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视频标签：太阳光,不同颜色的光
所属栏目：小学科学说课视频
视频课题：小学科学说课_探究太阳光包含有不同颜色的光_zhaoxi
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小学科学说课_探究太阳光包含有不同颜色的光_zhaoxi
探究太阳光包含不同颜色的光
北京市东城区和平里第一小学 赵茜
一、使用教材
首都师范大学出版社小学《科学》第六册“光与生活”单元《光与色》。
二、实验器材
自制实验箱为亚克力材质，箱内为白色内壁，方便观察色光的变化。
实验箱前侧有可以调整角度的三棱镜，结合强光手电可以在箱内观察到色散后的彩色光带；三棱镜上方有三组七色彩灯，可以自主选择进行探究，观察不同色光混合后的效果；箱内顶部还有两组光的三原色，可用遥控器控制亮灭。此外还有彩色迷你家具和装水的小烧杯。
三、实验创新要求/改进要点
1. 模拟实验箱的探究学习推动本课教学开展且贯穿始终
原教材中的实验活动由三棱镜色散太阳光和光的三原色合成两部分组成，学生以操作观察现象为主，自主开展探究验证性学习空间少。而围绕实验箱的情景问题，完成三棱镜的色散和多种色光混合的探究学习和验证性体验，更好体现课标理念。
2.暗箱内观察效果明显突出
模拟实验箱为暗箱，学生更易于对箱内色散及色光混合的效果进行观察，有助于思考分析和知识的建构。
3.实验箱操作简便、自主选择空间大
学生可以自由控制不同颜色灯光的亮灭，在动手体验的过程中逐步转变认知发展科学思维。
4.实证助力类比推理，知识构建更加合理
教师提供装水的烧杯，学生对色散的光带进行复合，实证的帮助使知识建构更为准确完整。
四、实验原理/实验设计思路
实验原理：太阳光为复色光，由于各种颜色的光具有不同的折射率，在三棱镜下色光会以不同角度分散开形成七色光带。强光手电也为复色光具有类似的效果，可用来模拟太阳光。复色光可以被分散也可以被三棱镜或柱面镜合成。
实验的设计思路为：从实验箱情境导入暴露学生前概念，借助三棱镜在实验箱内对光进行色散，推理验证多种色光混合效果与太阳光相似，结合实证得出太阳光包含有多种颜色的光这一结论，并拓展对光、色的延续性研究。
五、实验教学目标
（1）通过调整实验箱内三棱镜的角度，观察色散后形成的彩色光带，初步认识太阳光包含有不同颜色的光。
（2）能够自主探究体验，验证七种色光混合后与看到的太阳光效果相似，进一步了解太阳光是由多种色光组成的。
（3）发现颜色不同的光混合后效果不同，对光的颜色产生浓厚的研究兴趣。
六、实验教学内容
本课通过对自制实验箱情境的探究学习，经过类比光的色散与合成实验，及太阳光的实证操作，形成太阳光包含有不同颜色的光这一科学认识。
七、实验教学过程
1.实验箱情境导入，暴露学生认知。
展示实验箱，在自然灯光下可以看到白色的墙壁。提出问题：如果打开的是红色灯，看到的会是什么效果？蓝色灯呢？学生会发现在色光的照射下，白色墙壁颜色改变了，借此追问：如果同时把所有彩灯都打开，墙壁会是什么效果呢？多数学生会利用美术学习过的颜色混合知识作为自己判断的依据，少部分学生会依据自己在课外获取的知识进行解释，认为会和白色灯光下看到的一样。
从学生对现象的认知冲突可以看出，实验箱暴露出他们对太阳光包含有多种颜色的光并不确定，内心很难接受多种颜色的光混合起来与太阳光是相似的。少部分学生提出可以用太阳光与彩虹作为依据解释，彩虹就是七种颜色，太阳光就是七色光组成的。这部分学生已经有了类比迁移的思维意识，但他们的知识来源只是简单的经验传承获取，无论是从网络、科普书籍、还是老师，都没有经历过探究活动的验证。所以顺应学生的思维，实验箱的探究学习由此展开。
2.三棱镜分散色光，形成初步认识。
学生会提出生活中看到的彩虹现象，教师提出：既然太阳光与彩虹就是如此，在课堂上如何制造出彩虹呢？由此借助实验箱内的三棱镜与强光手电进行模拟操作，调整三棱镜角度，会发现实验暗箱内有彩色光带出现。通过模拟实验学生初步认识到，强光手电发出的白光在三棱镜的作用下可以呈现彩色光带，与生活中看到的彩虹十分类似，强光手电的白光与太阳光也是相似的。
3.验证色光混合，建立科学认识
由于小学阶段还没有学习过光的折射相关知识，三棱镜这一实验工具的使用学生出现了质疑，有学生提出：到底是因为光是由多种颜色组成？还是三棱镜使光发生了“化学变化”，产生出新的颜色呢？当提出这个问题后，无论是支持方还是质疑方，都拿不出有力的证据解释。质疑思维的发展，促使学生需要开展相应的探究活动来证明自己的观点，交流后学生提出假设，如果多种色光混合起来的效果与太阳光看起来相同，就说明光本身就是彩色的，并不是产生了新的颜色。所以验证多种色光混合的效果就成了实验的焦点。
如何得到多种色光呢？学生依据彩虹的颜色，主要想出三种方法。第一种用手电照射三棱镜出现七种色光，第二种用水彩笔涂出七种颜色（牛顿盘），第三种是寻找七种颜色的彩灯。对比前两种方法，学生意识到直接利用实验箱就可以完成对色光的混合，既方便又快捷。
学生根据设想控制彩灯的亮灭，发现色灯在任意混合时出现的效果是不同的，七种色光混合看起来非常接近太阳光的效果，进一步证明太阳光是由七种色光组成，七种色光混合后还是我们看到的太阳光效果。学生也发现实验与真实的阳光还存在略微差异，对比观察彩虹色带的宽度，学生自主探究选择不同数量的色灯组合观察。
基于学生水平的不同，实验箱还能进行光的三原色混合效果的验证。使用遥控器打开红、绿、蓝三种色光，调整色灯的角度使它们混合照射在一起，箱内呈现白光。通过2组色光混合的验证实验，学生认识到太阳光是包含多种颜色的光。
4.实证色散后的混合效果
经过了类比的验证实验，学生已经建构起太阳光与色光的关系，但科学研究更追求实证作为有力的证据，形成完整的科学概念认知。所以教师创造条件，用装水的烧杯对色散后的彩色光带混合，用推理实验与实证实验共同证明，太阳光包含有不同颜色的光。
5.拓展光色的后续认识
实验最后的拓展部分，学生还可以选择一些彩色家具摆放在实验箱内，打开不同颜色灯光再次观察，家具的颜色竟然发生了改变，红、绿、蓝三色灯共同照射白色粉笔，可以看到白色粉笔，可粉笔的影子竟是彩色的（印刷三原色黄、品红、青）。这些发现再次激发起学生的研究兴趣，促使学生在今后向着更广阔的科学概念探索。
八、实验效果评价
1.推理类比到实证实验的整个过程体现了探究活动的逐层深入，从而最终得出结论。学生意识到自己在课上进行的所有研究都与真实情况相吻合，像科学家一样进行研究并不困难，提升学生对科学研究的兴趣和动力。
2.模拟实验箱的合理利用，帮助学生从权威论的思维模式到质疑实证的思维转变，自主完成对科学知识的建构，不仅体现了科学探究的实证也发展了学生的科学思维。
任何科学结论都应经得起反复推敲和实验验证，学生也应当具有客观理性的思维意识和批判质疑的精神，正如牛顿在发现三棱镜把阳光分散为彩色光带后，用科学的实验方法进行反向论证，才最终得出结论一样。小学科学教学也应该鼓励学生不迷信权威、敢于质疑、勇于探究的学习科学，顺应学生的思维发展并且为学生开展探究活动创造条件。
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