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视频标签：全国小学科学,实验教学微课
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视频课题：第五届全国小学科学实验教学微课视频《小孔成像》实验-南京
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国小学科学实验教学微课视频---灵活控制变量、提高实验成效《小孔成像》实验-南京外国语学校仙林分校小学科学
灵活控制变量、提高实验成效——“小孔成像”实验说课
郭莹莹 南京外国语学校仙林分校
大家好，今天我说课的主题是“灵活控制变量、提高实验成效”——“小孔成像”实验说课。我将从5个方面进行阐述：教材分析、学情分析、实验分析、改进与创新、总结与反思。
【教材分析】
“小孔成像”这个实验出自于苏教版科学五年级上册《光与色彩》单元的第一课《光的行进》，本课是以《课程标准》中“识别光源，知道光在空气中沿直线传播”为依据而建构的。虽然“小孔成像”实验是这课的拓展阅读内容，但是我尝试通过器材的转变，更有效的帮助学生理解“光沿直线传播”的概念。
我将本课的学习目标制定为通过经验对比，建构光源的概念。通过分类性研究，区分自然光源和人造光源。通过实验探究初步感知光的传播路径。观察小孔成像，进一步验证光沿直线传播。
本节课的教学环节也由这四个部分组成，今天想跟大家分享的是第四个环节。
【学情分析】
首先我们来看，学生对于“小孔成像”前测的结果。从之前圆孔卡纸实验继续思考，如果光源穿过的大孔变成小孔，在屏上会有什么现象？有67%的学生认为在屏上会留下一个小孔的光斑，部分认为没有像，几乎没有人提到光源的倒像。有趣的是，学生对小孔成像这个名词并不陌生，虽说不出其现象和原理，但是会质疑：生活中光穿过大孔后看到的是孔形的光斑，为什么穿过小孔后却会变化呢？大孔小孔之间有联系吗？
学生的质疑很有价值。要解决就要先来找找产生问题的原因。
如果将前测的结果称之为学生最初的概念，那么关于小孔成像的完整概念是从光源各个发光点发出的光线经过足够小的孔，由于光沿直线传播的现象，在屏上形成的光斑不会重叠，从而呈现物体清晰的倒像。我们的教学就是要引导学生由最初的概念走向完整的概念。而他们之间的根本冲突在于，学生生活中见到的光都是以光源为中心四散开来，他们认为光是三维的、立体的、多面的，脑海中没有“光束由一道道光线组成”这样的微观线性模型的概念，所以如何给学生建立“光线传播”的微观模型，就成为学生理解这一现象的核心任务。
【实验分析】
在此基础上我们来分析实验：传统的小孔成像采用的是一根蜡烛作为光源，一张带小孔的孔板和一个不透光的光屏，通过调整三者位置观察屏上的像。
但是却存在的弊端：
1.蜡烛光源小、光线弱且存在一定的安全隐患。
2.蜡烛光源近似椭圆形，呈现的倒像不易分辨，尤其是左右颠倒很难辨别。
3.纸屏上的像也不易观察
4.直接给学生小孔的孔板也不符合学生的前概念，使得这一模型的建构缺乏一定的基础，没有大小孔的转变也就无法突破“建构光线传播模型”的难点。
【改进与创新】
于是我对这个实验进行了大胆的改进。
1.改变光源：我用LED小电珠拼接成了一个“F”型光源，更大更亮更安全又能明显看出其不对称性。
2.改变光屏：选择一个不透光盒，一面缺口，一面蒙上半透明的膜，这样可以方便多人同时观察。纸盒后面还连接软尺，可以精确测量物距和像距之间的关系，当然这更适合中学物理对小孔成像的研究。
3.改变孔：把一个小孔的卡纸转换成了多孔的孔盘，学生可以通过孔的变化来观察像的变化。
（一）实验演示与指导教学
具体的学习流程是这样的，
1.猜测混合孔盘形成的像
出示光源、实验盒和混合的孔盘，让学生预测屏上会出现什么样的像。
2.探究大小不同的圆孔形成
学生在前测的基础上，探究圆孔由大到小的孔盘。打开电源，将光线调到最亮，当光源穿过大孔时，屏上呈现的像就是圆形的光斑，这符合学生的前概念。接着轻轻的转动孔盘，孔逐渐变小，学生会看到圆形的光斑逐渐错开，且交错的重影越来越多。当光源穿过最小的孔时，屏上的出现了一个“倒F”的像。这样既符合学生观察的逻辑，又激发学生的思考。
3.探究大小不同的三角形孔
只有圆孔是这样吗？三角形呢，从大三角形开始，屏上的像也由三角形的光斑逐渐变小且慢慢错开，最后也呈现了一个“倒F”的像，和小圆孔相同，其他形状呢？
4.设计能产生倒像的孔
基于之前的认识，学生已经发现了大小孔之间的差异，但是形状对像有影响吗？继续思考设计各种不同形状的孔，观察屏上的像。
（二）实验小结
瞧！改进后的实验更安全、易操作、易观察、现象明显、结论清晰。
学生通过实验探究分析，找到孔和像的关系：光线穿过大孔时，屏上的像和孔的形状相同，孔逐渐变小，像逐渐由孔的形状变为物体的倒像，且与形状无关。引发深入思考，这是为什么呢？
作为一个分组实验，在教学中，学生的观察和记录往往就呈现了学生思考的过程，我们可以看到，学生在记录圆形光斑时，用了交错的重影，记录倒像时用线条连接。就此学生正式建立“光线”模型，而且也找到了光源与倒像之间的关系，孔较大时，每个光点发出的光线可以大量穿过，故屏上呈现孔的像，多点发光时孔的像也重叠较多，孔较小时光点发出的光线无法大量穿过，但因为直线传播，使得各点的像不重叠，所以屏上呈现物体的倒像。至此“光沿直线传播”的概念就完全清晰了。
【总结与反思】
现在我们来回顾一下小孔成像的探究过程，学生从自己的前概念出发，通过三张圆孔卡纸，初步感知光的直线传播，通过孔盘观察像的变化，这是挑战学生的迷思概念，是模型建构的难点，通过光源的倒像建立“光线”的模型之后，形成“光沿直线传播”的完整概念。
“小孔成像”是一个经典的光学实验。我们希望学生能够在观察、实验、交流的过程当中，形成自己的理解，变传统的教师“教得”的方式为学生自主“习得的”方式。材料也由蜡烛光屏等固定材料，变成灵活变化的孔盘，既提高了实验的趣味性，丰富了学生的感性认识，也锻炼了学生自主探究的能力。
当然，这组实验器材不仅能控制孔的大小和形状，还能通过他来研究像的亮度、物距相距的关系等等。就如我们今天说课的主题——灵活控制变量、提高实验成效。以上就是我对小孔成像实验的粗浅认识，请各位专家批评指正。谢谢大家。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
