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小学科学六上教科版《制造彩虹》AI赋能教学设计40分钟课时
本课是小学科学六上教科版《制造彩虹》AI赋能教学设计40分钟课时，仅供参考！
一、教材分析
本课是光单元的最后一课，位置很关键。前六课讲的是光怎么走：能看见东西、走直线、能穿透、会反射、能拐弯做潜望镜。这一课要往光的里面看一眼，问一句白光本身是不是一种颜色。教材用一张双彩虹的题图起头，配一句话：雨过天晴，天边有时会出现一道彩虹。
第 58 页的聚焦问得很省力：彩虹的出现似乎与水有关。我们可以用水来制造彩虹吗？这个问法把一件天上的大事情，缩到了一杯水上。学生看见过彩虹，可几乎没人想过这东西能在自己桌上做出来。
第 59 页给了两种造法。探索 1 用水和镜子：在阳光下放一杯清水，将镜子斜立在杯子中，调整镜子的角度，使光照射到墙面上，观察墙面上的现象并记录。这段话里三个字最要紧：斜立、调整角度。探索 2 用三棱镜：把白光通过三棱镜后产生的彩虹画下来，观察彩虹由哪些颜色的光组成，以及它们的排列顺序。教材特意要求画下来，不是写下来，因为要说清的是顺序。页边一个气泡问：阴天时，我们可以怎样做呢？
第 60 页是记录单和第三项探索。记录单两栏，方法、现象，两行已经印好：水和镜子、三棱镜。两行并排，比的其实是同一道彩虹的两种造法。探索 3 只有一句，试一试，用更多的方法制造彩虹。旁边的资料是本课的结论：太阳光看上去是白色的，但它实际上是由许多不同颜色的光组成的。当白光进入棱镜或水中，就会分散成排列有序的红橙黄绿蓝靛紫彩色光带。下面两张照片，一张是杯子和镜子摆在窗台上，一张是喷壶把水雾喷向阳光。
第 61 页有两个栏目。研讨两问：在生活中，有哪些材料可以替代三棱镜来制造彩虹？推测一下，雨过天晴后的彩虹是怎样产生的？还有哪些方法可以制造彩虹？拓展是三色光的叠加：用红、绿、蓝三色透明塑料片，依次遮住手电筒的灯泡，将手电筒发出的光分别投射到白纸上，观察纸上是什么颜色的光。如果将三色光叠加投射在白纸上，会是什么颜色？
这一课有两处容易讲浅，都要在课上扎住。一是把白光分开的条件，不能只说水能分开光，要说清必须有一个不平行于入射方向的斜面。平板玻璃两个面平行，分开的颜色出第二个面时又拐回去，合上了。二是水和镜子为什么非要斜着放，镜子平放杯底，光原路返回，两次拐弯正好抵消，墙上只剩一个白亮斑。
二、学情分析
学生都见过彩虹，可几乎都把它当成天上的事，想不到一杯水加一面镜子就能做出来，做出来那一刻的震惊是本课最好的动力。
学生把彩虹的颜色当成水的颜色，觉得水本身是彩色的，一看到清水是透明的就讲不通了，也说不清白光是什么颜色。
学生做水和镜子这个实验，头一次几乎全军覆没，原因都是把镜子平放在杯底，光原路返回，墙上只有一个白亮斑，他们多半会怪杯子不好。
学生认为白就是没有颜色，很难接受白由七种颜色混成，一听说白是最全的颜色，第一反应是不信。
三、教学目标
科学观念：知道太阳光看上去是白色的，实际上由许多种颜色的光组成，按红橙黄绿蓝靛紫排列；知道棱镜和水能把白光分开，是因为不同颜色的光拐弯的幅度不同。
科学思维：能比较平板玻璃和三棱镜的差别，说出为什么必须有一个斜面才能把颜色分开；能根据墙上出现的是白亮斑还是彩色光带，推断镜子摆得对不对。
探究实践：能用一杯水加一面镜子在墙上造出彩虹，并记录颜色的排列顺序；能用三棱镜造出彩虹，画出它的颜色和顺序；能完成三色光的叠加并说出三种两两相叠的颜色。
态度责任：能如实记下自己第一次失败的现象，不把白亮斑改写成彩虹；对自然界中其他彩色的光现象产生兴趣；知道看彩虹要背对太阳，不直视太阳。
四、教学重难点
教学重点：用一杯水加一面镜子、以及用三棱镜造出彩虹，记录并说清颜色的排列顺序。
教学难点：说清颜色为什么会被分开，以及镜子为什么必须斜着放、为什么平板玻璃不行。
五、教学准备
教师准备：大号三棱镜 1 个（边长约 8 厘米）、强光手电 1 只、白屏 1 张（A3 白卡纸）、喷水壶 1 只、彩虹实拍照片 4 张（含一张双彩虹）、演示用玻璃杯 1 只。提前一天看天气预报，课上要用直射阳光；遇阴天改在暗室用强光手电做，效果一样。
小组材料：透明直筒玻璃杯 1 只（约 200 毫升，壁薄无花纹）、小平面镜 1 面（约 5 厘米×7 厘米）、清水 1 瓶（约 300 毫升）、A4 白卡纸 1 张（当屏用）、手电筒 1 只（备用，阴天或光线不足时用）、三棱镜 1 个（边长约 5 厘米）、红、绿、蓝三色透明塑料片各 1 张（约 10 厘米见方）、记录单 1 张、铅笔 1 支、彩笔 7 支（画彩虹用）、抹布 1 块。
安全与场地：不许直视太阳，也不许用手电筒照别人的眼睛，棱镜和镜子都不能对着人晃。玻璃杯轻拿轻放，掉地上先让学生退开再扫。棱镜怕摔，传看时放在桌上推，不要递。喷水壶只在走廊尽头或室外用，地面湿了立刻拖干。桌面上铺一张旧报纸，水洒了随手擦。
六、教学方法
实验观察法、比较归纳法、演示讲解法、模拟实验法、资料研读法。
七、教学过程
▍ 一、聚焦（4 分钟）
教师活动
出示彩虹实拍照片，其中有题图那张双彩虹，问一句见过没有，在哪见的。多数学生举了手，说见过一两回。2. 读教材第 58 页那句话，雨过天晴，天边有时会出现一道彩虹。3. 读聚焦问题，彩虹的出现似乎与水有关。我们可以用水来制造彩虹吗？4. 收集猜测，先一律不评价。有人说水本来就有颜色，有人说是太阳晒出来的，有人说是云里落了什么东西，也有人小声说这是光的事。预设：有学生说水在杯子里看着是清的，是因为阳光一照才显出颜色来。先记下这个说法，课上用一杯清水的实验来验它。5. 播放 AI 制作的情境动画《谁给彩虹染的颜色》。操场边水管喷出水雾，雾里浮出一道彩虹。三个人当场吵起来，一个说水本来是彩色的，一个说天上有人倒颜料，一个说塑料管反的光。有人把水接进透明玻璃杯举起来，杯子里什么颜色也没有。老师只说一句：水是清的，颜色不是水给的。6. 追问一句：水是清的，那颜色到底从哪儿来？7. 揭题，今天不猜，就在自己桌上造一道彩虹，看那些颜色是从哪儿冒出来的。开启小组 AI 积分。
学生活动
看照片时很兴奋，好几个说自己见过彩虹但只有一次。看情境动画笑成一片，尤其看到举杯子那一下。被问到颜色从哪儿来，多数人说不上来，有人开始盯着窗玻璃看。
技术支持
彩虹照片打在大屏上，双彩虹那张放最大，让学生数清有几道。
▍ 二、探索（15 分钟）
教师活动
读教材第 59 页探索 1，在阳光下放一杯清水，将镜子斜立在杯子中，调整镜子的角度，使光照射到墙面上。2. 讲清三个关键动作：杯子放在光能直射到的地方，别站在窗帘的阴影里；镜子要斜着插进水里，不能平放杯底；白卡纸立起来当屏，离杯子远一点，光带才拉得开。3. 预设：有学生把镜子平放在杯底，墙上只有一个白亮斑。先别说他错，让他把镜子立起来再照一次，白斑变成彩带，他自己就看明白了。4. 各组动手。教室两侧的组靠窗，光好办；朝北的组用手电筒贴着杯子上方斜照，也能成。5. 巡视，第 3 组的杯子一直在晃，水面没静下来，墙上的彩带糊成一片，让他们把杯子放在桌上不动重做一遍。6. 讲清一个提亮的小办法：把白卡纸立起来当屏，比直接投在墙上清楚得多；周围暗一点，颜色也显得亮。7. 请做成的组读记录单第一行：方法写水和镜子，现象要写清是一条彩色光带、颜色按什么顺序排，不许只写出现彩虹。8. 读教材第 59 页探索 2，把白光通过三棱镜后产生的彩虹画下来，观察彩虹由哪些颜色的光组成，以及它们的排列顺序。9. 讲清棱镜怎么拿：手电筒贴着棱镜的一个斜面照进去，白卡纸放在另一个面的外面约三十厘米处，一边慢慢转棱镜，一边等彩带出现。10. 讲清转棱镜这件事为什么不能省。光要斜着进、斜着出，颜色才分得开；正对着面照进去，光走得跟穿过一块平板玻璃一样，出来还是白的。11. 各组做，把彩带画进记录单第二行，颜色一定涂对、顺序一定按看到的排。预设：有学生说最靠边那一格分不清是蓝还是靛。请他把白卡纸再往远挪三十厘米，色带拉开了，靛和蓝自己就分出来了。12. 请两组把两行并排举起来，全班看同一道彩虹的两种造法，颜色顺序是不是一样的。13. 打开 AI 色带判读助手，各组把彩带拍一张照，助手读出从红端到紫端依次是什么颜色，跟自己记的对照，有差当场改。
学生活动
第一轮多数组失败，墙上只有一块白亮斑，有点急。把镜子立起来重照的那一组第一个叫出来。三棱镜组最热闹，有人转了两分钟没出来，换了个角度忽然出现，后面一组都学他。画彩带时认真，颜色一支一支挑。
技术支持
白卡纸当屏，比白墙好看得多。色带判读助手只读颜色顺序，不评价做得对不对。
▍ 三、研讨（13 分钟）
教师活动
先请三组读记录单两行，全班一起看颜色顺序对不对，谁的顺序反了当场说。2. 讲清本课最要紧的一层，白光本来就是多种颜色混在一起的。棱镜和水不是把颜色染上去，是把它分开。一杯清水看着透明，是因为里面的颜色全叠在一处，眼睛分不出来。3. 讲清是怎么分开的。光从空气进到玻璃或者水里，会拐一下；不同的颜色拐的弯不一样大，紫拐得最多，红拐得最少。只拐一次差一点点，走得越远，差的越多，屏幕上就成了排开的一条色带。4. 追问一层：换成一块平板玻璃为什么就不行？请学生看窗玻璃，光穿过去还是白的。讲清平板玻璃两个面互相平行，第一次拐开的光，出第二个面时又按相反的方向拐回去，几种颜色重新叠在一起，还是白的。三棱镜两个面夹着一个尖，出射面是斜的，光在里面越走越分开，分开了就再也合不回来。5. 讲清水和镜子这一组为什么能成。光进水时拐一次，被水里的斜镜子转了方向，出水面时又拐一次。两次拐的方向不一样，色散不但没抵消，还越散越开。6. 讲清镜子为什么非要斜着放。镜子平放在杯底，光进去以后原路返回，出水面时跟进去的方向正好对称，两次拐的刚好抵消，墙上只剩一个白亮斑。所以教材写的是斜立、是调整角度，不是随口一说。7. 打开教师自制的"把白光拆开"AI 虚拟实验（学生拖动棱镜改角度，白屏上的彩带跟着转、跟着变宽；切到"一滴水"模式，能看到光从水滴上方拐进去、在后壁撞一下折回来、出水面时再拐一次，出来时散成扇形，什么角度看什么颜色同步变化）。真实的实验看得到彩色光带，看不到水滴里面那三步，这一步只能靠模拟补上。8. 读教材第 60 页那段资料，太阳光看上去是白色的，但它实际上是由许多不同颜色的光组成的。当白光进入棱镜或水中，就会分散成排列有序的红橙黄绿蓝靛紫彩色光带。9. 读研讨第 1 问，生活中有哪些材料可以替代三棱镜？先给一条判据，透明的、有一个斜面的、能让一束光斜着进去，三条都占才管用。10. 收答案：装满水的透明三角尺、冻成块的冰、水晶石、玻璃杯的厚杯口、装满水捏成三角的透明塑料袋。不能用的也要说清，平板玻璃两个面平行，分开又合上；白纸不透光，根本进不去。预设：有学生认为一块平板玻璃也能当棱镜用，因为它也透明。请他隔着平板玻璃照一次，墙上还是一个白亮斑，再拿三棱镜照一次，两下摆在一起，不用多讲。11. 读研讨第 2 问，推测雨过天晴后的彩虹是怎么来的。收答案：雨停以后空气里还飘着大量小水滴，太阳斜着照进这些水滴，每一颗小水滴干的活跟三棱镜一模一样。12. 讲清它为什么是一道弧，还有为什么非要背对太阳。红光跟太阳的方向大约成四十二度，紫光大约四十度，四面八方所有满足这个角度的水滴连起来，绕着你的眼睛转一整圈，看上去就是一道弧。所以看彩虹永远得背对太阳，太阳越高，彩虹的弧越低。13. 预设：有学生说用光盘、用肥皂泡也能出彩色。承认它们确实能出，但要讲清不是同一个道理。光盘靠的是表面上极细的条纹，肥皂泡靠的是薄膜上下两个面反的光叠在一起，跟拐弯拐得不一样多不是一回事，以后会学到。14. 追问一句：为什么平常只看到一道？题图那张是两道。答第二道更暗，颜色顺序是反过来的，要有合适的条件才看得见。
学生活动
第一轮失败的组这时候才明白原因，有人小声说原来镜子不能平着放。听到平板玻璃两面的解释，好几个点头，说难怪窗玻璃不管用。水滴那三步在屏幕上看得最专注，有人反复拖角度。讨论替代材料时说了很多，讲到光盘，等着老师说是怎么回事。
技术支持
虚拟实验用在水滴这一步，把看不见的内部讲成了可以拖动的过程。
▍ 四、拓展（5 分钟）
教师活动
读教材第 61 页拓展，观察三色光的叠加。2. 讲清这一步最容易做错的地方。三片塑料片不要摞在同一个手电筒上，摞起来光被吃掉了大半，越叠越黑，什么也看不出来。要用三只手电筒，每只前面贴一片，把三束光投到白纸的同一块地方。3. 各组做，重点记三个两两重叠的地方各是什么颜色，再记三种全叠在一起是什么颜色。4. 收结果：红加绿是黄，绿加蓝是青，一种比单独的蓝亮得多、也偏绿的蓝绿，红加蓝是品红，三种全叠在一起接近白。这里要说清一句，混出来的青跟刚才白光里的靛不是同一个，靛在蓝和紫之间，青在绿和蓝之间，名字像，位置不一样。5. 讲清为什么光越叠越白，颜料越混越黑。光是加上去的，光越多越亮，三种凑齐就回到白；颜料是吸光的，混得越多吸得越多，最后发黑。6. 讲清为什么我们能看见这些颜色：眼睛里的感色细胞只有三种，分别对红、绿、蓝最敏感，别的颜色都是这三种细胞按不同比例报给大脑的。手机屏幕上一个点只有红绿蓝三个小灯，靠调比例凑出满屏的颜色。7. 打开 AI 资料助手，查一查自然界还有哪些彩色的光现象，比如彩虹外面的第二道、月亮周围的晕、山顶上的宝光。挑一个说清它靠什么把光分开。8. 预设：有学生把三片塑料片叠在一起挡在手电前，说变成黑的了，以为实验错了。请他把三片分开、用三支手电分别投，纸上立刻叠出白色。
学生活动
三个两两重叠的地方颜色不一样，学生很意外，尤其红加蓝出来是品红，有人说是紫。听到手机屏幕只有三个小灯，全班都要拿放大镜看。查资料时最热闹，晕和宝光都是头一次听说。
技术支持
资料助手给的是图片和短说明，学生自己挑一张讲。
▍ 五、小结（2 分钟）
教师活动
指板书收三句。白光不是没有颜色，是七种颜色混在一起，红橙黄绿蓝靛紫。分开靠的是不同颜色的光拐弯幅度不一样，紫拐得最多，红拐得最少。能分开的前提是那个面得是斜的，两面平行就合回去了，所以平板玻璃不行，三棱镜行。2. 补一句，彩虹是背对太阳才看得见的，红光在外、紫光在内。3. 让学生把水倒掉、杯子和镜子擦干放回、棱镜放回盒子，湿报纸收进垃圾袋。
学生活动
收东西很快，有人还在对着窗户举棱镜找彩带。有人把记录单上两行彩带又补了颜色。
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▍ 六、作业（1 分钟）
教师活动
一，晴天找一个能背对太阳站的位置，用水管或者喷壶朝斜上方喷水，造一道彩虹，拍下来，在照片上标出红在哪一头、紫在哪一头。二，借大人的手机，用放大镜看屏幕上的白色区域，看它是几个什么颜色的小点拼成的，写一句你的发现。
学生活动
记作业，有人当场说回家就在院子里试，有人问手机屏幕是不是真的只有三个颜色。
技术支持
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八、板书设计
制造彩虹
◆ 白光不是没有颜色 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 共七色 平时全叠在一处，眼睛分不出 分开才看得见
◆ 靠什么分开：拐弯拐得不一样多 光从空气进水或玻璃，要拐一下 紫拐得最多，红拐得最少 拐一次差一点，走得越远差得越多
◆ 为什么非要斜面 平板玻璃 两面平行 → 出第二个面又拐回来，合上，还是白 三棱镜 两面夹一个尖 → 越走越分开，合不回来
◆ 水和镜子怎么成的 进水拐一次 → 斜镜子转个方向 → 出水再拐一次 两次方向不一样，散得更开 镜子平放杯底 → 原路返回，两次正好抵消，墙上只有白亮斑
◆ 彩虹 背对太阳才看得见 红在外，紫在内 红光跟太阳约四十二度，紫光约四十度 → 绕一圈成一道弧
◆ 眼睛只认三种颜色 红＋绿＝黄 绿＋蓝＝青 红＋蓝＝品红 三色合一＝白 手机屏幕就靠这三个小灯
