2014 年 全 国 科 技 馆 发 展 论 坛 - 研 究 生 论 坛 红 绿 蓝 之 光 影 探 案 中 国 科 技 馆 颜 色 屋 展 品 活 动 辅 导 教 案 开 发 1 2 黄 践 蒋 小 燕 ( 北 京 航 空 航 天 大 学, 北 京,100191) 摘 要 本 活 动 教 案 是 针 对 光 与 色 彩 知 识 点, 基 于 中 国 科 技 馆 探 索 与 发 现 A 厅 光 影 之 绚 展 区 颜 色 屋 展 品, 面 向 初 中 学 生 而 设 计 开 发 教 案 采 用 了 情 景 式 的 教 学 方 法, 以 探 案 的 形 式 开 展, 为 参 与 者 创 造 沉 浸 式 的 学 习 环 境 在 科 学 教 师 的 引 导 下, 参 与 者 们 将 接 到 一 个 案 件, 凶 手 利 用 光 与 色 彩 的 知 识 隐 藏 了 犯 罪 过 程 参 与 者 们 将 扮 演 小 侦 探 组 成 侦 探 团, 在 探 案 的 过 程 中 学 习 光 与 色 彩 的 知 识 学 习 过 程 中, 引 入 做 中 学 的 概 念, 以 学 生 自 主 教 师 辅 助 的 形 式 通 过 3 个 左 右 的 小 实 验 与 小 游 戏, 自 己 动 手 学 习 光 与 色 彩 的 知 识, 最 终 利 用 所 学 的 知 识 找 出 案 件 的 真 相 学 习 过 程 中 的 实 验 与 游 戏 由 教 师 提 前 设 计, 实 施 过 程 中 均 以 学 生 为 中 心 进 行 动 手 操 作, 且 实 验 与 游 戏 中 存 在 一 定 变 量 供 学 生 进 行 探 究 关 键 词 教 案 开 发 光 与 色 彩 情 景 式 教 学 做 中 学 一 设 计 意 图 ( 一 ) 设 计 依 据 光 是 客 观 存 在 的 自 然 现 象, 对 其 客 观 规 律 的 认 识 是 人 类 重 要 的 探 索 活 动 之 一 中 国 科 技 馆 光 影 之 绚 展 区 以 人 类 对 光 的 探 索 过 程 为 主 线, 以 光 与 色 彩 为 切 入 点 设 计 布 展, 受 到 了 参 观 者 的 广 泛 欢 迎, 并 积 累 了 一 些 教 育 活 动 资 源, 但 也 存 在 亟 待 解 决 的 问 题 : 首 先, 展 区 中 的 颜 色 屋 展 品, 因 其 神 秘 的 体 验 感 和 绚 丽 的 视 觉 效 果 颇 受 参 观 者 青 睐, 吸 引 力 足 够 但 教 育 效 果 却 不 佳 展 品 采 用 语 音 讲 解 辅 导 的 形 式 配 合 灯 光 的 变 化 来 讲 解 与 展 示 光 与 色 彩 的 知 识, 这 种 灌 输 式 的 讲 解 辅 导, 无 法 激 发 参 观 者 的 兴 趣, 大 多 数 参 观 者 不 能 从 头 至 尾 听 完 全 部 讲 解 ; 其 次, 展 区 内 没 有 成 型 的 教 育 活 动 辅 导 教 案 参 观 者 以 走 马 观 花 的 方 式 参 观 学 习, 不 能 深 度 利 用 展 厅 资 源, 展 品 教 育 效 果 不 佳 尤 其 是 在 学 校 等 团 体 预 约 参 观 学 习 时, 不 能 较 好 的 为 他 们 提 供 校 外 科 学 教 育 的 补 充 光 与 色 彩 的 知 识 由 于 其 体 系 的 完 整 性 递 进 性 和 实 验 效 果 明 显 绚 丽 等 特 点, 较 易 于 进 行 教 育 活 动 的 开 发 对 光 与 色 彩 主 题 展 品 进 行 教 育 活 动 开 发 也 将 会 产 生 较 好 的 教 育 效 果 展 区 中 颜 色 屋 牛 顿 分 光 实 验 与 颜 色 的 加 减 法 等 展 品, 为 开 发 教 育 活 动 辅 导 教 案 提 供 了 实 施 条 件 ( 二 ) 教 育 理 论 与 学 情 分 析 在 教 育 学 理 论 方 面, 本 教 案 融 入 了 情 景 式 教 学 与 做 中 学 理 念 情 景 式 教 学 以 形 象 性 启 发 性 的 特 点 能 激 发 学 生 的 学 习 动 机, 促 进 学 生 认 知 能 力, 思 维 能 力 的 发 展 而 做 中 学 理 念 1 作 者 简 介 : 黄 践, 北 京 航 空 航 天 大 学 2013 级 硕 士 生, 研 究 方 向 为 科 学 与 技 术 教 育 通 讯 地 址 : 北 京 市 海 淀 区 学 院 路 37 号 E-mail:buaahj@163.com 2 作 者 简 介 : 蒋 小 燕, 北 京 航 空 航 天 大 学 2013 级 硕 士 生, 研 究 方 向 为 科 学 与 技 术 教 育 通 讯 地 址 : 北 京 市 海 淀 区 学 院 路 37 号 E-mail:648202115@qq.com 1
的 应 用 则 鼓 励 学 生 去 提 问 去 操 作 去 探 究 去 交 流, 亲 身 经 历 科 学 发 现 与 研 究 的 过 程 概 括 起 来 说, 教 案 将 为 学 生 搭 建 情 景, 让 学 生 有 机 会 亲 历 探 索 科 学 奥 秘 的 过 程, 使 他 们 在 观 察 提 问 设 想 动 手 实 验 表 达 交 流 等 探 究 活 动 中, 体 验 科 学 探 究 的 过 程 建 构 基 础 性 的 科 学 知 识 获 得 初 步 的 科 学 探 究 能 力, 并 培 养 学 生 的 科 学 态 度 科 学 精 神 科 学 思 想 和 科 学 思 维, 使 学 生 形 成 科 学 的 世 界 观 教 案 的 核 心 知 识 点 ( 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 色 光 三 原 色 与 颜 料 三 原 色 加 色 法 与 减 色 法 的 原 理 与 应 用 ) 是 初 二 物 理 课 程 中 的 学 习 内 容, 教 案 根 据 学 科 知 识 的 特 点 选 取 初 中 学 生 为 教 育 对 象 在 教 育 心 理 学 理 论 方 面, 初 中 学 生 在 学 习 中 能 够 在 观 察 中 注 意 到 事 物 的 细 微 处, 且 能 够 在 较 长 时 间 内 专 注 学 习 一 件 事 物, 也 具 备 了 一 定 的 逻 辑 推 理 的 能 力 和 抽 象 地 表 达 事 物 本 质 特 征 的 能 力 此 外, 初 中 学 生 也 具 有 强 烈 的 求 知 欲 和 探 索 精 神, 在 许 多 方 面 都 有 创 新 的 见 解 但 其 思 想 上 缺 乏 全 面 性, 思 想 的 片 面 性 使 初 中 学 生 在 思 考 分 析 问 题 时 易 钻 牛 角 尖 阻 碍 学 习 进 程 教 案 的 设 计 需 要 考 虑 到 初 中 学 生 的 心 理 学 特 点 综 上, 我 们 认 为 设 计 一 套 面 向 初 中 学 生, 针 对 颜 色 屋 展 品 的 活 动 辅 导 教 案 很 有 必 要, 学 生 参 观 将 更 有 目 的 性, 学 到 更 形 象 具 体 的 光 学 知 识 二 教 育 目 标 通 过 一 定 范 围 的 理 论 与 实 践 调 研, 围 绕 光 影 之 绚 展 区 中 颜 色 屋 展 品 资 源, 针 对 初 中 学 生 开 发 一 套 教 育 活 动 辅 导 教 案 以 达 到 激 起 学 生 对 光 与 色 彩 知 识 的 兴 趣, 加 强 对 光 的 叠 加 与 色 散 等 知 识 的 学 习, 以 及 改 善 展 区 展 览 教 育 效 果 等 目 的, 从 而 提 升 中 国 科 技 馆 教 育 活 动 的 质 量 水 平 ( 一 ) 知 识 与 技 能 1. 认 识 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ; 2. 区 分 色 光 三 原 色 与 颜 料 三 原 色 ; 3. 了 解 加 色 法 与 减 色 法 的 原 理 及 应 用 ; 4. 培 养 学 生 的 观 察 能 力 和 逻 辑 分 析 能 力 ( 二 ) 过 程 与 方 法 体 会 科 学 探 究 的 过 程, 学 会 分 析 解 释 与 光 与 色 彩 有 关 的 实 验 现 象 ; 能 够 通 过 推 理 分 析 等 思 维 形 式 发 现 光 学 知 识 的 规 律 ( 三 ) 情 感 态 度 价 值 观 1. 激 发 学 生 对 光 与 色 彩 知 识 的 兴 趣 和 求 知 欲 ; 2. 使 学 生 体 会 到 光 与 色 彩 知 识 与 生 活 的 密 切 关 系, 并 具 有 将 这 些 知 识 用 于 解 释 日 常 生 活 现 象 的 意 识 ; 3. 在 思 考 分 析 的 过 程 中, 形 成 尊 重 客 观 事 实, 尊 重 科 学 依 据 的 态 度 3 作 品 创 意 与 预 期 效 果 ( 一 ) 活 动 基 本 特 征 教 育 活 动 以 探 案 的 形 式 开 展, 为 参 与 者 创 造 沉 浸 式 的 学 习 环 境 在 科 学 教 师 的 引 导 下, 参 与 者 将 扮 演 小 侦 探 组 成 侦 探 团, 通 过 3 个 左 右 的 小 实 验 与 小 游 戏, 自 己 动 手 学 习 光 与 色 彩 的 知 识, 最 终 利 用 所 学 的 知 识 找 出 案 件 的 真 相 2
教 育 活 动 采 用 情 景 式 教 学, 以 探 案 的 形 式 开 展, 引 发 兴 趣, 寓 教 于 乐 ; 所 开 发 的 小 实 验 与 小 游 戏 形 式 新 颖, 每 一 个 都 代 表 光 与 色 彩 知 识 点 的 一 个 子 集 ; 引 入 做 中 学 教 育 理 论 概 念, 引 导 参 与 者 自 主 建 构 光 学 知 识 如 上 图 所 示, 整 个 教 育 活 动 通 过 三 个 维 度 展 现 出 来 第 一 个 维 度 是 核 心 知 识 点 ; 第 二 个 维 度 是 小 实 验 与 小 游 戏, 即 在 第 一 个 维 度 的 基 础 上, 设 计 与 知 识 点 对 应 的 光 与 色 彩 的 实 验 与 游 戏, 实 现 做 中 学 学 习 ; 第 三 个 维 度 是 探 案 情 景 模 拟, 即 通 过 一 个 侦 探 探 案 的 过 程, 将 承 载 核 心 知 识 点 的 实 验 与 游 戏 表 达 出 来 整 体 观 之, 教 育 活 动 先 将 侦 探 探 案 的 事 件 提 出 来, 再 引 导 学 生 在 寻 找 真 相 侦 破 案 件 的 过 程 中, 达 到 一 步 一 步 去 学 习 光 与 色 彩 知 识 的 目 标 ( 二 ) 教 学 基 本 流 程 如 下 图 所 示, 搭 建 情 景, 采 用 探 案 的 过 程, 引 入 做 中 学 的 学 习 方 法 1. 搭 建 情 景, 引 入 案 件, 激 发 参 与 者 好 奇 心 如 上 图, 将 学 生 带 入 颜 色 屋 展 品, 屋 内 播 放 音 乐 与 投 影 烘 托 气 氛 教 师 穿 着 活 动 服 饰, 扮 演 侦 探 探 长 将 接 到 一 个 案 件 : 一 名 罪 犯 通 过 光 与 色 彩 的 手 段 隐 匿 了 自 己 的 犯 罪 过 程 实 施 方 法 : 将 白 色 光 投 射 到 黑 色 纸 板 上, 黑 色 纸 板 上 分 别 用 多 种 颜 色 的 颜 料 画 上 一 系 列 犯 罪 过 程 的 图 画, 在 光 源 与 纸 板 间 按 顺 序 依 次 放 置 不 同 颜 色 的 透 明 玻 片, 罪 犯 的 犯 罪 过 程 会 依 次 展 现, 将 玻 片 拿 下, 罪 犯 的 犯 罪 过 程 会 消 失 不 见 3
2. 做 中 学 活 动 准 备 探 长 邀 请 参 与 者 们 扮 演 小 侦 探 组 成 侦 探 团, 发 放 相 应 实 验 材 料 作 为 线 索, 鼓 励 参 与 者 利 用 光 学 知 识 找 出 真 相 将 学 生 分 为 两 至 三 个 人 一 组 进 行 合 作 学 习 3. 选 择 3 个 左 右 小 实 验 与 小 游 戏 辅 助 探 究 光 学 知 识 实 验 与 游 戏 是 针 对 案 件 中 所 引 出 的 光 与 色 彩 的 知 识 点 而 设 计, 每 个 实 验 与 游 戏 对 应 知 识 点 的 一 个 子 集, 可 根 据 上 一 阶 段 中 参 与 者 的 具 体 表 现 安 排 实 验 与 游 戏 组 合 实 验 与 游 戏 中 引 入 做 中 学 的 概 念, 引 导 参 与 者 自 己 动 手, 自 主 建 构 光 学 知 识 在 实 验 与 游 戏 过 程 中, 在 学 生 感 兴 趣 的 基 础 上 让 学 生 自 主 改 变 各 个 实 验 中 的 色 彩, 增 加 自 主 探 究 元 素 实 验 1: 变 脸 ( 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ) 如 上 图, 将 参 与 者 带 入 颜 色 屋, 关 闭 光 源 打 开 手 电 筒, 并 将 手 电 筒 放 在 脸 的 左 边 将 白 纸 放 在 脸 的 右 边, 将 会 看 到 两 边 的 脸 都 被 照 亮 再 把 黑 纸 放 在 脸 的 右 边, 右 半 边 脸 会 变 得 漆 黑 黑 纸 可 用 红 纸 蓝 纸 等 代 替, 会 产 生 不 同 的 效 果 教 师 根 据 现 象 引 出 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 知 识 点 实 验 2: 黑 色 颜 料 的 秘 密 ( 色 料 的 加 色 法 与 减 色 法 ) 如 上 图, 向 参 与 者 发 放 贴 好 滤 纸 的 手 持 式 电 风 扇, 引 导 学 生 们 在 滤 纸 中 央 用 黑 色 水 彩 笔 画 一 个 实 心 圆 此 时 将 电 风 扇 打 开, 旋 转 滤 纸, 再 用 滴 管 在 滤 纸 中 央 滴 上 几 滴 水, 黑 色 的 实 心 圆 会 向 外 围 扩 散, 变 成 如 彩 色 般 的 圆 环 教 师 引 导 学 生 思 考 为 什 么 黑 色 变 成 了 其 他 的 各 种 颜 色, 引 出 色 料 三 原 色 色 料 的 加 色 法 与 减 色 法 知 识 点 实 验 3: 消 失 的 色 彩 ( 光 的 叠 加 ) 如 图, 发 放 圆 形 卡 片 纸 和 多 种 不 同 颜 料 的 水 彩 笔, 学 生 分 别 在 平 均 分 成 六 份 的 圆 形 卡 片 纸 上 涂 上 六 种 不 同 的 颜 色 用 细 绳 穿 过 圆 形 卡 片 纸 的 中 心, 带 动 圆 形 卡 片 纸 快 速 旋 转, 会 发 现 原 来 的 七 种 颜 色 都 消 失 不 见 了, 变 成 了 白 色 教 师 引 导 学 生 找 出 颜 色 消 失 的 答 案, 引 出 光 的 叠 加 色 光 4
三 原 色 知 识 点 4. 探 长 依 托 展 品 总 结 活 动 中 的 知 识 点, 并 利 用 这 些 光 学 知 识 引 导 学 生 找 出 案 件 的 真 相 四 作 品 表 达 的 科 学 概 念 本 教 育 活 动 教 案 主 要 表 现 的 是 光 与 色 彩 的 知 识 点, 其 主 要 由 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 色 光 三 原 色 与 颜 料 三 原 色 加 色 法 与 减 色 法 的 原 理 及 应 用 组 成 教 案 采 用 了 情 景 式 的 教 学 方 法, 以 探 案 的 形 式 开 展, 为 学 生 创 造 沉 浸 式 的 学 习 环 境, 激 发 学 生 对 光 与 色 彩 知 识 的 兴 趣 和 求 知 欲 引 入 做 中 学 的 教 学 理 念, 教 育 过 程 中 采 用 小 实 验 小 游 戏 等 环 节 引 导 学 生 学 习, 培 养 学 生 的 观 察 能 力 逻 辑 分 析 能 力 与 动 手 能 力, 促 进 其 在 思 考 分 析 的 过 程 中, 形 成 尊 重 客 观 事 实, 尊 重 科 学 依 据 的 态 度 教 案 结 尾, 加 入 了 联 系 生 活 实 际 的 环 节, 使 学 生 体 会 到 光 与 色 彩 知 识 与 生 活 的 密 切 关 系, 并 培 养 学 生 将 科 学 知 识 用 于 解 释 日 常 生 活 现 象 的 意 识 学 生 在 本 教 育 活 动 中, 体 会 科 学 探 究 的 过 程, 学 会 分 析 解 释 与 光 与 色 彩 有 关 的 现 象, 且 能 够 通 过 推 理 分 析 等 思 维 形 式 发 现 光 学 知 识 的 规 律 五 作 品 的 技 术 原 理 ( 一 ) 引 入 案 件 所 用 道 具 的 原 理 白 色 光 源 由 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 组 成, 当 用 红 色 玻 片 挡 住 光 源 时, 只 有 与 玻 片 颜 色 相 同 的 红 色 光 透 过, 即 白 光 变 成 红 光 纸 板 上 的 黑 色 将 所 有 颜 色 的 光 吸 收, 而 红 色 的 画 反 射 红 光, 会 显 示 出 来 反 射 的 红 光 射 入 眼 睛, 从 而 能 看 见 案 件 过 程 中 的 一 幕 当 将 其 他 颜 色 的 玻 片 放 置 在 白 光 前 时, 又 会 产 生 新 一 幕 的 案 件 过 程, 而 其 余 幕 画 面, 由 于 没 有 相 应 的 光 的 照 射, 所 以 不 会 被 看 见 最 后 将 玻 片 拿 下 时, 各 种 颜 色 的 图 案 叠 加 在 一 起, 人 眼 无 法 分 别, 罪 犯 过 程 便 消 失 了 ( 二 ) 小 实 验 与 小 游 戏 相 关 原 理 1. 变 脸 ( 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ) 根 据 光 的 反 射 原 理, 当 光 照 在 白 色 的 卡 纸 上 时, 白 色 卡 纸 不 吸 收 任 何 颜 色 的 光, 将 其 全 部 反 射 出 去 反 射 光 照 射 在 参 与 者 的 脸 上, 将 脸 照 亮 所 以 用 白 色 的 卡 纸 进 行 实 验 时, 参 与 者 两 侧 的 脸 都 能 被 白 光 照 亮 当 将 卡 纸 换 成 黑 色, 白 光 照 射 在 黑 色 卡 纸 上, 全 被 吸 收, 没 有 反 射 光 照 射 在 参 与 者 的 脸 上, 所 以 参 与 者 一 侧 的 脸 颊 变 为 黑 色 若 将 黑 色 卡 纸 换 成 其 他 颜 色, 如 绿 色 白 光 照 射 绿 色 卡 纸 时, 绿 色 卡 纸 只 反 射 绿 色 的 光, 其 余 颜 色 的 光 被 吸 同 理, 参 与 者 一 侧 的 脸 颊 变 为 绿 色 2. 黑 色 颜 料 的 秘 密 ( 色 料 的 加 色 法 与 减 色 法 ) 对 于 黑 色 水 彩 颜 料, 虽 然 我 们 看 到 的 是 黑 色, 但 其 是 由 多 种 颜 色 叠 加 而 成, 利 用 了 颜 料 的 加 色 法 原 理 当 快 速 旋 转 画 有 黑 色 圆 点 且 滴 有 水 的 滤 纸 时, 颜 色 会 在 离 心 力 的 作 用 下 产 生 扩 散, 显 现 出 黑 色 是 由 多 种 颜 色 叠 加 而 成 3. 消 失 的 色 彩 ( 光 的 叠 加 ) 白 光 是 由 七 色 光 组 成, 当 白 光 照 到 红 色 的 卡 片 上, 所 反 射 出 来 是 红 光, 圆 形 卡 片 上 的 其 余 颜 色 也 会 反 射 其 余 的 色 光 当 反 射 出 来 的 多 种 颜 色 的 光 同 时 射 入 人 眼 时, 由 于 视 觉 暂 留 作 用, 多 种 颜 色 的 光 叠 加 形 成 了 白 色, 所 以 实 验 中 会 发 现 色 彩 的 消 失 5
六 示 范 推 广 价 值 本 教 育 活 动 教 案 是 针 对 光 与 色 彩 知 识 点, 基 于 中 国 科 技 馆 探 索 与 发 现 A 厅 光 影 之 绚 展 区 颜 色 屋 展 品 而 设 计 开 发 做 一 定 的 修 改, 便 可 以 在 其 他 科 技 场 馆 内 的 光 学 展 区 推 广 实 施 教 案 以 探 案 的 形 式 开 展, 引 发 兴 趣, 寓 教 于 乐 ; 所 开 发 的 小 实 验 与 小 游 戏 形 式 新 颖, 每 一 个 都 代 表 知 识 点 的 一 个 子 集 ; 引 入 做 中 学 理 论 的 概 念, 引 导 参 与 者 自 己 动 手, 自 主 建 构 光 学 知 识 对 于 研 发 其 它 科 普 展 教 作 品 有 一 定 示 范 启 发 意 义 七 研 发 进 展 及 成 果 ( 一 ) 研 发 流 程 第 一 阶 段 : 相 关 文 献 及 教 育 活 动 资 料 的 收 集 和 分 析 ;2014 年 8 月 1 日 至 2014 年 8 月 31 日 第 二 阶 段 : 结 合 中 国 科 技 馆 光 影 之 绚 展 区 颜 色 屋 展 品 设 计 开 发 教 育 活 动 辅 导 教 案, 进 行 教 案 脚 本 编 写 ; 设 计 教 案 中 小 实 验 与 小 活 动, 制 作 准 备 活 动 材 料 与 道 具 ;2014 年 9 月 1 日 至 2014 年 9 月 30 日 第 三 阶 段 : 于 中 国 科 技 馆 光 影 之 绚 展 区 进 行 活 动 辅 导 教 案 教 学 实 践, 对 教 案 进 行 评 估 与 总 结 改 善 ;2014 年 10 月 1 日 至 2014 年 12 月 15 日 第 四 阶 段 : 撰 写 教 案 实 施 与 总 结 报 告, 以 及 教 案 开 发 后 续 工 作,2014 年 12 月 16 日 至 2015 年 1 月 ( 二 ) 现 所 处 阶 段 及 已 完 成 成 果 现 已 完 成 教 案 脚 本 的 编 写 与 教 案 中 小 实 验 小 活 动 的 设 计, 并 且 制 作 准 备 了 活 动 材 料 与 道 具, 等 待 具 体 实 施 ( 三 ) 计 划 完 成 时 间 于 2014 年 10 月 进 行 教 案 的 实 施 与 评 估 改 善, 于 2014 年 12 月 完 成 教 案 开 发 的 总 结 工 作 ( 四 ) 应 用 地 点 中 国 科 技 馆 探 索 与 发 现 A 厅 光 影 之 绚 展 区 颜 色 屋 展 品 八 研 发 团 队 介 绍 ( 一 ) 项 目 负 责 人 姓 名 性 别 职 务 职 称 所 学 专 业 单 位 黄 践 男 学 生 科 学 与 技 术 教 育 北 京 航 空 航 天 大 学 ( 二 ) 主 要 研 究 人 员 姓 名 性 别 职 务 职 称 所 学 专 业 单 位 蒋 小 燕 女 学 生 科 学 与 技 术 教 育 北 京 航 空 航 天 大 学 在 作 品 研 发 中 承 担 的 工 作 内 容 项 目 负 责 人, 总 体 工 作 的 组 织 与 实 施, 教 案 及 实 验 活 动 的 设 计 与 编 写 在 作 品 研 发 中 承 担 的 工 作 内 容 教 案 实 施 效 果 评 估 6
李 丹 女 学 生 科 学 与 技 术 教 育 北 京 航 空 航 天 大 学 刘 文 宗 男 学 生 科 学 与 技 术 教 育 北 京 航 空 航 天 大 学 ( 三 ) 指 导 教 师 姓 名 性 别 职 务 职 称 研 究 方 向 单 位 研 究 员 / 教 学 与 课 赵 婷 婷 女 博 士 生 导 程 科 普 北 京 航 空 航 天 大 学 师 教 育 相 关 材 料 收 集 整 理 撰 写 相 关 报 告 在 作 品 研 发 中 承 担 的 工 作 内 容 项 目 指 导 教 师 九 附 录 : 辅 导 教 案 红 绿 蓝 之 光 影 探 案 辅 导 教 案 ( 一 ) 教 学 目 标 1. 知 识 与 技 能 (1) 认 识 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ; (2) 区 分 色 光 三 原 色 与 色 料 三 原 色 ; (3) 了 解 加 色 法 与 减 色 法 的 原 理 及 应 用 ; (4) 培 养 学 生 的 观 察 能 力 和 逻 辑 分 析 能 力 2. 过 程 与 方 法 体 会 科 学 探 究 的 过 程, 学 会 分 析 解 释 和 光 与 色 彩 有 关 的 实 验 现 象 ; 能 够 通 过 推 理 分 析 等 思 维 形 式 发 现 光 学 知 识 的 规 律 3. 情 感 态 度 价 值 观 (1) 激 发 学 生 对 光 与 色 彩 知 识 的 兴 趣 和 求 知 欲 ; (2) 使 学 生 体 会 到 光 与 色 彩 知 识 与 生 活 的 密 切 关 系, 并 具 有 将 这 些 知 识 用 于 解 释 日 常 生 活 现 象 的 意 识 ; (3) 在 思 考 分 析 的 过 程 中, 形 成 尊 重 客 观 事 实, 尊 重 科 学 依 据 的 态 度 ( 二 ) 教 学 重 难 点 1. 用 动 手 做 探 究 的 方 法 学 习 光 与 色 彩 的 知 识 ; 2. 利 用 学 到 的 知 识 解 释 现 象 并 联 系 生 活 实 际 ( 三 ) 教 育 活 动 环 境 实 施 地 点 : 中 国 科 技 馆 探 索 与 发 现 A 厅 光 影 之 绚 展 区 颜 色 屋 展 品 为 教 育 活 动 提 供 了 足 够 的 场 地 与 封 闭 的 环 境, 活 动 进 行 时 不 会 受 到 展 厅 内 其 他 参 观 者 的 干 扰 ; 展 品 内 的 光 源 多 种 颜 色 的 展 示 物 品 等 设 置 为 活 动 提 供 支 持 ( 四 ) 教 学 准 备 教 师 : 需 要 教 师 两 人, 一 人 扮 演 探 长, 一 人 辅 助 活 动 实 施 7
案 件 引 入 道 具 : 白 色 光 源 各 色 玻 片 案 件 纸 板 实 验 活 动 : 1. 变 脸 多 种 颜 色 的 彩 纸 LED 手 电 筒 黑 暗 的 屋 子 2. 消 失 的 色 彩 硬 纸 板 麻 绳 多 种 颜 色 的 彩 笔 尺 子 剪 刀 圆 规 3. 黑 色 颜 料 的 秘 密 黑 色 水 彩 笔 滤 纸 手 持 式 电 风 扇 海 绵 球 胶 水 ( 五 ) 教 学 过 程 1. 采 用 情 景 式 教 学 法, 以 探 案 的 形 式, 进 行 教 育 活 动 引 入 阶 段 目 标 : 通 过 探 案 的 形 式 引 出 光 与 色 彩 的 知 识 点, 激 发 学 生 对 案 件 谜 底 的 的 兴 趣, 从 而 引 导 学 生 在 后 续 破 案 的 过 程 中 学 习 知 识 (1) 情 景 搭 建 设 计 意 图 : 将 参 加 活 动 的 同 学 带 入 颜 色 屋, 屋 内 播 放 1. 利 用 情 景 式 教 学 法, 将 光 与 色 彩 的 知 识 以 音 乐 与 投 影 烘 托 气 氛 教 师 穿 着 活 动 服 饰, 扮 探 案 的 方 式 带 入 展 厅 教 育 活 动, 更 能 吸 引 学 演 侦 探 生 的 兴 趣, 增 加 学 生 对 光 与 色 彩 知 识 的 神 秘 感 和 求 知 欲 (2) 提 问 引 导 2. 以 问 题 的 形 式 引 导 学 生 观 察 身 边 环 境, 进 探 长 : 同 学 们, 大 家 看 看 我 穿 的 衣 服, 猜 猜 我 入 探 案 情 景 是 谁? 我 是 做 什 么 的 呀? 答 1: 是 警 察 学 情 分 析 : 答 2: 是 侦 探 光 与 色 彩 是 初 中 二 年 级 物 理 的 学 习 内 容, 教 探 长 : 没 错, 我 是 侦 探 我 是 中 国 科 技 馆 的 大 案 的 辅 导 目 标 以 初 中 学 生 为 主 初 中 学 生 在 学 习 白 探 长! 同 学 们 知 道 侦 探 是 做 什 么 的 吗? 中 能 够 在 观 察 中 注 意 到 事 物 的 细 微 处, 且 能 够 在 答 1: 侦 探 会 破 案 较 长 时 间 内 专 注 学 习 一 件 事 物, 也 具 备 了 一 定 的 答 2: 侦 探 很 厉 害 逻 辑 推 理 的 能 力 和 抽 象 地 表 达 事 物 本 质 特 征 的 探 长 : 嗯, 大 白 探 长 非 常 厉 害, 侦 破 过 许 多 案 能 力 此 外, 初 中 学 生 也 具 有 强 烈 的 求 知 欲 和 探 件 今 天, 我 又 接 到 了 一 个 复 杂 的 案 子, 同 学 索 精 神, 在 许 多 方 面 都 有 创 新 的 见 解 但 其 思 想 们 想 不 想 知 道 发 生 了 什 么? 上 缺 乏 全 面 性, 思 想 的 片 面 性 使 初 中 学 生 在 思 答 : 想 考 分 析 问 题 时 易 钻 牛 角 尖 阻 碍 学 习 进 程 教 案 的 设 计 需 要 考 虑 到 初 中 学 生 的 心 理 学 特 点 (3) 引 入 案 件 : 有 一 个 罪 犯 利 用 光 与 色 彩 的 手 段 将 自 己 的 犯 罪 过 程 隐 藏 了 起 来 ( 利 用 道 具 操 教 学 策 略 : 作 演 示 ) 教 育 活 动 以 探 案 的 形 式 开 展, 提 高 学 生 探 长 操 作 道 具, 向 学 生 演 示 在 不 同 色 光 的 的 学 习 兴 趣 与 好 奇 心 在 引 入 案 件 的 过 程 中 要 注 照 射 下 显 示 出 来 的 犯 罪 过 程 意 观 察 学 生 的 表 现 与 情 感 变 化, 利 用 语 言 与 肢 体 实 施 方 法 : 略, 见 正 文 部 分 四 动 作 烘 托 案 件 气 氛, 使 学 生 快 速 进 入 情 境 探 长 : 同 学 们 看, 这 个 人 在 做 什 么? 8
答 : 他 偷 走 了 墙 上 的 一 幅 画 探 长 将 彩 色 玻 片 取 下, 将 颜 色 屋 内 白 灯 打 开, 罪 犯 的 犯 罪 过 程 便 消 失 了 探 长 : 刚 才 清 清 楚 楚 的 犯 罪 过 程 突 然 消 失 不 见, 这 是 怎 么 回 事 呢? 答 : 可 能 是 光 在 作 怪 探 长 : 同 学 们 想 不 想 跟 随 我, 侦 破 这 个 案 件? 答 : 想 2. 做 中 学 活 动 准 备 阶 段 目 标 : 探 长 邀 请 参 与 者 们 扮 演 小 侦 探 组 成 侦 探 团, 发 放 相 应 实 验 材 料 作 为 线 索, 鼓 励 参 与 者 利 用 光 学 知 识 找 出 真 相 (1) 组 成 侦 探 团 设 计 意 图 : 探 长 : 既 然 同 学 们 都 想 跟 随 我 破 案, 我 们 就 组 让 学 生 扮 演 小 侦 探, 在 探 长 的 带 领 下 组 成 侦 成 一 个 侦 探 团 每 位 同 学 都 是 一 名 侦 探, 都 是 探 团, 并 且 分 为 两 至 三 个 人 一 组 进 行 合 作 学 习 我 们 侦 探 团 的 成 员, 各 位 小 侦 探 要 听 我 的 指 挥, 发 放 相 应 材 料 好 不 好? 答 : 好 学 情 分 析 : 探 长 : 那 么 小 侦 探 们 每 两 至 三 个 人 组 成 一 个 小 首 先 学 生 在 独 立 学 习 或 解 题 时, 往 往 会 碰 到 组, 在 破 案 过 程 中 相 互 帮 助 相 互 合 作 相 互 似 曾 相 识, 但 又 无 从 下 手, 不 能 立 即 解 答 的 问 题 交 流 并 且 学 生 常 常 会 对 自 己 的 想 法 和 思 维 产 生 疑 问, 同 时 又 希 望 从 别 人 的 建 议 中 受 到 启 发 此 时 学 生 (2) 发 放 实 验 游 戏 的 材 料 存 在 解 决 问 题 的 渴 望, 会 产 生 一 种 比 较 强 烈 的 交 将 准 备 好 的 材 料 道 具 发 放 到 学 生 手 中 流 欲 望 在 接 下 来 的 活 动 中, 知 识 需 要 学 生 自 己 在 动 手 中 获 得 学 生 会 以 看 听 问 量 画 剪 拼 等 操 作 方 式 来 探 究 发 现 和 总 结 所 得 的 规 律 和 结 论 学 生 仅 靠 个 人 的 力 量 是 不 够 的, 需 要 小 组 内 互 相 合 作, 依 靠 集 体 的 智 慧 去 实 施 和 完 成 教 学 策 略 : 分 组 时 注 意 学 生 的 知 识 基 础 与 参 观 背 景, 若 为 散 客 团 体, 需 将 相 近 年 级 的 学 生 分 在 一 组 每 个 小 组 人 数 不 宜 过 多 以 保 证 效 率, 同 时 应 当 在 小 组 组 建 时, 明 确 小 组 成 员 的 角 色, 鼓 励 小 组 成 员 间 的 分 工 合 作 3. 进 行 小 实 验 小 游 戏, 在 动 手 中 学 习 光 与 色 彩 的 知 识 阶 段 目 标 : 进 行 实 验 和 活 动, 学 习 每 个 实 验 和 活 动 所 体 现 的 光 与 色 彩 的 知 识 9
探 长 : 各 位 小 侦 探 们, 看 过 了 刚 才 的 案 件, 有 设 计 意 图 : 没 有 人 发 现 了 什 么 线 索? 利 用 小 组 合 作 的 方 式 按 照 老 师 的 要 求 和 相 答 : 有 不 同 颜 色 的 玻 璃 片, 一 直 在 换 应 材 料 完 成 实 验 与 游 戏 活 动, 在 此 过 程 中 培 养 学 答 : 每 一 幕 的 图 案 颜 色 是 不 一 样 的, 换 到 某 一 生 的 开 放 性 思 维 合 作 意 识 主 动 探 究 意 识 和 动 色 的 玻 璃 片 就 有 相 应 颜 色 的 图 案 产 生 手 能 力 答 : 最 后 图 案 好 像 变 成 了 黑 色 探 长 : 没 错, 大 家 观 察 的 都 十 分 仔 细, 发 现 了 学 情 分 析 : 许 多 有 用 的 线 索 下 面 大 家 思 考 一 下, 如 果 没 与 传 统 的 教 师 主 导 的 教 学 式 课 堂 不 同, 做 有 光, 世 界 会 变 成 什 么 样 子? 中 学 的 课 堂 构 建 了 一 个 以 做 为 纽 带 的 学 习 答 : 变 成 黑 暗, 什 么 也 看 不 见 环 境 在 这 一 环 境 中, 通 过 学 生 的 做 引 导 学 探 长 : 那 就 是 说, 我 们 看 到 的 这 一 幕 幕 画 面 都 生 自 主 学 习, 教 师 进 行 必 要 的 干 预 和 指 导 学 生 是 和 光 有 关 的, 有 同 学 提 出, 光 源 前 有 不 同 颜 既 是 做 和 任 务 完 成 的 共 同 体, 也 是 学 习 和 创 色 的 玻 璃 片, 一 直 在 变 换, 换 到 某 一 色 的 玻 璃 新 的 共 同 体 片 就 有 相 应 颜 色 的 图 案 产 生 白 色 的 光 源 为 什 所 设 计 的 实 验 与 游 戏 活 动 具 备 一 定 的 综 合 么 照 射 出 多 种 颜 色 的 效 果?( 这 里 引 导 同 学 提 性, 能 贯 穿 活 动 主 要 知 识 点, 同 时 有 一 定 的 趣 味 出 白 光 是 由 七 色 光 组 成 的 ) 真 的 是 这 样 吗? 请 性 和 吸 引 力 这 样 才 能 有 效 地 引 导 学 生 主 动 去 各 位 小 侦 探 一 起 来 研 究 一 下 做, 在 做 的 过 程 中 不 断 提 高 和 深 入 引 入 实 验 一, 重 点 为 七 色 光 可 以 叠 加 为 白 光, 另 外, 在 做 中 学 中 要 明 确 教 师 和 学 生 的 点 出 色 光 三 原 色 角 色, 既 不 能 变 成 另 一 种 教 师 讲 学 生 听, 实 验 1: 消 失 的 色 彩 ( 光 的 叠 加 ) 也 不 能 完 全 放 任 学 生 在 教 学 过 程 中, 教 师 将 引 操 作 与 原 理 : 略, 见 正 文 部 分 四 导 和 监 督 整 个 过 程 探 长 : 各 位 小 侦 探 们, 我 们 明 确 了 白 光 是 由 七 色 光 组 成, 所 以 白 光 透 过 玻 片 变 成 了 各 种 颜 色 教 学 策 略 : 的 光 后 照 在 了 黑 纸 板 上, 那 为 什 么 会 产 生 一 幕 在 学 生 感 兴 趣 的 基 础 上 让 学 生 自 主 设 计 改 幕 各 种 颜 色 的 图 案 呢? 这 里 我 们 要 把 思 考 的 方 变 各 个 实 验 中 的 色 彩, 增 加 自 主 探 究 元 素 向 从 光 转 移 到 颜 色 上 来 颜 色 是 怎 样 产 生 的 由 于 学 生 的 知 识 基 础 差 异, 教 师 可 根 据 参 与 呢? 和 光 又 有 什 么 关 系 呢? 者 具 体 年 龄 段 安 排 实 验 与 游 戏 组 合 引 入 实 验 二, 重 点 为 颜 色 的 成 因, 利 用 颜 色 屋 教 师 注 意 色 光 三 原 色 与 色 料 三 原 色 的 差 别 展 品 内 的 设 施 辅 助 讲 解 和 叠 加 效 果, 该 知 识 点 容 易 使 学 生 混 淆 实 验 2: 变 脸 ( 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ) 操 作 与 原 理 : 略, 见 正 文 部 分 四 探 长 : 各 位 小 侦 探 们, 我 们 现 在 知 道 了 这 一 幕 幕 图 案 产 生 的 原 因, 下 面 就 是 这 个 案 件 的 难 点 了 将 玻 片 取 下 后, 白 光 中 的 各 种 色 光 照 射 在 黑 色 卡 纸 上, 我 们 应 该 看 到 什 么? 答 : 我 们 应 该 同 时 能 看 到 之 前 的 各 种 颜 色 的 图 案 探 长 : 是 的, 我 们 应 该 能 看 到 之 前 的 所 有 图 案, 刚 才 大 家 又 学 习 了 各 种 颜 色 的 光 叠 加 会 变 成 白 色, 那 为 什 么 我 们 只 能 看 到 这 模 模 糊 糊 的 黑 色 10
图 案 呢? 引 入 实 验 三, 重 点 色 料 的 加 法, 点 出 色 料 三 原 色 实 验 3: 黑 色 颜 料 的 秘 密 ( 色 料 的 加 色 法 与 减 色 法 ) 操 作 与 原 理 : 略, 见 正 文 部 分 四 4. 将 知 识 联 系 生 活 实 际 阶 段 目 标 : 引 导 学 生 联 系 生 活, 进 一 步 感 受 科 学 与 生 活 息 息 相 关 (1) 提 出 问 题 : 为 什 么 下 雨 天 后 能 看 到 彩 虹? 设 计 意 图 : 夏 天 雷 雨 或 阵 雨 过 后, 天 空 常 常 出 现 一 条 在 学 习 理 解 光 与 色 彩 知 识 的 基 础 上, 加 以 运 非 常 美 丽 的 弓 形 彩 带, 从 它 的 外 层 向 里, 整 齐 用 突 出 科 学 来 源 于 生 活, 又 服 务 于 生 活 地 排 列 着 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 七 种 颜 色 学 情 分 析 : 由 我 们 刚 才 的 实 验 学 习 到, 红 橙 黄 学 生 在 生 活 中 已 经 观 察 到 了 一 些 光 与 色 彩 绿 蓝 靛 紫 七 种 颜 色 的 光 能 组 成 白 光, 白 相 关 的 应 用, 但 不 懂 得 如 何 去 解 释 在 学 习 了 以 光 当 然 也 能 分 散 成 这 七 种 颜 色 的 光 雨 天 过 后, 上 环 节 中 的 知 识 点 后, 在 这 里 进 行 运 用 空 气 中 会 产 生 很 多 小 水 珠, 在 太 阳 照 射 下 产 生 从 案 件 引 出 问 题 到 动 手 探 究 进 行 实 证, 再 折 射, 白 色 的 光 分 散 开 来, 所 以 就 有 了 彩 虹 到 此 环 节 的 知 识 运 用, 过 程 完 整 且 思 路 清 晰 整 知 道 了 为 什 么 有 彩 虹, 那 么 同 学 们 自 己 也 个 流 程 能 反 映 学 生 的 认 知 变 化 过 程, 较 好 的 促 进 可 以 造 一 条 彩 虹 : 含 一 口 水, 背 对 着 太 阳 学 生 科 学 概 念 的 建 构 喷 出 去, 会 看 到 水 珠 上, 清 晰 地 出 现 一 条 七 色 彩 虹 教 学 策 略 : (2) 提 出 问 题 : 洗 白 色 衣 服 时, 为 什 么 滴 一 些 以 提 问 的 方 式 引 导 学 生 将 知 识 联 系 生 活 实 纯 蓝 墨 水 能 使 衣 服 变 白? 际 洗 白 色 衣 服 时, 滴 一 些 纯 蓝 墨 水 真 的 能 使 衣 服 变 白 吗? 其 实 蓝 色 墨 水 不 能 将 白 色 衣 服 洗 白, 而 是 我 们 的 眼 睛 欺 骗 了 我 们 因 为 蓝 色 与 黄 色 是 补 色, 蓝 色 会 减 弱 黄 色 的 效 果 洗 白 色 衣 服 时, 滴 一 些 纯 蓝 墨 水, 墨 水 中 的 蓝 色 因 子 在 光 的 照 射 下 会 发 出 蓝 光, 减 少 白 色 衣 服 上 污 渍 发 出 的 黄 光 在 光 的 照 射 下 会 有 比 较 明 亮 的 视 觉 效 果 所 以 加 纯 蓝 墨 水 去 洗 衣 服 并 没 有 把 衣 服 洗 白, 而 是 由 于 光 与 颜 色 的 作 用, 衣 服 好 像 白 了 而 已 (3) 同 学 们 还 知 道 哪 些 和 光 与 色 彩 知 识 相 关 的 应 用? 答 1: 绘 画 中 颜 料 的 调 色 答 2: 交 通 灯 为 什 么 用 红 色 与 绿 色 答 3: 万 花 筒 11
教 师 对 学 生 的 答 案 分 别 予 以 解 释 5. 教 师 总 结 知 识, 找 出 案 件 真 相 阶 段 目 标 : 教 师 总 结 教 育 活 动 中 的 知 识 点, 并 且 将 知 识 点 串 联 起 来 解 释 案 件 (1) 总 结 知 识 点 设 计 意 图 : 1) 光 的 反 射 与 颜 色 的 成 因 ; 教 师 将 探 究 活 动 进 行 到 底, 鼓 励 学 生 在 家 2) 色 光 三 原 色 与 颜 料 三 原 色 ; 里 在 平 时 的 生 活 中 继 续 探 究 学 生 可 以 改 变 完 3) 加 色 法 与 减 色 法 的 原 理 及 应 用 ; 善 本 次 教 育 活 动 中 的 实 验 与 游 戏, 进 一 步 提 升 学 (2) 对 案 件 中 消 失 的 犯 罪 过 程 进 行 解 释 生 的 探 究 学 习 能 力 略, 见 正 文 部 分 五 (3) 鼓 励 学 生 学 情 分 析 : 探 长 : 经 过 各 位 小 侦 探 的 共 同 努 力, 我 们 终 于 在 这 一 阶 段, 学 生 通 过 完 成 本 次 教 育 活 动, 侦 破 了 案 件, 还 原 了 真 相, 同 学 们 都 是 好 样 的 感 受 了 完 整 的 探 案 过 程 与 做 中 学 的 学 习 通 过 本 次 案 件, 看 来 大 家 的 奇 思 妙 想 还 真 过 程 教 师 对 学 生 学 习 的 肯 定, 保 证 了 学 生 学 习 不 少, 希 望 大 家 回 家 后 可 以 尝 试 改 进 今 天 的 实 光 与 色 彩 知 识 的 自 信 学 生 在 心 里 有 了 更 多 的 想 验 和 游 戏, 继 续 实 践 自 己 的 想 法! 同 学 们 再 见! 法, 思 维 面 变 得 更 广 通 过 鼓 励 学 生 在 家 里 和 生 活 中 继 续 探 究 学 习, 让 学 生 将 产 生 的 创 新 想 法 付 诸 实 践, 学 生 的 知 识 结 构 将 更 加 完 整 教 学 策 略 : 肯 定 本 次 教 育 活 动 中 学 生 学 到 的 知 识, 鼓 励 学 生 在 家 里 在 平 时 的 生 活 中 继 续 探 究 12