自制教具-光影小魔盒 論文

自制教具-光影小魔盒摘要：本文《自制教具-光影小魔盒》是用學(xué)生身邊常見的材料制作的，學(xué)生進行光和影的實驗探究，可以根據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象進行實驗結(jié)果分析，自行推理出光源、遮擋物、影之間的關(guān)系。該教具把教材中的三個探究光和影的實驗合為一體又互不影響，此教具具有整合式、多功能、簡約高效的特點，優(yōu)化了學(xué)生的實驗操作，幫助學(xué)生高效的完成實驗，獲得可靠的數(shù)據(jù)。讓學(xué)生在玩中學(xué)會解決問題，并得出在光的照射下影子的變化規(guī)律。關(guān)鍵詞：光源，影子，光和影小學(xué)科學(xué)課程堅持以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨，探究式學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式。小學(xué)科學(xué)課的實驗器材要求形象化、生動化、簡單易操作，現(xiàn)行的科學(xué)教材往往存在一些教具不配套或教具短缺的現(xiàn)象。我在平時的科學(xué)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，教材中的一些實驗存在著部分缺陷，有的實驗器材操作麻煩，有的直接影響教學(xué)的有效推進，耽誤課堂時間，最終影響了學(xué)生動手探究的興趣，這些問題一直困擾著一線教師。因此這就需要教師根據(jù)教學(xué)的實際需要自制教具，課下也可以帶領(lǐng)學(xué)生利用身邊的材料一起制作教具。這樣既鍛煉了學(xué)生的動手能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神。學(xué)生再用自己動手制作的教具進行實驗研究，在一系列的動手探究后，得出科學(xué)規(guī)律，滲透了STEM學(xué)習(xí)，這是一個非常有趣的科學(xué)體驗。一、發(fā)現(xiàn)問題本課內(nèi)容《光和影》是教育科學(xué)出版社五年級上冊第二單元中的起始課，從[1]本課到第4課都是指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識光的傳播特點的，因此本課的重難點是否能突破，影響了學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)情況。本課的重難點主要是：通過光和影的實驗，觀察實驗現(xiàn)象并記錄，根據(jù)實驗結(jié)果分析推理出光源、遮擋物、影子之間的關(guān)系。在去年我擔(dān)任五年級的科學(xué)教學(xué)時發(fā)現(xiàn)，五年級的學(xué)生對于影子的變化規(guī)律已經(jīng)知道一些，但他們對影子具體的產(chǎn)生條件、影子的變化規(guī)律還不明確，因此這就需要教師進行有效的指導(dǎo)，通過實驗器材自己去觀察、去發(fā)現(xiàn)光源、遮擋物和影子之間的關(guān)系。本課包括兩部分內(nèi)容：第一是光源；第二是影子。在探究影子的特點時，我發(fā)現(xiàn)教材安排的三個探究光和影的實驗（如圖1）存在以下不足之處：圖11．實驗1（1）該實驗學(xué)生手持手電筒容易晃動，人為隨意控制光源照射的高度、角度，時遠(yuǎn)時近，隨意性大；（2）在桌面上不方便記錄影子。（3）實驗誤差大，沒有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)不易推理。2．實驗2（1）該實驗需要多人配合，不好操控；（2）該實驗用手拿遮擋物，遮擋物不穩(wěn)，都會影響學(xué)生觀察影子的形狀。（3）在墻面繪圖不易于勾畫影子輪廓，收集數(shù)據(jù)困難。3．實驗3（1）該實驗用手拿遮擋物，遮擋物不穩(wěn)，都會影響學(xué)生觀察影子的形狀。（2）該實驗用長方體作為遮擋物，各個面影子的形狀不易區(qū)分，不便于學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果進行推理?？偟膩碚f，按照教材上的實驗器材進行實驗教學(xué)，用手電筒從不同的位置和不同高度照射長方體木塊，探究在光的照射下影子的變化規(guī)律。存在著光源到物體的距離、角度不容易控制，遮擋物、影子的形狀不方便記錄，得不到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)，不易于學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果進行推理。二、實驗教具結(jié)構(gòu)圖及改進優(yōu)點愛因斯坦說過：發(fā)現(xiàn)一個問題比解決一個問題更重要。針對本課教材中三個探究光和影的實驗中存在的一些不足之處，我經(jīng)過多次的動手動腦，多次的實驗，最終用生活中常見的紙板、亞克力板、可伸縮天線、卡紙、坐標(biāo)紙、木棒、塑料泡沫、膠槍等自制了教具-光影小魔盒。下面就本實驗教具的結(jié)構(gòu)圖及改進要點進行具體介紹。圖2中的1指的是：用紙板做成的簡易量角器模型，上面畫出12345五個大刻度，兩個大刻度中間又畫有小刻度，這樣便于控制角度和方向。把這個簡易量角器模型用膠槍把它固定在下方的盒子一遍邊緣。圖2中的2指的是：把手電筒用膠帶固定在可拉伸轉(zhuǎn)動的天線桿靠前的位置上，這樣不僅可以固定手電筒，還能隨意調(diào)節(jié)手電筒所處的位置和高度。在簡易量角器的下部底端中心位置打一個小孔，用找來的帶有螺帽的鐵釘穿過小孔把天線桿和簡易量角器固定在一起。這樣可以實現(xiàn)天線桿貼著簡易量角器模型進行180度旋轉(zhuǎn)，方便控制手電筒的高度和角度。圖2中的3指的是：這是一個可拆卸的紙板，是可以隨時拆卸的。這樣在保證教材上的三個探究光和影的實驗互不影響，又合為一體。圖2中的4指的是：在實驗時，用網(wǎng)格紙進行記錄影子，這樣得出的實驗數(shù)據(jù)會更精確。圖3中的5指的是：在盒子上方開一個邊長6厘米的正方形的孔，這么做的目的是避免在第二第三個實驗中，透明的亞克力板反光，影響學(xué)生記錄影子，影響實驗效果。圖3中的6指的是：長為35厘米、直徑為0.8厘米的木棒上有涂成黑色的兩個塑料泡沫物體，一個是黑色的三棱柱，另一個是U形的物體，這兩個物體正面?zhèn)让娌町惔?，學(xué)生在做第三個探究實驗時，便于觀察，在盒子下方網(wǎng)格紙上記錄影子。在盒子的左右兩側(cè)相同位置各打兩個直徑為1厘米圓孔（分別為圖4的孔1和孔2），這樣長木棒可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)滾動和上下移動，這使得木棒上的物體可以隨著木棒一起實現(xiàn)上下移動和旋轉(zhuǎn)移動，方便實驗操作。該教具盒子是用透明的亞克力板做成的，盒子的周身用黑色卡紙把盒子做成黑色的，這樣做的目的在于避免外界的光影響學(xué)生觀察記錄影子在手電筒照射下的規(guī)律。盒子下方底部空間大，方便學(xué)生在底部的網(wǎng)格紙上觀察記錄影子。該教具是一體化的實驗器材，讓每一個孩子都動手參與實驗，動手操作，更方便學(xué)生觀察記錄，幫助學(xué)生高效完成實驗，獲得可靠的數(shù)據(jù)。三、用自制教具進行探究自制的教具—光影小魔盒，利用身邊的材料，將教材上的三個探究實驗合為一體，操作便捷，現(xiàn)象更加明顯，更加有效地解決重難點。該教具在使用時，只需調(diào)節(jié)手電筒、調(diào)節(jié)木棒的位置，學(xué)生在盒子下方畫出物體的影子，并根據(jù)實驗結(jié)果進行推理，分析得出光源、遮擋物、影子之間的關(guān)系。1．實驗一：探究物體影子的長短、方向跟光源的關(guān)系將長方體木塊放在盒子上方，保證天線桿的長度不變，用固定在可伸縮的天線桿上的手電筒貼著量角器上從刻度1依次旋轉(zhuǎn)至刻度2、3、4、5，在盒子上的網(wǎng)格紙上畫出木塊的影子。根據(jù)數(shù)據(jù)，分析物體影子的長短、方向跟光源的關(guān)系，得出結(jié)論。2．實驗二：探究物體影子的大小跟物體與光源之間距離的關(guān)系把“光影小魔盒”盒子上方可拆卸的木板拆掉。把手電筒旋轉(zhuǎn)至量角器的刻度3位置，保證光源的位置不變，把木棒置于孔1的高度，用手電筒照射木棒上的三棱柱（或U形物體）；再把木棒置于孔2的高度，用手電筒照射木棒上的三棱柱（或U形物體）；在下方盒子底部的網(wǎng)格紙上畫出物體的影子。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析物體影子的大小跟光源的關(guān)系。3．實驗三：探究物體影子的形狀跟光源的關(guān)系把手電筒旋轉(zhuǎn)至刻度3，保證光源的位置不變，用手電筒從上面照射三棱柱，并旋轉(zhuǎn)木棒到三棱柱的側(cè)面和上面，在下方盒子底部的網(wǎng)格紙上畫出物體的影子。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析物體影子的形狀跟光源的關(guān)系。4．實驗四（拓展實驗）：探究物體影子的大小跟物體與光源之間距離的關(guān)系把木棒置于孔1的高度，保證木棒上的三棱柱位置不變，把手電筒旋轉(zhuǎn)至刻度3，分別拉伸天線桿的一節(jié)、兩節(jié)、三節(jié)，分別在下方的網(wǎng)格紙上記錄物體的影子。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，分析物體影子的大小跟光源的關(guān)系。實驗二和實驗四，都是探究物體影子的大小跟物體與光源之間距離的關(guān)系。教材上的實驗二是保證光源的位置不變，移動物體，從而在下方的網(wǎng)格紙記錄物體的影子。實驗四是本教具的一個拓展實驗，保證物體不動，利用天線桿的伸縮功能來改變光源的高度，從而在下方的網(wǎng)格紙記錄物體的影子。實驗四是實驗二的補充論證，能夠幫助學(xué)生得出更充分的證據(jù)，得出結(jié)論：物體影子的大小跟物體與光源之間的距離有關(guān)，屏的位置不變，遮擋物離光源越近，影子越大。本教具將光影實驗進行有機整合統(tǒng)一，具有功能全面、結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷等優(yōu)點。創(chuàng)新后的教具，實驗操作簡便，現(xiàn)象更加明顯，幫助學(xué)生高效的完成實驗，獲得可靠的數(shù)據(jù)，大大提高了課堂的教學(xué)效率。自制教具的使用，可以比較形象直觀的解決教學(xué)中的重點和難點。這就要求我們教師教學(xué)中動腦動手，充分利用生活中的材料自制教具。教師自制的教具一般材