小学科学五上教科版《怎样放得更大》ai赋能教学设计40分钟课时

一、课题基本信息

二、教材分析

本课紧接《研究放大镜》。上一课解决一片镜片怎么用，本课解决一片镜片不够用。聚焦只有一句话：一个凸透镜的放大倍数是有限的。四步探索是一条台阶。先用一片看清它能看到的最小东西，再加一片叠上去、上下移动找最清楚的位置，然后用装置把位置固定下来、量出两片之间的距离，最后用固定好的组合去看四样东西和河水。第二步的移动和第三步的测量是本课的关键。它们把"我调到最清楚了"这个手上的感觉，变成一个写得下来、别人照着能装出来的数字。研讨两问回过头解释这个过程：怎样组合才更大更清晰，换倍数更大的镜片会不会有新发现。资料与拓展把学生的装置和显微镜接上。

第 6 页的照片先替学生解决了"能不能叠"的问题。一个学生手持两片镜片上下对着一只装水的塑料杯，另一个在旁看，桌上摆着镜片盒和记录纸。实验还没开始，办法已经摆在眼前。第 7 页的示意图给两片镜片各标了名字，用上下两个箭头提示只能动上面那片。同一页右侧的照片是把两片镜片夹在立杆装置上，这正是探索3 要学生做的事。第 8 页记录单只留物体和观察结果两列，不留倍数列，说明本课记录的重心是看到的细节，不是数字。第 9 页资料写列文虎克制显微镜，落点在两片镜片加一个能调距离的装置。

三、学情分析

五年级学生上一节课已经会用一片镜片找清晰的像，也知道镜片中央厚、边缘薄才能放大，这是本课可以直接借用的基础。

他们的局限在距离上：两片镜片一叠起来就喊变大了，其实多数时候看到的是一个糊的像，不知道要调到某个位置才清楚，也没有把调好的位置量下来的习惯。

思维上，学生能给出两条理由，但还不习惯用一个量出来的数支撑自己的说法，本课为别人而量那一次多是头一回。

兴趣上，他们对手造一台能看到极小东西的装置劲头很足，耐性却只够撑一轮，所以调整的那几分钟要有明确的成功标志。

四、教学目标

• •
    科学观念：知道两个凸透镜平行、上下正对、调到合适距离时，能把物体的图像放得更大。知道这样的组合相当于一台简易显微镜。
• •
    科学思维：能从一片不够、两片更清楚的对比中推出放大可以叠加。能用镜距这个量解释同样两片镜片为什么有时清楚、有时糊。
• •
    探究实践：会把两片镜片平行重叠并移动上面那片找到最清晰的像。会用装置固定并量出两片镜片之间的距离。会用组合镜观察叶片、花粉、土壤、文字和河水并记录新发现。
• •
    态度责任：愿意反复调整，不急着下结论。知道镜片不能对着太阳看。对显微镜的来历有兴趣。

五、教学重难点

教学重点：用两片凸透镜组合，调到最清晰并量出镜距，看到比一片镜片更小的细节。

教学难点：为什么必须平行、上下正对、距离合适这三条同时满足。学生的卡点在探索2。他们一叠上去就说变大了，分不清"变大"和"变清楚"。有的组把上面那片斜着放，看到像的右边发黑，就说镜片坏了。

判断依据有两条。一是两片不平行时，像的一边清楚、一边糊，这不是镜片的问题。二是两片贴得太近或离得太远，像都只是变大而不清楚，笔画会分成两道。所以要判一套组合成不成，得看像是不是又大又清，不能只看大不大。

六、教学准备

教师准备：AI 制作的情境动画《展台前的第二句话》、教师自制的"两次放大追踪器"AI 虚拟实验（拖动第二片镜片的距离、拖动倍率，中间像与最终像同步变化）、投屏设备、小组积分榜、镜片夹持架 1 套（演示用）。

小组材料：放大镜 4 把（3 倍、5 倍各 2 把）、带刻度的镜片夹持架 1 套（立杆上两个夹子，刻度对到镜片中心）、新鲜叶片 2 片、百合花蕊 1 支、土壤 1 小盒、印有小字的纸条 1 张、装河水的塑料瓶 1 个、记录单 1 张、标签纸 2 张、直尺 1 把。

评价工具：小组 AI 积分榜、自评卡。

七、教学方法

情境任务驱动法、观察比较法、动手测量法、AI 虚拟实验辅助探究。

八、教学过程

▍ 一、聚焦：展台前的第二句话（3 分钟）

教师活动

1. 1.
     播放 AI 制作的情境动画《展台前的第二句话》。上一节课的叶片说明卡挂上了微小世界展的展板。一个低年级小朋友凑近看，指着画上的叶脉说：这条线旁边还有小点，你们没画。2. 提问：这些小点，我们组的 10 倍镜看到了吗？（预设：看到了，太小，画不下来）3. 出示任务：这次不画了。我们给展台做一台能让参观者自己看的观察装置，把看不清的地方交给他们自己看。4. 提问：一片镜片已经用到 10 倍，还能再大吗？教材第 6 页聚焦里写着，一个凸透镜的放大倍数是有限的。那怎么办？5. 开启小组 AI 积分。猜想有据、调整到位、镜距量准、记录如实都能加星。6. 揭示课题《怎样放得更大》。

学生活动

观看情境动画。发现说明卡漏掉了叶脉旁的小点。承认 10 倍镜看得到却画不下来。明确本组要做一台观察装置。提出把两片镜片叠起来试试。

技术支持与效果预设

AI 制作的情境动画把上一课的成果变成这一课的问题。不是老师说要学新东西，是上一张说明卡被人挑出了漏。学生对亲手做过的东西被指出不足，反应最直接。AI 积分对反复调整和量准镜距加星，把耐心这件事记进评价。预设：有学生说把图片放到电脑上放大。先肯定，再说明展台要给参观者现场用，装置得摆在桌上。

▍ 二、探索 1：一片镜片能看到哪里（5 分钟）

教师活动

1. 1.
     明确任务。照教材第 6 页探索1，用一片放大镜观察叶片，找到它能看清的最小东西，画在记录单边上。2. 追问一层：还能再小吗？请各组把镜片往上抬，抬到再也看不清为止，记下糊掉之前最后看清的是什么。3. 巡视。第 3 组把镜片贴在叶面上，只看到一团绿。让他们慢慢抬，抬到叶脉一根根分开就停。第 4 组为了看清把镜片举到离叶面十几厘米，看到满眼亮光。让他们把叶片放桌面、人背朝窗再看一遍。4. 提问：一片镜片的尽头在哪里？是什么挡住了我们？

学生活动

用一片镜片找到最清楚的像，画下能看到的最小细节。继续抬高，直到像开始糊，记下糊之前最后看清的东西。发现叶脉旁的小点只能看成一个亮点，分不出形状。

技术支持与效果预设

这一小步是给下一段铺路。学生先亲手碰到一片镜片的天花板，才会觉得再加一片是必要的。预设：有小组把看不清当成镜片脏了，用衣角去擦。提醒他们擦完再抬一次，看还糊不糊。AI 积分给如实写下只看到亮点点的小组加星。

▍ 三、探索 2：再加一片，把最清楚的位置调出来（10 分钟）

教师活动

1. 1.
     出示教材第 7 页探索2：再增加一个放大镜，和第一个平行并重叠放置，然后上下移动第二个放大镜。板画两片镜片，用箭头标出只有上面那片能动。2. 讲清三条硬条件：两片平行、上下正对、只有上面那片能上下动，下面那片盯住不挪。3. 巡视并追问。第 1 组把两片并排像望远镜那样横着拿，看到两个分开的圆。让他们改成上下正对。第 5 组一动上面那片就喊更大了。教师请他们把镜片停在喊大的那个位置，再看一眼纸条上的字——字是大的，可笔画是两道的。让他们再往上挪，直到两道并成一道，照这个位置再做一遍。第 6 组上面那片斜着放，像的左边清楚右边发黑。追问：这样算调好了吗？4. 出示教材第 7 页探索3：请用装置把两片镜片固定住。当图像放到最大并且清晰时，量两个凸透镜之间的距离。5. 各组把镜片夹进立杆上的两个夹子，读刻度、写镜距。追问：这个数字是量给谁看的？6. 组织对比。第 2 组量得 12 厘米，第 7 组量得 13 厘米。请两组交换装置，照着对方的数字重装一次。

学生活动

把上面那片平行叠在第一片上方。上下移动找位置，区分变大和变清楚。发现笔画变粗却分岔时还不是最清楚，继续挪到两道并成一道。用夹持架把两片固定住。读出两片镜片之间的距离并写进记录单。交换装置按对方的镜距重装，发现也能看清，说出这个数是留给下一个用这台装置的人的。

技术支持与效果预设

全课最实的一段。学生在这里第一次摸到清晰是有位置的，不是碰巧撞上的。镜距一旦写下来能被别人复现，学生才对测量这件事有感觉。预设：有小组量的是两片镜片的边缘，不是镜片中心。提醒他们夹持架的两条刻度要对着镜片中心读。AI 积分给交换装置后照着数字重装成功的小组加星。

▍ 四、探索 3：组合镜下，四样东西和一瓶河水（7 分钟）

教师活动

1. 1.
     出示教材第 7 页探索4和第 8 页记录单：用这样的组合凸透镜观察叶片、花粉、土壤、文字，填组合凸透镜下的观察结果。要求每格写清比一片镜片多看到了什么。2. 巡视。把已经调好装置的组和还在找位置的组分开坐，让调好的组当小老师。3. 念教材第 8 页气泡：用组合凸透镜观察河水，有什么发现？（预设：水里有很小的东西在动，还有小绿点）4. 组织汇报。第 2 组叶片：叶脉旁的小点看清了，是一片片扁的鳞片。第 4 组花粉：百合花蕊上的粒粒看清了，每粒上有一道沟。第 5 组土壤：看到细沙和一根透明的丝。第 8 组文字：一横的边上全是毛毛，纸上还有一层小网。第 3 组河水：看到小点在动，比一片镜片下多了好几倍。

学生活动

用固定好的组合镜观察四样东西，把新细节写进记录单。每格都对比一片镜片时的样子。观察瓶中河水，发现会动的小东西。汇报本组的新发现，说清哪一处是一片镜片看不到的。

技术支持与效果预设

记录单只留一列观察结果，是教材的取舍。这一课要的是多看到了什么这个证据，不是数字。汇报要求点出一片看不见、两片看见了的那一处，学生的说法才立得住。有小组一挪装置，像又糊了。提醒他们夹子没夹紧，位置就丢了，照着镜距重装。

▍ 五、解惑：两片镜片把光放大了两次（5 分钟）

教师活动

1. 1.
     谈话。两片镜片叠起来为什么比一片看得多，光在里面走了什么路，我们的眼睛看不见，真实实验也拍不出来。2. 打开教师自制的"两次放大追踪器"AI 虚拟实验。屏幕上两片凸透镜上下叠放，下方一个小字母。光穿过第一片成一个放大的像，这个像再被上面那片放大一次，落到右侧屏幕上。3. 请各组代表上台拖第二片距离滑块。从贴住慢慢往上拉，中间像和最终像同时变化。拉到某一处两个像一对上，最终像最大最清楚，滑块旁跳出这个距离的数值。4. 再拖倍率滑块，把下面那片从 3 倍换到 10 倍，上方显示的最终放大倍数随之变化。5. 组织对照。这个数值和我们量出来的镜距是不是一回事？同样的两片镜片，位置一挪为什么就糊了？6. 师生小结。第一片先放大一次，第二片把这个放大了的像再放大一次，两片合起来的倍数比一片大得多。第二片的位置决定第二次放大落在哪里，位置错了，第二次放大就把像拉糊。教材第 9 页资料里，列文虎克做的正是把镜片嵌进装置、用螺旋旋钮调距离这件事。

学生活动

上台拖距离滑块，把第二片从贴住慢慢拉开，看到最终像先变大后变糊，再往回退一点最清楚。把下面一片从 3 倍换到 10 倍，看到最终倍数跟着变。把这个规律和刚才交换装置的经历对上：镜距写错就糊。用自己的话说出两片放了两次，位置不能乱。

技术支持与效果预设

光在两层镜片里怎么被拐两次，肉眼看不见，相机也拍不出来。学生只能凭想象补，补出来的往往是两片加起来就大一点。此环节 AI 的不可替代性在于：学生亲手拖动第二片的距离这一个条件，实时看到中间像与最终像的对应关系，再回头解释自己组调出来的镜距为什么是那个数。预设：有学生把两片合起来的倍数算成相加。请他们看模拟器上方显示的最终倍数，比自己算的大得多。

▍ 六、研讨：怎样组合才更大更清晰（4 分钟）

教师活动

1. 1.
     出示教材第 9 页第一问：怎样组合凸透镜才能把物体的图像放得更大更清晰？2. 追问：平行、上下正对、距离合适，三条里哪一条最容易被忽略？（预设：距离，因为它看不见）3. 出示第二问。用组合凸透镜观察有什么新发现。要是换倍数更大的镜片来组合，会不会看到更多？4. 请问：是不是倍数越大越好？（预设：不是，视野小，动一下就找不到了）5. 回扣任务：展台那台装置的标签上，该写哪几项？

学生活动

说出三条条件，指出距离最容易被忽略。举本组记录说明组合镜比一片镜片多看到了什么。说出换倍数更大的镜片能看到更多，但更不好找目标。决定标签上写倍数和镜距两项。

技术支持与效果预设

研讨不重讲一遍操作，只把操作里的判断提出来。第三问落在要不要更大上，是本课能带出去的判断力。预设：有小组坚持越大越好。不直接否定，请他们用 10 倍组合镜去找叶柄和叶片的接头，找不到时自己就改了。

▍ 七、课堂小结（2 分钟）

教师活动

1. 1.
     提问：今天我们做出了什么？2. 对照板书补齐简易显微镜几个字。指出我们做的这台装置，教材第 9 页拓展里叫它简易显微镜。3. 请各组把标签贴到装置上，摆到展台。

学生活动

说出两片凸透镜平行叠放、调到合适距离能放得更大。说出镜距要量下来写清楚，别人才装得出来。把写好倍数和镜距的标签贴上装置，摆到展台。

技术支持与效果预设

让学生给装置自己写标签，是这一课任务的落地。标签上两个数字都不是老师给的，是自己量出来的。展台一摆，上一课被挑出的那个漏就补上了。

▍ 八、作业布置（2 分钟）

教师活动

1. 1.
     出示教材第 9 页拓展：如果用 3 个或更多个凸透镜组合，能把图像放得更大吗？请你试一试。2. 各组加第三片。提醒先照前两片的镜距装好，再动第三片。3. 指出加第三片以后视野小得只剩一个小点，找目标比调镜片更难。4. 布置回去想一想：显微镜为什么要有能转的旋钮。教材第 9 页那张照片上就有。

学生活动

动手加第三片试。发现第三片一加上，像的范围缩得很小，得先对好位置才看得见。说出镜片加得越多越难找。

技术支持与效果预设

拓展呼应资料里的螺旋旋钮，把为什么要有旋钮变成下一个问题。有小组加第三片后什么也看不见，引导他们先拆回去，照原镜距装好两片，再把第三片慢慢靠近。

▍ 九、课堂评价（2 分钟）

教师活动

投屏展示小组 AI 积分结果。评出微小世界观察台小组 1 至 2 组。逐组点评在调整、测量、记录、复现上的表现。特别点出交换装置后照着对方镜距重装成功的小组。

学生活动

对照积分榜回顾本组表现。完成自评卡，写清本组调了几次才清楚、下次要先做哪一步。

技术支持与效果预设

AI 积分全程留痕，把调了几次这种过程量也记下来。评价有据可依，也能照顾到不声不响一直在调的小组。

九、板书设计

怎样放得更大

一片镜片：尽头是叶脉旁的亮点，分不出形状两片镜片，三条同时满足平行　　上下正对　　距离合适镜距 ______ 厘米　→ 量下来，别人照得着装

组合镜下叶片　小点看清是一片片扁鳞花粉　每粒上有一道沟土壤　细沙、透明的丝文字　笔画边上全是毛毛河水　小点在动，比一片镜片多得多

结论：第一片放大一次，第二片再放大一次 → 简易显微镜

越大越好吗？　像更大，视野更小，更难找目标