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人教版小学五年级科学上册《第四单元 光》大单元整体教
学设计
一、内容分析与整合
二、《义务教育课程标准（2022 年版）》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、学科实践与跨学科学习设计
十三、大单元作业设计
十四、“教-学-评”一致性课时设计
十五、大单元教学反思
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一、内容分析与整合
（一）教学内容分析
《第四单元 光》作为人教版小学科学五年级上册的核心教学内容，其深度和广度都经过精心设计，旨
在为学生构建一个全面而深入的光学知识体系。本单元以光的性质和传播特性为主线，通过一系列生动有趣
的教学活动，引导学生逐步揭开光的神秘面纱，理解光在自然界中的基本表现和作用机制。
教学内容上，本单元精心编排了三个主要部分，即光的传播、光的反射以及彩虹的形成，每一部分都紧
密相连，层层递进。首先，通过直观的实验和观察，学生将了解到光沿直线传播的基本特性，这是理解后续
复杂光现象的基础。随后，课程深入探讨了光的反射现象，引导学生掌握光的反射定律，即入射角等于反射
角，这一发现不仅加深了学生对光行为的认识，也为解释日常生活中的众多光现象提供了理论依据。
最为精彩的部分莫过于对彩虹形成的探讨。这一部分不仅融合了光的色散和合成等高级概念，还巧妙地
将物理知识与自然现象相结合，让学生惊叹于光的魔力。通过学习，学生将明白太阳光是如何通过水滴折射、
反射和色散作用，最终在天际形成绚烂彩虹的，这一过程极大地激发了学生探索自然奥秘的兴趣和好奇心。
《第四单元 光》的教学内容不仅涵盖了光学的基础知识，更注重培养学生的观察、分析和推理能力，
鼓励他们像科学家一样思考，通过实验和探究来验证光的规律。通过这样的学习过程，学生不仅能够掌握光
的科学原理，还能提升科学素养，学会用科学的眼光去审视周围的世界，为后续的科学学习打下坚实的基础。
（二）单元内容分析
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在“光的传播”这一单元中，我们深入探索了光在同一均匀介质中沿直线传播这一基本而神奇的特性。
通过一系列精心设计的实验，如小孔成像和影子的形成，学生们得以直观 感受 到光的直线传播是如何在日常
生活中发 挥 作用的。小孔成像实验 展示 了光通过一个小孔后，能在 屏幕 上形成 倒立 的实像，这一现象不仅有
趣，而 且 深 刻 揭 示 了光的直线传播规律。同样，观察影子的形成也是理解光直线传播特性的有 效途径 ， 它 让
学生 意 识到光在 遇 到不 透 明物体 时 会 被阻挡 ， 从 而形成我们常 见 的影子。
“ 光的反射”部分 带领 学生进一步探索光的奇妙世界。在这 里 ，学生将系 统 学习光的入射角与反射角 之
间 的等 量关 系，这是理解光反射现象的基础。通过实际 操 作，学生能够 亲身 体验 平 面 镜 成像的原理，观察 并
测量 不同入射角度下光的反射 路径 ， 从 而深 刻领 会光的反射定律。这 些 实 践 活动不仅 增强 了学生的动 手 能力，
也极大地提升了他们对光学原理的兴趣和理解。
“ 彩虹的形成”这一 章节 ，将自然界的 壮丽景 象与光学原理紧密结合。彩虹，这一 雨 后天 空 中的绚 丽桥
梁 ，其 背 后 隐藏着 光的色散原理。通过 模拟 实验，学生 亲 眼 目睹 白光如何通过三 棱镜 分散成色彩 斑斓 的光 谱 ，
这一过程生动 展 现了光的 波长 不同导 致 折射角度 各异 的科学 事 实，进而让学生 恍 然大 悟 ，原来彩虹的形成 竟
是如 此美 妙的光学现象。这一系列的学习体验，不仅 丰富 了学生的科学知识，更激发了他们探索自然界奥秘
的好奇心与 求 知 欲 ，为培养 未 来的科学探索 者奠 定了坚实的基础。
（三）单元内容整合
为了 增强 教学的连 贯 性和系 统 性，本单元精心设计，将“光的直线传播”、“光的反射”以及“光的色
散”这三个子主 题 有机 整 合，形成一个 完整且逻辑严 密的光学知识体系。这一教学设计旨在引导学生 从 基础
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到深入，逐步探索光的奥秘，每个部分都是对 前 一个部分的深 化 和 拓展 ，层层递进，相 辅 相成。
在“光的直线传播”部分，学生通过实验观察光在同 种 均匀介质中沿直线传播的现象，理解光线的概念
以及光与影的形成原理。这为后续学习光的反射和折射 奠 定了坚实的基础。
“ 光的反射”部分进一步 拓展 了光的传播特性，通过探究光的反射定律，学生将了解到光线在 遇 到不同
介质界面 时 如何发生反射，以及入射角与反射角 之间 的 关 系。这一部分的学习不仅加深了学生对光的理解，
还为解释日常生活中 诸 多光学现象提供了理论依据。
“ 光的色散”部分将学生的视 野 引 向 更为广 阔 的光学世界。通过实验观察白光通过 棱镜 后分解成彩色光
带 的现象，学生将学习到光的色散原理以及光 谱 的构成。这一部分的学习不仅揭 示 了光与色彩 之间 的紧密 联
系，还为学生打开了探索光学 应 用 领域 的大 门 。
整 个教学过程中，我们注重实验与实 践 的结合，通过一系列精心设计的实验活动，让学生在动 手操 作中
发现 问题 、解 决问题 。这 种 探究 式 的学习 方法 不仅能够激发学生的学习兴趣，还能 帮助 他们构建 起 对光的全
面而深入的认识。通过这样的教学设计，我们 期望 学生能够不仅掌握光学知识，更能培养 出 科学探究的精神
和实 践创新 的能力。
二、《义务教育课程标准（ 2022 年版）》分解
根 据《 义务 教 育 科学课程 标准（ 2022 年版 ） 》，本单元的教学内容 可 以分解为以下 几 个 方 面 ：
1. 科学探究 ： 通过观察、实验等活动，探究光的传播特性、反射定律以及彩虹的形成原理，培养学生提
出问题 、作 出假 设、设计实验、 收集 证据、 处 理 数 据、得 出 结论等科学探究能力。
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2. 科学知识 ： 了解光的基本性质，掌握光的直线传播、反射和色散等科学原理，理解这 些 原理在日常生
活中的 应 用。
3. 科学 态 度 ： 培养学生对自然现象的好奇心和 求 知 欲 ，鼓励他们 乐 于探究和实 践 ， 尊 重 事 实，注重证据，
敢 于质 疑 和 创新 。
4. 科学、 技术 、 社 会与 环境： 通过探讨光在日常生活、科学 技术 中的 应 用，引导学生认识科学、 技术 与
社 会、 环境 的密 切关 系， 树立可持 续发 展 的观念。
三、学情分析
（一）已知内容分析
五年级学生 已 经 具备 了一定的科学基础和实验 操 作 技 能，他们对自然现象 充满 了好奇心，这 种 好奇心是
他们探索科学世界的重要动力。在 前 面的学习中，他们 已 经了解了 声音 的 产 生和传播、物体的 运 动与力等基
本概念，这 些 内容为学习光的性质和传播特性打下了坚实的基础。学生 已 经掌握了科学实验的基本步 骤 和 方
法 ，能够 使 用 简 单的实验 器材 进行 操 作， 并初 步学会了如何观察和 记录 实验现象。
学生在日常生活中也 积累 了大 量关 于光的现象的经验，如影子、 倒 影、彩虹等。这 些 经验为他们理解光
的传播和反射提供了有力的 支持 。他们 可 能 已 经注 意 到， 当 阳光 透 过 树叶 的 缝隙时 ，会在地面上形成光 斑；
当 光线 照 射到水面 时 ，会 产 生 倒 影 ；雨 后的天 空 中，有 时 会 出 现绚 丽 多彩的彩虹。这 些 现象都与光的性质和
传播特性密 切 相 关 ，学生 可 以通过 回顾 和讨论这 些 现象，进一步加深对光的理解。
（二）新知内容分析
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本单元的 新 知内容主要 包括 光的直线传播特性、光的反射定律以及光的色散原理。这 些 内容对于学生来
说既具 有 挑战 性 又充满吸 引力。光的直线传播和反射现象相对直观 易懂 ，学生 可 以通过实验和观察来验证这
些 现象， 从 而加深对光的理解。光的色散原理 较 为 抽 象， 需 要 借助 实验和 模型 来 帮助 学生理解。色散现象是
指 白光通过三 棱镜 等介质 时 ，会分解成不同 颜 色的光，这一现象与光的 波长 和介质性质有 关 。为了 帮助 学生
理解这一概念，教 师可 以设计一系列的实验，让学生 亲手操 作，观察光的色散现象， 并 通过讨论和解释来加
深理解。
在教学过程中，教 师需 要注重将理论知识与实际 应 用相结合。 例 如， 可 以通过 讲 解光导 纤维 的 工 作原理
来让学生理解光的全反射现象 ； 通过介 绍 彩虹的形成原理来让学生理解光的色散现象。这样不仅 可 以 增强 学
生的学习兴趣，还 可 以 帮助 他们更好地理解和掌握 新 知识。
（三）学生学习能力分析
五年级学生的观察能力和实验 操 作能力 较强 ，他们能够在教 师 的引导下进行 简 单的实验设计和 操 作。他
们 已 经学会了如何 使 用实验 器材 、如何 记录 实验 数 据以及如何分析实验结 果 。这 些技 能为他们学习光的性质
和传播特性提供了有力的 支持 。他们的 抽 象思 维 能力和 逻辑 推理能力 尚待 提高。对于复杂的光学现象和原理
的理解，学生 可 能 存 在一定的 困难 。他们 可 能 难 以将实验现象与理论知识相结合， 难 以 从 实验 数 据中提 炼出
科学规律。
在教学过程中，教 师需 要注重直观教学和 启 发 式 教学相结合的 方法 。 可 以通过实验 演示 、视 频讲 解、 图
片展示 等多 种方式 来 呈 现光的性质和传播特性，让学生直观地 感受 到光的奇妙和 魅 力。教 师 还 可 以设计一系
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列的 问题 和 情境 ，引导学生深入思考、 积 极探索，培养他们的 抽 象思 维 能力和 逻辑 推理能力。
（四）学习障碍突破策略
为了 帮助 学生 克服 学习 障碍 ，提高学习 效果 ，教 师可 以 采取 以下 策略：
1. 提供多样 化 的学习 材料： 为学生 准备丰富 的实验 器材 和 材料 ，如 手电筒 、 平 面 镜 、三 棱镜 等，以 便 他
们进行多样 化 的实验探索。这 些 实验 器材 和 材料可 以让学生 亲手操 作、 亲身 体验， 从 而加深对光的理解。教
师 还 可 以提供相 关 的 书籍 、视 频 、 网站 等学习 资源 ，让学生 可 以自主学习、 拓展 视 野 。
2. 分 组 合作学习 ： 将学生分成小 组 进行实验和讨论，鼓励他们相 互交流 和学习， 共 同解 决问题 。小 组 合
作学习 可 以培养学生的 团队协 作精神和 沟 通能力，同 时 也 可 以让他们在讨论和 交流 中 互 相 启 发、 互 相学习，
从 而加深对光的理解。在小 组 合作学习的过程中，教 师需 要 给予适当 的 指 导和 帮助 ， 确保 每个学生都能够 积
极 参 与、有 所收获 。
3. 适时给予指 导和反 馈： 在实验过程中，密 切关 注学生的进 展 ，及 时给予指 导和反 馈 ， 帮助 他们 克服困
难并取 得进步。教 师可 以在实验 前 进行 示范 和 讲 解， 确保 学生了解实验步 骤 和注 意事项； 在实验过程中进行
巡 视和 指 导，及 时 解 答 学生的 疑问 和 困惑； 在实验后进行 总 结和反 馈 ，让学生了解自 己 的实验成 果 和不 足 之
处 ，以 便 进行 改 进和提高。
4. 创 设 情境 激发兴趣 ： 通过 创 设与光相 关 的 情境 ，如“ 寻找 彩虹的秘密”等活动，激发学生的学习兴趣
和 参 与度。教 师可 以设计一系列有趣的光学实验和活动，让学生在 轻松愉快 的 氛 围中学习光的性质和传播特
性。教 师 还 可 以将光学知识与日常生活中的 应 用相结合，让学生 感受 到科学的实用性和趣 味 性。
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5. 融合 跨 学科知识 ： 将光学知识与物理、 数 学等学科相结合，引导学生 从 多角度理解光的性质和 应 用。
例 如， 可 以通过 讲 解光的 波 动性和 粒 子性来引入物理学中的 波 动理论和 量 子理论 ；可 以通过计 算 光的传播 速
度和 波长 来引入 数 学中的 速 度、 波长 和 频 率 等概念。这样不仅 可 以 帮助 学生更好地理解和掌握光学知识，还
可 以培养他们的 跨 学科思 维 和 综 合能力。
针 对五年级学生的学习特 点 和 新 知内容的要 求 ，教 师需 要 采取 多样 化 的教学 策略 和 方法 来 突破 学习 障碍 、
提高学习 效果 。通过提供 丰富 的学习 材料 、 组 织 小 组 合作学习、 适时给予指 导和反 馈 、 创 设 情境 激发兴趣以
及融合 跨 学科知识等 措施 ， 可 以 帮助 学生更好地理解和掌握光的性质和传播特性，培养他们的科学素养和实
践 能力。
四、大主题或大概念设计
本单元的大主 题 或 大概念 可 以设计为“探索光的奥秘” ： 通过一系列实验和探究活动引导学生深入理解
光的性质和传播特性进而揭 示 自然界中光现象的奥秘。这一主 题 不仅涵盖了光的基本知识还融入了科学探究
和实 践操 作的内容有 助 于培养学生的科学素养和 综 合能力。
五、大单元目标叙写
1. 知识与 技 能 ： 学生能够理解光的基本性质掌握光的直线传播、反射和色散等科学原理 ； 能够设计 并 进
行 简 单的光学实验 收集 和分析实验 数 据得 出 结论。
2. 过程与 方法： 通过观察、实验、讨论等 方法 培养学生的科学探究能力和 问题 解 决 能力 ； 通过小 组 合作
和分 享 交流 提高学生的 沟 通能力和 团队协 作能力。
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3. 情感态 度与 价值 观 ： 激发学生对自然现象的好奇心和 求 知 欲 培养他们的探究精神和实 践 能力 ； 引导学
生 关 注科学 技术 与 社 会的 联 系 树立可持 续发 展 的观念。
六、大单元教学重点
1. 理解光的直线传播特性和反射定律掌握其在实际生活中的 应 用。
2. 通过实验探究理解彩虹的形成原理及光的色散现象。
3. 培养学生的科学探究能力和实 践操 作能力。
七、大单元教学难点
1. 如何引导学生深入理解光的色散原理及其与彩虹形成的 关 系。
2. 如何通过实验设计和 数 据分析培养学生的科学探究能力。
3. 如何激发学生的学习兴趣和 参 与度提高他们的自主学习能力和 团队协 作能力。
八、大单元整体教学思路
一、单元概 述
《光》是人教版小学科学五年级上册教 材 中的第四单元，本单元旨在引导学生通过一系列探究活动，深
入理解光的性质和传播规律， 具 体 包括 光的直线传播、光的反射现象以及彩虹的形成原理。通过本单元的学
习，学生不仅能够掌握光的基本概念和原理，还能培养观察、实验和探究的能力，激发对自然现象的好奇心
和探索 欲 。
二 、教学 目标
知识与 技 能
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理解光沿直线传播的特性，能够解释日常生活中的相 关 现象。
掌握光的反射现象及其规律，了解 平 面 镜 成像的基本原理。
了解彩虹的形成原理，能够解释彩虹的成 因 。
学会 使 用 简 单的光学 仪 器（ 如 平 面 镜 、 凸 透镜 等 ） 进行 简 单的光学实验。
过程与 方法
通过观察、实验等探究活动，培养学生的观察能力和科学探究能力。
通过小 组 讨论和合作学习，提高学生的 沟 通能力和 团队协 作精神。
通过分析实验现象和 数 据，培养学生的 逻辑 思 维 和 问题 解 决 能力。
情感态 度与 价值 观
激发学生对自然现象的好奇心和探索 欲 ，培养其 尊 重科学、 热爱 自然的 情感 。
培养学生的实 践 精神和 创新意 识，鼓励其在探究过程中 勇 于 尝试 和 创新 。
通过学习光在日常生活中的 应 用，引导学生 关 注科 技 与生活的 关 系，培养科 技意 识和 社 会 责任 感 。
三、教学内容 安 排
第一课 时： 光的传播
教学 目标： 理解光沿直线传播的特性，能够解释日常生活中的相 关 现象。
教学活动 ：
导入 新 课 ： 通过日常生活中的光现象 （ 如 手电筒 的光线、影子的形成等 ） 引入光的传播 话 题 。
理论 讲 解 ： 介 绍 光的基本性质和光的直线传播原理。
观察实验 ： 利 用激光 笔 、小孔 板 等 材料 进行光的直线传播实验，观察 并记录 实验现象。
