出发，加入一些合理推断，讲述一些科学知识。 • ？用两幅图的联系讲一个太阳故事 需要将两幅图之间建立联系，通过创造性的想象，创编故事。 许多图之间缺乏联系

14. 2 、阳光下的影子 • 活动一：观察测量影子的变化 • 活动二：记录整理测量数据 • 活动三：交流影子的特点

15. 活动一：观察测量影子的变化 活动如何开展 • 几根竿子？ 每组2-3根 • 怎么立？直立—怎么直立？ • 隔多少时间测一次？10分钟 1米竿每5分钟影子变化约3厘米 测量时，误差绝对值约0.5—1厘米 间隔时间越短，误差率越高，数据越不准确 10分钟测量一次，三组测量用时20分钟

16. 用什么做记号？放石头？用粉笔画痕迹！ 不易移动、便于对各痕迹进行观察 将各痕迹连起来发现…… • 半小时、2小时后影子变化 让学生进行数据的预测，发现规律

17. 活动二：记录整理测量数据 一次测量获得的数据 • 利用方格图绘制影长示意图 • 观察不同长度竿子的影长方格图 • 观察相同长度竿子的影长方格图 多次测量获得的数据 • 绘制某长度竿子影长变化折线图 • 观察不同竿子的影长变化折线图

18. 活动三：交流影子的特点 • 交流什么 关于影子的原有经验 分析数据，交流获得的结论 • ？对于25页的三组问题，三年级学生与五年级学生的回答会有什么不同？我们应让学生达成什么？ • 光传播的启发：光的直线传播 下一课

19. 本课学习方法的一点突破 数据的处理 （1）获取—不同维度的两组数据 • 同一时间，不同物体的影子测量数据 • 同一物体，不同时间的影子测量数据 （2）分析—静态数据和动态数据 • 比对方格图上的影长图 • 观察数据的变化量 （3）结论—发现变化和发现规律 （4）应用—预测数据的变化趋势

20. 本课学习的一点建议 如何解决测量时间与教学时间的矛盾 • 缩短测量间隔时间——10分钟 不仅可节省教学时间，形成的初步结论与误差之间产生矛盾，还可引发进一步的测量活动 • 各个学习活动的穿插 教学伊始，迅速引发测量活动 充分利用测量的间隔时间

21. 3 、改变阳光的传播路线 • 活动一：照亮阴影里的小球 • 活动二：制作观景箱

22. 活动一：照亮阴影里的小球 办法、工具、操作，任务难度低 • 活动价值在哪里？ 游戏性活动？激发兴趣？ 现象描述 – 现象解释 – 理解“反射” “反射”——一个前科学概念

23. 对“反射”的两个层面的理解 通过描述来理解：阳光遇到镜面，会改变传播的路线，这种现象叫“反射” 通过解释来理解：镜面能够反光，镜面的这一性质叫“反射” • 镜面的应用

24. 活动二：制作观景箱 • 学生将会遇到的障碍： 材料准备：长度相近、宽度不同的两面镜子；与之相配的纸盒 装配图解读：从装配图中解读制作过程 装配过程：镜面、小玩具怎么放、怎么粘；小孔的位置（及高度） • 现象描述 – 现象解释 ——加深对反射的理解

25. 本课学习的一点突破 • 装配图的解读 • 家庭中镜面使用调查

26. 本课学习的一点建议 教师可提供其他一些自制的镜面玩具： 如潜望镜、万花筒、“空箱取物”的魔术箱等，激发学生兴趣，通过解释深入理解反射现象

27. 4 、美丽的彩虹 • 活动一：太阳光谱的观察与描述 • 活动二：自制水棱镜 • 活动三：制作牛顿盘，观察光的合成

28. 活动一：太阳光谱的观察描述 • 目的： 理解光的折射现象

29. 活动二：自制水棱镜 • 活动障碍： 镜子容易倾倒 光谱随水的波动而波动 光谱的两端（红黄、蓝紫）明显，中间不明显 • 活动建议： 水盆中的水尽可能满 长方形的镜子要竖着放，不要横着放 太阳高度越大，镜子越倾斜

30. 活动三：制作牛顿盘 • 活动障碍： 牛顿盘不容易水平转动起来 牛顿盘容易打滑 合成白光的活动十分困难

31. 活动建议： 圆形色板尽量在课外事先完成 使用学具中的配套材料 合成白光的活动，教师应演示 任选两片圆形色板合成其他颜色容易操作 —> 课外研究活动 ？

32. 5 、阳光下的物体 • 活动一：观察不同物体的反射 • 活动二：测量黑白纸筒的温度变化 • 活动三：不同颜色纸的反射与升温能力比较

33. 活动一：观察不同物体的反射 • 活动建议： 材料要丰富一些，既有颜色不同的、还有光滑程度不同的等。 在阳光照射情况下，物体要尽可能靠近墙壁 可以将书展开，背光竖放在地面上，通过观察文字的清晰程度来观察各种物体的反射效果

34. 活动二：测量黑白纸筒的温度变化 活动建议： • 考虑实验的公平性（即对比实验）： 选择相同大小的纸盒，都包上白纸，其中一个用墨汁涂黑 • 增加一支温度计，放在室外背阴处 • 每分钟测量一次，连续测量10分钟 • 在同一折线图中，绘制三组数据的变化曲线 • 研究数据 - 预测20分钟后的变化 – 测量验证

35. 活动二：测量黑白纸筒的温度变化 • 活动障碍： 制作黑白纸筒（纸盒）花时间较多，可让学生事先完成 温度计读数小于1℃时取值困难 绘制折线图，虽有经验，但还需指导

36. 测量三组温度的价值 黑色纸筒温度变化 室外阴处温度变化 白色纸筒温度变化

37. 活动三：不同颜色纸的反射与升温能力比较 • 活动障碍： 能观察到反射后的明暗变化及颜色变化； 目测反射效果和手摸升温变化不理想； 绿、蓝、红、橙的反射能力比较难排； • 反光能力排序：镜面、白、黄、浅蓝、草绿、橙、红、绿或蓝、紫、黑

38. 活动三：不同颜色纸的反射与升温能力比较 • 活动建议： 教师提示观察反射效果的操作方法，同活动一的方法 采用逐一比对的方法，逐张排列 教师提供各种颜色的纸筒，学生分组（每组一种颜色）测量，集中统计 其他有效的方法

39. 6 、光强与光弱 • 活动一：向阳处和背阴处的温度比较 • 活动二：数据的解读 • 活动三：光的强度和温度

40. 活动一：向阳处和背阴处的温度比较 • 活动障碍： 寻找合适的地点： 测量哪些温度： 空气温度、地表温度

41. 测量参考值

42. 活动二：数据的解读 • 我们选择让学生测量怎样的数据 气温？ 地温？ 气温和地温？ • 从数据表到条形统计图 （新的统计图形式） 用一个单位长度（如1厘米）表示一定的数量，根据数量的多少，画成长短相应成比例的直条，并按一定顺序排列起来。条形统计图可以清楚地表明各种数量的多少。 • 怎样从数据表到条形统计图 指导的作用 • 能解读出什么发现了什么规律 ——如何解释

43. 活动三：光的强度和温度 一项探究活动 • 探究问题从何而来： 数据的解读（结论的延续）—— 光更强烈些，温度变化会怎样？ • 预测 – 计划制订 （操作方法、用什么工具、如何检测结果） • 操作难度：

44. 7 、研究我们获得的信息 • 整理和研究信息通常经历六个过程： 整理信息 - 发现关联 - 猜想假设 - 充分验证 - 得到结论 – 结论应用 • 活动的支持： 保存的数据（前期活动的有效性） • 活动需要怎样展开？

45. 7 、研究我们获得的信息 • 活动的展开 整理信息：回顾先前各学习活动，获得各个结论（信息） 发现关联：分析各结论（信息）间的联系 猜想假设：将联系具体化，形成假设 • 充分验证（寻求证据）：进一步观察实验、重组原有数据和事实、寻找生活实例 得到结论，结论应用

46. 7 、研究我们获得的信息 • 探究灯光与太阳的相似性 一项“比较研究”的探究活动 阳光的特性与灯光的特性进行比照 • 一项有价值的探究活动 巩固阳光的种种特性 初步的比较研究（新的研究方法）

47. 8 、设计太阳能热水器 • 活动一：热水器构造和工作原理 • 活动二：方案设计 • 活动三：方案交流和修改

48. 设计与制作太阳能热水器的价值： • 热水器本身并没有实用价值 • 学习成果应用和升华，解决实际问题 • 考虑从原理到选材到制作的每个细节 • 考虑小组内的分工与合作 • 关注能源的开发和利用

49. 活动二：设计太阳能热水器 • 一个典型的任务活动 • 只提供了任务的限制要求： 200毫升水、简易的材料 快速升温、阳光照射 • 任务解决过程具有灵活性和创造性 体现在： 材料选择、制作方法、分工合作等

50. 活动二：设计太阳能热水器 • 活动障碍： 从原理到设计 从限制条件到设计 设计方案的撰写