《穿越激光网——光反射的运用与操作》
佛山市顺德西山小学 李菁
一、使用教材
本课内容将粤教版小学科学教材六年级上册第四单元第28和30节——“镜子”和“光的反射现象”融合成一节课。
二、实验器材
光敏报警器模块、可调节镜片（含磁铁）、激光笔、铁制门型框架、夹子、喷水壶
三、实验创新要点
（一）实验器材的创新
1.大型的铁质门型装置坚固不易摇晃，可以让学生在真实地的体验来回穿越阻挡光线的过程中避免碰撞。
2.使用自制磁性可调圆镜常，镜片位置和角度都可自由调节，准确的调节反射角度；光线采用绿色激光笔，安全好玩有趣。节省实验时间和经费。
（二）科学习惯培养：实验中创造性使用光敏报警器，使孩子们方便地了解智能硬件的工作原理，触类旁通的了解其它传感器的使用方法。
（三）实验的适用性：设计的活动内容与需要解决的问题符合小孩愿意探险的年龄特征，有趣并富有挑战性。
四、实验设计思路
节课的思路是：从学生熟悉的生活问题引出“照亮目标”活动 ，为了符合学生认知规律，设置的几个任务从易到难，从完成一次折射，到利用多次折射形成严密的激光网，最后完成破解激光网的任务。在此活动中观察反射现象，认识反射光的规律，然后列举并解释生活中光反射的事例。重点培养学生课上自主实验操作能力，通过观察、探究、实践等方法，理解光的反射及运用；课后主动搜集整理信息等科学课外探究能力。
五、实验教学目标
美国的心理学家布鲁纳曾经说过：“有效的学习开始于准确的引导”。所以准确、易懂、可行的教学目标能使学生目标明确，从而选择正确的学习方法，进行有效的学习。我依据新课程标准的相关要求、教材内容和实际情况，制定了本节课的教学目标有以下三个方面：
（一）科学知识目标
1.了解光遇到镜子时，会发生反射现象，光的传播方向会发生变化。
2.光线变化可以被检测到，利用这一特性设计的产品改变人们的生活。
（二）过程和方法
1.通过实验了解光遇到镜子会发生反射现象，光的传播方向会发生变化。
2.通过观察现象，记录数据，了解光敏报警器工作的原理，会设计并制作激光防护网。
（三）情感态度价值观：意识到可以利用自然规律为人类服务。
六、实验教学内容
本课基于项目学习采用科学STEM教学模式，以任务驱动的方式，将学习光的反射和镜子转为三个不同难度的任务，先是提出让学生完成激光网的初步布设，其次是任务升级制作严密的激光网，最后是设计并实践穿越严密激光网的光线破解图。任务驱动将学生的自主学习光的知识和光敏报警器的应用转化为学生内在驱动力，使得学生对科学课有较高兴趣，并通过小组协作完成项目问题，过程中培养学生的自主学习能力和团队协作精神。
实验过程设计了如下四个环节：（PPT展示）
1.激发兴趣，分析装置工作原理
2.任务驱动，制作严密安全网
3.情景拓展，绘制光线破解图
4.技能提升，实践穿越激光网
1.激发兴趣，分析装置工作原理
七、实验教学过程
（一）激发兴趣，分析装置工作原理
1.情景导入
首先，情景导入接近真实环境的报警器工作情景，介绍光敏报警器工作原理。
美国的心理学家布鲁纳曾经说过：“有效的学习开始于准确的引导”。在提出光的反射概念前，我将先播放一组电影片段，让学生更加直观地感受光在现实生活中的运用，激发起大家的好奇心，进而探究为什么报警器会鸣叫，从而引出光敏报警器，介绍其工作原理，原来光就像是一位信息传递员，一旦这位信息员被阻截，报警器便会响起。
图1 实验原理示意图
我们通过门型铁架、光敏报警装置、激光笔、磁性反光镜组成的实验模型来演练。实验中我们通过循循善诱的层次设计，让学生抽丝剥茧地去发现科学原理。那么实验将分三步走。
（1）运用磁片将光敏报警装置固定于铁架一侧，激光笔固定于另一侧，调节光线照射路线，让光敏报警器停止报警，用手阻断光线，报警器便立马嘶鸣。这里我们要探究光线的路线是怎样的。（PPT展示：原理探究：光沿直线传播）
图2 光沿直线传播
（2）能力提升，如果我将光源和镜片放置于同一侧，同时给学生一个镜片，在有限的条件下如何让光敏报警器停止报警？（PPT展示：想一想，动动手：一个镜片，光源和光敏报警器同侧，如何让光敏报警器停止报警？）
图3 任务一
（3）利用喷雾器我们在水珠的条件下，观察学生调节好后的激光路线，引导学生发现光遇到镜面会形成规则反射的原理。（PPT展示：想一想，动动脑：光遇到镜面会发生反射）
图4 光的反射
（二）任务驱动，制作严密安全网
在完成前面操作的基础上，增加难度，我们设置了任务驱动：如何利用增加镜面，调节反射角度弥补报警器漏洞。（PPT展示：比一比：设计一个布防严密的安全网。）
图5 任务二
（三）情景拓展，绘制光线破解图
最后，增加难度提出目标，两个小组互相讨论思考，如何相反利用镜面反射原理，在不触发报警器的情况下设计光线反射路径，破解对方小组的安全网，并将光线反射图绘制出来。在这里我们通过情境设置的方式来布置任务，进一步激发学生的探索热情。（PPT展示：穿越激光特工A计划：我国机密文件被敌方窃取并已布置严密激光网保护，请你们为特工们设计一个破解方案，让他们能穿越激光网，安全获取情报。）
图6 任务三
（四）技能提升，实践穿越激光网
小组利用讨论简图，动手操作，并检验是否可以安全穿越，利用。
图7 任务三（1）绘制光线破解图
图8 任务三（2）实施任务
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穿越激光特工A计划 |
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特工代号（学号）： |
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材料：4面可调节镜片、激光笔、光敏报警器、门型铁架 |
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设计图： |
表1：任务单
八、实验效果评价
本节课以自制学具、学生实验为主，旨在利用学生的好奇心，因利势导地激发学生探索光的世界，理解光在现实中的运用，培养良好的科学态度，活动中让学生充分做到自主、合作、探究的融合，活动难度层层推进，巧妙地在学生不知不觉中做出相应的变化，保护创新火花、激发奇思妙想，实现教学的有效性，使科学课堂充满着生机与活力。教与学的过程也是我丰富自身知识、实现自我发展的过程，我会在此过程中不断的学习，充实自己，最终实现教学相长、生生奋发的目标。
作者：李菁
单位：佛山市顺德区西山小学
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