基于逻辑的小学科学教学设计-归纳推理直击成果

一、归纳推理概述

（一）归纳推理的含义

归纳推理就是从若干个个别的认识前提出发，推出一般性结论的推理。这种推理是对若干个个别事物的情况的逐一断定，结论是一般性认识。

如，人们发现，某些生物的活动是按时间的变化（包括昼夜交替或四季更迭）来进行的。

对鸡进行观察，对鸡的活动分析、综合后，发现“鸡叫三遍天亮”，得到一个抽象的单称判断，即鸡的活动具有时间上的周期性节律。

对牵牛花进行观察，对牵牛花呈现的状态分析、综合后，发现“牵牛花破晓开放”，得到一个抽象的单称判断：牵牛花的活动具有时间上的周期性节律。

对青蛙进行观察，对青蛙的活动分析、综合后，发现“青蛙冬眠春晓”，得到一个抽象的单称判断：青蛙的活动具有时间上的周期性节律。

对大雁进行观察，对大雁的活动分析、综合后，发现“大雁春来秋往”，得到一个抽象的单称判断：大雁的活动具有时间上的周期性节律。

……

鸡的活动、牵牛花的活动、青蛙的活动、大雁的活动……都是生物的活动。由各个抽象的单称判断，概括出抽象度更高的全称判断，或者经历分析、综合、抽象、概括，得到一般结论：一切生物体的活动都具有时间上的周期性节律。而分析、综合、抽象、概括过程，其中必然使用比较与分类，是我们在第二章讨论过的思维过程。思维过程是我们的思维活动必须经历的，而其中使用的方法就是所谓的归纳法。使用归纳法由多个单称判断得出全称判断，就是归纳推理。

（二）归纳推理的性质

归纳方法是人类获得对客观世界认识的主要方法，归纳推理对于人类以类的方式认识世界具有重要意义。归纳推理结论的一般性认识，无疑是由前提中的若干个个别认识概括出来的。但分为两种情况，一种情况是考察某个类的全部个体对象，根据它们具有的共同属性或特征，概括得到关于该类全部对象的一般结论。这是完全归纳推理，如三角形包括锐角三角形、钝角三角形和直角三角形，锐角三角形三个内角和是180度、钝角三角形三个内角和是180度、直角三角形三个内角和也是180度，概括得出结论：所有三角形三个内角的和都是180度。在完全归纳推理中，结论所断定的未超出前提的范围，结论是被前提所包含的，所以完全归纳推理具有必然性，可称为必然性推理。另一种情况是只考察一类中的部分个体对象，根据这部分个体具有的共同属性或特征，视为该类事物整体的，概括出该类全部对象的一般结论，是不完全归纳推理。在不完全归纳推理中，结论所断定的超出了前提的断定范围，是对前提原有认识的拓展。因此，其结论不具有必然性，称为或然性推理，也就是说完全可能存在不符合一般性结论的反例。例如，考察各种物体受热和冷却后体积的变化，概括出“物体都具有热胀冷缩的性质”。但是水在温度降低到4摄氏度时，体积又是膨胀的。当然，科学上，当出现反例的时候，并不是立刻推翻结论，而是暂时把这个反例作特例处理。从性质上看，归纳推理得到的结论具有可错性。这也是归纳方法或说归纳推理在认识事物方面的局限性。

（三）归纳推理的应用前提

运用归纳推理，首先必须收集和占有事实材料。而收集和占有材料的方式就是观察、实验、旁证和调查。对科学来说，主要是观察和实验。对于亲自获得的现场材料或者是获得的二手资料，在这里分为直接性观察和间接性观察。直接性观察是有目的、有计划，通过个体感官获得的事物属性或特征进行的观察，如小学科学教学中，观察植物的根、茎、叶、花、果实和种子等；观察月相、岩石标本、矿物标本等；观察像的特点、声音的音强和音调、物体的冷热等，都是直接性观察。间接性观察，是指通过视频、照片甚至描绘图这些反映事实的资料进行的观察，如观察动物活动的视频或动物图片，观察火山、地震、海啸等视频或图片等，这些是间接性观察。实验也是观察，但具有特殊含义，即科学上为阐释某个原理而创设特定条件，人为地引起和控制现象的发生，以观察其变化的过程和产生的结果。这样，实验可以起到对事物精确研究的作用，也可以起到稳定某种现象或让某种现象重复出现而揭示原因或规律的作用。总结来说，归纳推理是以获得大量科学事实为前提的。

（四）归纳推理的分类

归纳推理由于前提与结论的范围不同，分为完全归纳推理和不完全归纳推理。在科学上，一般情况下很难考察某一类的所有个体对象，基本上都是不完全归纳法，如通过对大量青蛙的观察，发现青蛙的前肢发育出四趾。尽管观察的青蛙数量足够多，但也不是全部，不能排除没观察到的有三趾或五趾的可能。而且青蛙在不断地繁殖，不断产生新的青蛙，也不可能无限地观察下去。因此，我们后面的讨论就只针对不完全归纳推理。

客观世界是一个有内在联系的有机整体，自然界和人类社会的一切事物、现象都不是彼此孤立的，而是相互联系、互相制约的。因果联系是客观事物普遍联系中的一种。归纳方法是人类认识世界的重要方法，也是认识世界因果联系的方法，也就成为探究因果联系的逻辑方法。何为因果联系？如果一个现象的出现能够引起另一个现象出现，那么能引起另一个现象出现的现象叫原因，而被引起的现象叫结果。因果联系，既有客观性，也有普遍性，还呈现出时间上的顺序性，即原因在前、结果在后。归纳推理是寻求一类事物的共同特征或属性，但寻找的共同特征或属性的性质不同，采用的方式也存在区别。因此，寻找因果关系的归纳方法分为：求同归纳法、求异归纳法、求同求异共用法、共变法、剩余法和典型归纳法。

1.求同归纳法是直接寻找一类事物的共同特征或属性以获得类概念或普遍性认识。求同归纳方法是指在不同情境中都有一个因素总是存在，都出现了一个相同的现象，则这个因素与这个现象存在因果关系，如鸟产卵在鸟窝中孵化出小鸟、乌龟产卵埋在沙中孵化出小乌龟、鱼产卵在水中孵化出小鱼、青蛙产卵在水中发育成小蝌蚪、蚕产卵发育成幼虫……在这些不同的情境中，都有“产卵”这个因素存在，都呈现出相同的现象，即繁殖出了新的个体。则产卵是这种繁殖方式的原因，也是这种繁殖方式的特征，概括出这种繁殖方式就是“卵生”。

2.求异归纳法是通过制造差异的方式间接找到共同特征或属性。求异归纳法是当一个因素存在的时候，有一个现象出现，当这个因素不存在时，这个现象也消失了，则这个因素是这个现象产生的原因。例如，准备两块有机玻璃板，其中一块上钻有一些细孔。将吸贴分别按在两块有机玻璃板上，发现吸贴可以牢固地贴在无孔的有机玻璃板上，而有孔的有机玻璃板根本贴不上。从现象上看，有机玻璃板无孔是吸贴可以贴上的原因。但与有孔有机玻璃板比较，不是粘上的，而是吸贴与有机玻璃板间的空气被排出，吸贴背面受到大气压力被压在有机玻璃板上的。因此，得出结论：大气压力使吸贴贴在有机玻璃表面上。大气具有压力，但在日常生活时，我们就处在大气之中，却并没有感受到。这种情况下，我们要制造差异，就是把气体去掉，看去掉以后的效果，反过来（或者间接地）感知大气的这种作用——压力。再看“马德堡半球”实验，中医用机械抽气式“拔火罐”，都可以呈现无空气存在的效果，然后感知空气的压力。这时，我们可以概括出一般性结论：空气具有压力。

3.求同求异共用法是寻找到共同性特征又可以得到差异性特征的归纳方式，从而分出小类与大类。如果在若干因素出现的情境中出现一个共同现象，而在这些因素不出现的情境中都没有这个现象，那么这个现象就与这些要素之间有因果联系，如导体和绝缘体概念的得出。将铜条、铁条、铝条、干木条、塑料条、橡胶条等分别接入简单电路，可以看到铜条、铁条、铝条使小灯泡点亮；干木条、塑料条、橡胶条不能使小灯泡点亮。铜条、铁条、铝条这些因素导致一个共同结果——小灯泡亮了，则这些物体是使灯泡亮的原因。这些物体也就具有容易导电的性质，归为一类，产生一个类概念，即导体。干木条、塑料条、橡胶条这些因素导致一个共同结果——小灯泡不亮，则这些物体是使灯泡不亮的原因。这些物体也就具有不容易导电的性质，归为一类，产生一个类概念，即绝缘体。这两种性质的物体被区分开来。我们看到，求同求异共用法是一种组合方法，两次用到求同法，一次用到求异法。求异是以两次求同的结果为依据的。

4.共变法是寻找事物间变化性的联系从而确定共同的规律性特征。在不同的情境中，如果一个因素发生变化，有一个现象也随着发生变化，那么这个因素与这个现象间存在因果关系，如物体浸入水中其浸入体积与所受浮力的关系。设计一个实验，用弹簧秤提起物体，测出其在空气中的重量，然后将用弹簧秤提着的物体浸入水中四分之一、四分之二、四分之三、全部浸入和继续沉入。物体在空气中的弹簧秤示数减去物体浸入水中的弹簧秤示数就是浮力。发现物体浸入水中的体积越大，物体所受浮力越大，当全部浸没水中后，浮力不再变化。在教学中，各个小组的实验可视为不同的情境。每个小组的实验，都在寻找浸入体积变化与浮力变化的关系。使一个因素变化，就是物体浸入水中的体积变化，考察所出现现象的变化，就是浮力的变化。一般说来，各组实验基本都呈现出物体浸入水中体积越大，浮力越大，体积不变则浮力不变的规律。这就是寻找到的浸入体积变化与浮力变化之间规律性的共同特征。

5.剩余法是通过剩余因素与剩余现象的对应联系找到因果关系的方法。在某个情境中，若干个因素（剩下一个），都对应若干个现象（剩余一个），都找到了因果关系，那么剩下的一个要素就与剩余的一个现象存在因果关系。剩余法就像算数中的减法，在一组复杂现象中，把已知有因果关系的现象减去，再探求剩余现象的原因，也就是由余果求余因。如人们使用雷达向地球大气的电离层发射电波，然后分析接收的回波，从而研究电离层对电波的影响。可是发现回波往往有所增强，所增强的回波可能是发射波在空中遇到了其他能反射波的物体。在第二次世界大战期间，航空部队用雷达搜寻发射的导弹，发现除了接收到火箭回波外，有时还能接收到距离差不多的另外物体的回波。在观测流星雨期间，当许多看得见的流星经过头顶上空时，发现可以接收到很强的无线电回波。由此可以断定，增强的回波是因为流星的存在。^[1]我们看，流星是我们探索对象以外的剩余因素，增强的回波是我们预期接收到的回波以外的剩余现象。这样，将剩余因素与剩余现象对应起来，建立起它们之间的因果关系：因为存在流星，所以会接收到更强的回波。

6.典型归纳法是对一类确定事物一个个体的研究得到这一类事物的共有属性。也就是说，从一类事物中选择一个样本作为典型，对它进行考察，然后将其显示的某种属性概括为同类其他个体对象共同具有的属性。如“麻雀五脏俱全”，就是通过解剖一个麻雀，发现这个麻雀心、肝、脾、胃、肾都有，从而断定所有的麻雀都具有这些内脏。麻雀是一类鸟，所解剖的是一个麻雀，这个麻雀就是麻雀这类鸟的一个典型代表，或称样本。解剖这个麻雀，发现其具有心、肝、脾、胃、肾。这个麻雀的内脏结构应该是整个麻雀类都具有的，所以概括出所有麻雀都具有同样的内脏结构。典型归纳推理的前提是对一个确定的类任意选择典型性个体作为样本。通过对这个样本的研究，发现其内在属性，再将这些属性推广到这个类。发现内在属性的过程，就是科学研究的过程。对于有确定类的新属性或内在属性的研究，采取选取典型的方式，更经济和具有效率。因此，典型归纳法是现在科学研究常用的方法。有些逻辑学书中，也称这种方法为科学归纳法。

在小学科学中，求同归纳法、典型归纳法应用最多，求异归纳法和共变归纳法使用情况也不少，而求同求异共用法、剩余法鲜有使用。因此，我们下面详细讨论求同归纳推理、求异归纳推理、共变归纳推理和典型归纳推理。

二、求同归纳推理的教学设计

（一）求同归纳推理的应用要点

求同归纳推理是寻找科学事物的共同特征或属性以获得科学认识。而依赖共同特征或属性的科学概念和科学判断的学习就是使用求同归纳推理。第一，由实指定义获得的指称性概念，其特点就是对科学事物反复指认，使实指物与概念建立对应关系。尽管实指定义获得的科学概念没有清晰阐释概念的共同特征或属性，但是这些共同特征或属性是隐含在被反复指认的事物中的。由此，实指定义的应用过程，就是使用求同归纳推理的过程。第二，只由列举定义说明的概念或科学结论，因为要列举若干实例，也是使用求同归纳推理，但是也经常不明确共同特征或属性，如“种子的传播方式”“风将种子吹到远方、水将种子漂到远方、果实爆裂将种子弹射出去、动物食用果实再将果实中的种子排泄到其他地方……这些都是种子的传播方式”。第三，使用属加种差定义的概念和由各个单称判断概括得到的全称判断。如果是直接通过共同特征或属性得到的，就要使用求同归纳推理。

对于第三种情况，在教学中，要提供若干反映事物共同特征或属性的典型实例。对这些典型实例经历分析、综合、抽象，得出单称判断，由各个单称判断概括出进一步抽象的全称判断，如铜丝接入电路使小灯泡发光、铁丝接入电路使小灯泡发光、铝丝接入电路使小灯泡发光……由每一种情况进行分析、综合后，得到对应的抽象的单称判断，即铜丝容易导电、铁丝容易导电、铝丝容易导电……对各个单称判断概括出更抽象的全称判断：像铜丝、铁丝、铝丝这样容易导电的物体称为导体。由此得到导体的概念。

（二）求同归纳推理应用案例

【案例名称】

动物怎样繁殖后代

【学习内容分析】

“动物怎样繁殖后代”是首师大版《科学》第二册“动物的生活”单元的内容，重点认识动物的繁殖方式，了解动物的生命过程。本课为第一课时，主要认识昆虫和哺乳动物的繁殖方式，初步建立“胎生”“卵生”的概念。

【学生情况分析】

学生已经对各种各样的动物有了初步的认识，并学习用不同的标准来对动物进行分类，初步认识了昆虫和哺乳动物、鸟类等的外形特征。对一些动物的繁殖方式有一些了解，但是不知道其科学的名称。学生已有的经验是可能知道某一种动物是怎样繁殖的，但是他们不能找到相关同类动物繁殖的相似之处来概括出该类动物的繁殖方式。

【指导思想与理论依据】

以建构主义思想为指导，用多种方式让学生观察昆虫和哺乳动物的繁殖方式，获得对其繁殖方式的体验，理解它们的繁殖特点。

昆虫类和哺乳类动物的繁殖方式各自具有共同特征，因此依据逻辑学中建立类概念的求同归纳法，寻找昆虫与哺乳动物各自的繁殖共同点，概括得到本课的两个主要概念：“昆虫是卵生的”“哺乳动物是胎生的”。求同归纳法的清晰运用，是建构主义思想中帮助学生学习的“脚手架”，再应用得到的概念进行演绎推理，使学生更深刻理解所得到的概念，形成概念的解释能力。

【教学目标】

1.知道昆虫、哺乳动物是通过繁殖延续后代。能依据某个昆虫产卵、某个哺乳动物产崽判断诞生了新的生命。

2.理解胎生和卵生两种繁殖方式。能针对昆虫和哺乳动物产生幼体的方式，区分出胎生还是卵生。

3.学习归纳推理的运用，获得抽象概括能力。依据大量实例，寻找昆虫、哺乳动物繁殖的特点，找到相互区别的共同特征，概括出胎生、卵生的概念。

4.学习演绎推理的运用，获得解释预测能力。根据胎生、卵生概念，准确判断常见昆虫和哺乳动物的繁殖方式。

5.体验生物的多样性和生物繁殖的多样性。

【教学重点和难点】

教学重点：了解不同动物的生命周期和繁殖方式，主要认识卵生和胎生。

教学难点：归纳推理的学习和抽象概括能力的培养。

【教学流程】

一、设疑引学

1.预学训练

观察蝴蝶图片，提问：你们知道这些美丽的蝴蝶小时候是什么样的吗?它们在生长过程中经历了哪些阶段?

估计学生能想到其中的某一个阶段，如毛毛虫、卵、蛹，但很难把四个阶段按顺序说出来。

2.看视频，回答问题

分段看视频，指名学生回答问题后板书。

讲解：什么是繁殖?像中华虎凤蝶这样发育到一定程度时，在生命结束之前，要产下自己的后代，这种现象叫作繁殖。（板书：繁殖）

揭示课题：繁殖使生物几十亿年来生生不息。这节课我们就来探究动物怎样繁殖后代。（板书课题）

再提问：回忆一下，上学期我们给动物分类的时候，中华虎凤蝶属于哪种动物?（昆虫）

你还知道哪些动物属于昆虫。

它们的生命过程和中华虎凤蝶是不是一样呢?

二、探究研讨

（一）认识昆虫的繁殖方式

1.认识昆虫的生命过程

要求：独立思考

（1）看书第38页观察1和观察2，思考：书中有哪些昆虫，它们的生命过程是怎样的?（用笔画下来）

（2）汇报

要求：按要求有条理地进行汇报。

策略：教师在学生汇报后，引导学生进行评价。评价要有具体内容，如是否流利、准确；是否有条理；声音是否洪亮等。

2.认识昆虫繁殖后代的方法

（1）ppt展示与同伴交流

①哪些昆虫繁殖后代的方法与中华虎凤蝶一样?哪些昆虫和它们繁殖后代的方法不一样?

②这些昆虫繁殖后代的方法有没有相同的地方?如果有，请标记出来。

③在交流过程中如果有不同看法，或者有什么问题，把它们也写出来。

（2）同伴之间讨论交流。

在学生交流过程中，教师要认真观察、倾听，掌握第一手资料，在学生汇报的时候有针对性地进行评价。

（3）学生汇报。

要求：每组同学先交流，再汇报。

汇报前，教师根据自己的观察，对认真交流的学生进行表扬和鼓励。汇报后，及时进行评价。

学生发现：昆虫的生命历程是不一样的。

学生提出问题：为什么有的昆虫有蛹的阶段，有的没有?（如果学生没发现，教师引导学生比较并进行提问。）

讲解：完全变态和不完全变态。

先让学生观察它们的幼虫与成虫。

在完全变态的过程中，昆虫会经历卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。幼虫与成虫的差异非常大，幼虫还要经历蛹的阶段才能成为成虫。蝴蝶、蝇、蛾等昆虫的发育都要经历完全变态的过程。在不完全变态的过程中，昆虫会经历卵、幼虫、成虫三个阶段。幼虫与成虫的差异不大，幼虫不用经历蛹的阶段就能成为成虫。

（4）第二个问题：这些昆虫繁殖后代的方法，有没有相同的地方?

希望学生发现这些昆虫刚出生的时候都是卵。

讲解：这种繁殖后代的方法叫作卵生。（板书）

说说哪些昆虫是卵生的。

3.归纳总结昆虫的繁殖方式

（1）讲解：通过刚才大家的学习，我们可以进行这样的推理。

ppt提示：

菜粉蝶是卵生的，蚕是卵生的，蜻蜓是卵生的……

菜粉蝶、蚕、蜻蜓……都是昆虫，

所以昆虫是卵生的。（板书）

（2）指名说推理过程。

（3）同伴互相说一遍。

教师巡视，及时表扬认真倾听和帮助同伴的小组。

（二）认识哺乳动物的繁殖方式

1.认识什么是胎生

（1）提出问题：上学期我们还认识了哺乳动物，说一说你们知道的哺乳动物。

（2）思考：第39页观察3中的哺乳动物是什么?它们是怎样繁殖后代的?这些动物繁殖后代的方法和昆虫一样吗?有哪些不一样?

学生会发现：它们的繁殖方式与哺乳动物不一样，它们是直接生的。

学生对于“胎生”一词比较陌生，讲解什么是“胎生”，并板书。

讲解：像猫、狗、海狮、羚羊这些动物，都是由动物妈妈直接生的，这样的生殖方式我们称为胎生。

2.展示视频，观察视频中的哺乳动物用什么方式来繁殖后代。

学生观看，汇报：海豹和羚羊是胎生的。

3.小组探究：按照前面总结昆虫的方法总结出哺乳动物的繁殖方法，并把它填写在记录单上，小组成员分别叙述一次，然后推选代表。

教师巡视指导，充分掌握各小组学习情况。

在学生汇报前，对各小组学习情况进行评价，如交流比较好的小组，认真倾听小组其他成员看法的小组，认真思考记录的小组等。

4.互动展示

（1）说一说你们用什么方法来总结哺乳动物的生命过程。

（2）评价，总结。

5.应用得出的结论推想其他哺乳动物的繁殖方式。

三、总结

目标：总结本节课学习的重点。

1.ppt提示：通过这节课的学习，我们知道了几种动物繁殖后代的方法?

2.提问：你还有什么收获?（重点从能力及态度方面进行总结。）

四、应用测试

1.出示图片：蝙蝠、海豚、天牛、金龟子。

判断这些动物用什么方法繁殖后代，并说出理由。

2.梳理方法：（以蝙蝠为例）

哺乳动物用胎生的方式繁殖后代；

蝙蝠是哺乳动物；

所以蝙蝠用胎生的方式繁殖后代。

3.按这样的方法判断其他几种动物的繁殖方法。

五、拓展延伸

出示鸟类、鱼类、爬行类等动物的图片。

谈话：自然界中还有很多的动物，它们是我们的邻居、朋友，有了它们，地球充满了生机与活力。我们认识它们，研究它们，是为了更好地爱护它们，保护它们。希望大家用我们这节课学习的方法，查找资料，互相交流，看一看它们是用哪种方法繁殖后代的，并把调查结果分享给同伴、同学。

【教学设计反思】

本课的设计是根据教材内容和三年级学生的特点，重点进行求同归纳思维的训练，在引导学生逐步建构“动物怎样繁殖后代”这一概念的过程中，引导学生进行求同归纳，一步步总结昆虫和哺乳动物的繁殖方式，认识“胎生”和“卵生”。在这个过程中，培养学生进行有目的的观察，学会倾听，学会欣赏他人的优点，尊重他人的意见，乐于与人合作交流，养成研究生命奥秘的兴趣，乐于探究与发现周围事物的奥秘。

（一）观察比较，找不同和相同

三年级孩子以形象思维为主，因此，本课教学，教师准备了大量的有结构的图片及视频资料，有针对性地引导学生观察不同种类动物的繁殖特征，从不同中逐步抽象出相同。在观察前，提出明确的观察要求，并根据教学内容采用独立观察、同伴交流、小组讨论等多种形式。先独立观察不同昆虫的生命过程；然后和同伴一起观察各种昆虫的生命过程中的不同与相同，引导学生用求同归纳法归纳出昆虫的繁殖特征——卵生，然后小组观察哺乳动物的繁殖方式，并进行归纳。由易到难，由独立观察到小组交流，逐步学会科学的归纳方法。

在学生观察的过程中，情感、态度、价值观的培养贯穿其中，如引入部分的蝴蝶图片，能激发学生对动物世界的探究兴趣；在学生汇报观察结果的时候，教师引导学生认真倾听，并用欣赏的眼光来评价同学的回答，并敢于提出自己的不同见解；在观看哺乳动物繁殖视频时，感受母爱的伟大与生命的顽强。

（二）围绕核心概念进行思维训练

围绕核心概念组织教学。选择有代表性的两种动物——昆虫和哺乳动物来探究动物不同的繁殖方式（卵生和胎生），让学生清楚它们的生命过程，并思考不同生命过程的相同之处。锻炼学生的归纳推理能力，从个别到一般，由已知真的前提，引出可能真的结论。先引导学生归纳出昆虫繁殖的共同特点，在此基础上，让学生用填写记录单的方法来归纳哺乳动物繁殖的共同特点，并要求学生在课下用这种方法归纳其他动物的繁殖方式。

三、求异归纳推理的教学设计

（一）求异归纳推理的应用要点

求异归纳推理也是通过寻找科学事物的共同特征或属性获得科学认识，但与求同法不同的是是通过制造差异的方式，如“振动产生声音”。采用求同归纳推理，就是鼓面振动，听到鼓声；琴弦振动产生琴声；哨子中空气振动产生哨音等，概括得到物体振动产生声音。这个科学结论也可以采用求异归纳推理，使鼓面停止振动，鼓声消失；使琴弦停止振动，琴声消失；使哨子内空气静止，哨音消失。振动存在，有声音存在；振动停止，声音消失。得到结论：振动与声音的存在具有因果关系。其主要针对的是科学概念或科学结论中关键特征或属性存在还是不存在的差异对比，揭示出共同特征或属性。尤其是当构成科学概念或科学结论的关键特征或属性无法清晰被感知时，最好的方式只能是采用求异归纳推理。我们再看前面使用过的例子——“空气具有压力”。我们就生活在空气中，但是我们却感觉不到空气的压力。这时认识空气压力的最好方法就是把空气去掉看看效果，也就是采用求异归纳推理。

在教学中，要提供若干反映事物共同特征或属性的典型实例，然后将具有这个因素与不具有这个因素所产生的现象进行对比，特别是不具有这个因素可以更强烈地引起感知。对这些典型实例经历分析、综合、抽象，得出单称判断。由各个单称判断概括出进一步抽象的全称判断。还是以“空气具有压力”为例，两块有机玻璃板（其中一块上钻有一些细孔），将吸贴分别按在两块有机玻璃板上。对比发现吸贴与玻璃板间无空气，则吸贴外部空气将其压在板上，得到一个单称判断：空气压力将吸贴牢牢压在玻璃板上。“马德堡半球”实验：将球内有空气和无空气情况下两半球是否容易被分开进行对比，发现球内抽成真空后，球内没有空气压力，而球外空气仍然存在，“马德堡半球”很难被拉开，说明是球外空气压力作用，得到一个单称判断：空气压力把马德堡两个半球紧紧压在一起。中医用机械抽气式“拔火罐”：人的皮肤表面是平滑的，将抽气式“拔火罐”紧压在皮肤上，然后抽出“拔火罐”内的空气，皮肤表面突起如“包”。皮肤表面失去空气，会鼓起来，而平时是平滑的，说明平时存在空气压力，得到一个单称判断：我们皮肤表面存在空气压力。通过差异比较得到的各个单称判断都说明空气存在的地方就存在空气压力，由此可以概括出一般性结论：空气具有压力。

（二）求异归纳推理应用案例

【案例名称】

空气具有压力

【指导思想与理论依据】

以建构主义为指导思想，提供给学生“吸贴”“马德堡半球模拟装置”和医用“针管”，让学生经历牢固的“吸贴”、打不开的“马德堡半球”和很难拉开的“针管”三个科学活动，体验和认识空气具有压力。

我们就生活在大气中，但平时并未感觉到大气的压力，这种情况下，我们就要将空气去掉，看去掉空气后发生的现象，通过这个现象感知空气压力的存在。这时，我们依据的是逻辑学中归纳方法中的求异法。恰恰是“吸贴”与玻璃面间没有空气，外部存在的空气把“吸贴”贴在玻璃面上；“马德堡半球”中没有空气，外部存在的空气将两个半球压在一起；压进针柄后，堵住针管口，正是针管内没有空气，针柄很难拔出。

【教学目标】

1.理解空气具有压力。能对“吸贴”这样利用空气压力的例子，清晰说出空气压力的作用。

2.学习使用求异归纳法，培养概括的能力。知道一个因素存在与不存在，现象会否发生，建立因素与现象间的因果关系。

3.体验事物之间具有因果联系。这种联系往往深藏在事物之中，需要去探索、去发现。

【教学重点和难点】

教学重点：理解空气具有压力。

教学难点：求异归纳法的应用。

【教学流程】

一、引入主题

教师：我们周围充满了空气，你感觉到空气挤压我们了吗?或者说空气有压力吗?

学生1：我们感觉不到！空气没有压力。

学生2：我听说有大气压，大气就是空气，空气有压力。

教师：两种意见都有依据。假设空气没有压力，我们如何证明呢?假设空气有压力，我们又如何证明呢?

二、实验一：“吸贴”实验

教师：（实验介绍）每组有两块光滑的有机玻璃板，其中一块上面有细小圆孔，有两个软橡胶“吸贴”。将两个“吸贴”分别紧压在玻璃板上。

学生操作：（结果）“吸贴”可以牢固地贴在无孔玻璃板上。“吸贴”根本贴不上有孔玻璃板。

教师：“吸贴”是不是粘在玻璃板上了?

学生：不是。如果能粘上，应该都能粘上。

教师：两块玻璃板有什么区别?分别对应什么现象?

学生：一个有小孔，一个没有。有小孔的“贴”不上，没小孔的“贴”得很紧。

教师：思考一下，为什么呢?

学生：有小孔的透气，就“贴”不上。

教师：没小孔的玻璃板，“吸贴”为什么“贴”上了?

学生：“吸贴”紧压玻璃板，它与玻璃板之间贴得紧紧的，就“贴”住了。

教师：“吸贴”与玻璃板之间贴得紧紧的。紧紧的是什么意思?

学生：它们之间没有空气。

教师：“吸贴”外面有空气存在吗?

学生：有。

教师：有小孔的玻璃板，“吸贴”里面和外面都有空气；没小孔的玻璃板，“吸贴”里面没空气，外面有空气。比较一下，能说明空气的作用吗?

学生：“吸贴”里面和外面都有空气，空气互相推着，一松手“吸贴”就掉了。“吸贴”只有外面有空气，空气就把“吸贴”压在玻璃板上，说明空气是有压力的。

结论：空气将“吸贴”压在玻璃板上，说明空气有压力。

三、实验二：“马德堡半球”实验

教师：（介绍实验）模拟“马德堡半球”实验，将两个软橡胶半球压紧，然后试图打开。

学生操作：“马德堡半球”两个半球很难打开。

教师：参照我们刚才做的“实验一”，大家思考，为什么产生了这样的现象?

学生：将“马德堡半球”两个半球紧紧压在一起，把半球中的空气排出去了。而两个半球外面存在空气，空气把它们紧紧压在一起，很难拉开，也说明空气有压力。

结论：空气将“马德堡半球”压在一起，很难打开，说明空气有压力。(www.chuimin.cn)

四、实验三：“针管”实验

教师：（实验介绍）将针管的针柄全部插入针管，向外拉针柄；将针管的针柄全部插入针管，用橡胶帽塞住出气孔，再向外拉针柄。比较两次的难易程度，并思考为什么。

学生操作：第一次拔针柄，很容易。第二次拔针柄很艰难，且拔出一些，一松手，针柄又回去了。

教师：请同学把你的实验现象描述一遍，然后分析为什么会出现这样的现象。

学生：将针柄完全插入针管，就把针管内空气排除出去。堵住出气孔，不让空气再进来，这时向外拉针柄，针柄端的空气压力反抗拔手柄的力，如果费力，说明空气有压力。

结论：针柄很难拔出，针柄端的空气压力反抗拔手柄的力，说明空气有压力。

五、总结

大气压力普遍存在并施加于物体表面，将一方大气去掉，呈现存在大气面大气的作用效果。

空气将“吸贴”压在玻璃板上，说明空气有压力。

空气将“马德堡半球”压在一起，很难打开，说明空气有压力。

针柄很难拔出，针柄端的空气压力反抗拔手柄的力，说明空气有压力。

这些例子，都说明一个普遍结论：空气有压力。

四、共变归纳推理的教学设计

（一）共变归纳推理的应用要点

共变归纳推理是寻找一个因素变化和随之变化的现象间的变化规律。在科学上，对于事物间变化规律认识的科学判断，一般都使用共变归纳推理，如“合理密植，提高产量”。选择试验田，种植密度分别为密度1、密度2、密度3、密度4、密度5，考察不同种植密度情况下的产量，分别标示为产量1、产量2、产量3、产量4、产量5。这是在寻找密度变化和产量变化间的关系。如果密度1、密度2、密度3的产量1、产量2、产量3逐渐升高，而密度4、密度5的产量4、产量5又降低了，则找到密度3是最高产的密度。找到最高点的理想曲线是正态分布。如果密度5时，产量5最大，则需要进一步增加密度，一直找到下降情况，才可断定为最大。

规律是复杂的，但我们寻找规律的方法应力求简单。使用共变归纳推理时，主动变化的因素或者控制为变化的因素，要求其按一定方向均匀变化，然后考察随之变化的现象，等间隔采集数据，才易于得到规律性认识，如“凸透镜成像特点”。物通过凸透镜成像，涉及三个物理量，即焦距、物距和像距。一般情况下，选定一个透镜，其焦距就是确定的。然后控制物距的变化，寻找像的位置（即被动变化的是像距），观察像的特点。物距如何变化？物可以由远及近向透镜移动，也可以由近及远远离透镜，一般情况下选择后者。注意一定使物距向一个方向变化，同时要规定等间隔变化，如远离透镜2厘米、4厘米、6厘米、8厘米、10厘米、12厘米、14厘米……若所选择透镜的焦距是5厘米，则可看到的现象是光屏上无像、倒立放大的像、倒立等大的像、倒立缩小的像……光屏上无像的情况，向透镜方向看去，可见放大正立的像。作为区分这种情况的像称为虚像，而可投射到光屏上的像称为实像。凸透镜成像的规律性特点就是在一倍焦距以内，成放大正立的虚像，放大是指像与物比，像比物大，且虚像本身也在变大；在一倍焦距以外两倍焦距以内，成倒立放大的实像，但像本身在缩小；在两倍焦距处，成等大倒立的实像，此处是一个关键点，即所成实像将由放大转为缩小；在两倍焦距以外，成缩小倒立的实像，随物距增大，这个实像本身不断缩小。我们看到，当使物距这个因素单方向等间隔变化时，像会呈现出虚、实，大、小，正立、倒立等特点显著的规律性变化，同时呈现出像本身在一个区间内也在变化。在像变化的整个过程中有两个关键点，一个是由放大变为缩小的关键点，即两倍焦距处；还有一个是虚像转为实像的关键点，即一倍焦距处，但此处不好观察到，由理论计算可以准确说明。如果我们在教学中，指定三个恰好可以呈现凸透镜成像显著特点的位置，学生可以体验感知建构知识，却不符合共变归纳推理的操作要点，失去了探索性。

当多因素变化影响一个共同现象变化时，就要对多个因素进行控制，也就是所谓的“控制变量法”，如物体获得的加速度是由施加在物体上的力和物体本身的质量决定的。如何寻找“力”“质量”与“加速度”的关系？我们可以先控制或保持质量不变，看施加的力变化与加速度变化的关系；再保持施加的力不变，看质量变化与加速度变化的关系，得到“力越大，加速度越大”和“质量越大，加速度越小”的结论。这就是在控制变量的情况下，分别运用了共变归纳推理。精确实验下再将两种情况组合起来，得到“加速度与力成正比，与质量成反比”，就是著名的牛顿第二定律。在小学科学上，讨论影响摩擦力大小的因素，也是同样的道理。影响摩擦力大小的因素有两个，即物体的重量和接触面的粗糙程度。同样的接触面，比较不同重量物体在移动中所受摩擦力的大小；同一个物体，比较其在不同接触面上所受的摩擦力的大小。然后将两个因素与结果的关系组合起来，得到“物体越重，接触面越粗糙，摩擦力越大”。“控制变量法”不只局限在共变归纳推理中，如“植物的向光性”。在暗盒中种植物，植物生长的土壤、水分、温度都保持一样，这就是控制变量。在暗盒不同位置挖小孔或开小窗，发现植物都偏向小孔或小窗生长，而小孔或小窗是透光的地方，说明植物生长具有向光性。这种情况，运用的是求同归纳推理。

（二）共变归纳推理应用案例

【案例名称】

电磁铁

【学习内容分析】

本课属于物质科学领域，涉及能量的表现形式：磁现象和能量的转换。学习目标是：知道电能产生磁，探究影响电磁铁磁力大小的因素；了解电磁铁的应用；认识不同形式的能量可以互相转化。本课是首师大版《科学》教材第三册“磁与生活”单元“电磁铁”一课第一课时的内容，前一单元的“点亮小电珠”及本单元的“磁铁的性质”“指南针”的教学为本课的教学起着铺垫的作用，后面的“制作电磁玩具”一课作为后续教学内容。

【学生情况分析】

本教学施教的对象是四年级学生。

在知识上，学生学习了“点亮小电珠”“磁铁的性质”“指南针”等课程。通过“点亮小电珠”一课的学习，学生知道了一个简单电路的组成，并认识了简单电路中各电路元件所起的作用。通过“磁铁的性质”和“指南针”两课的学习，学生知道了磁铁的一些性质，如有磁性，磁极磁性强，同极相斥、异极相吸，指南北等。

在能力上，能够熟练地连接简单电路，对于多节电池的连接方法大多数同学都能够掌握，但还有一些同学会出现一些问题，如不能正确地放置电池正负极的方向，导线的连接位置也存在着一些问题，这些就成了本节课教学的障碍。另外，本课的教学涉及的对比实验，由于学生接触较少，大多数学生不能够根据研究对象设计比较科学的实验方案，需要在教师的指导下完成。

在认知特点上，四年级学生处于从具体形象思维向抽象思维过渡的阶段，以具体形象思维为主。

【指导思想与理论依据】

以建构主义思想为指导，提供给学生构成电磁铁的各种材料。学生使用这些材料进行电磁铁的体验，进行影响电磁铁磁力大小的探究活动，从而构建电磁铁概念和认识影响电磁铁磁力大小的因素。

影响电磁铁磁力大小的因素包括线圈的匝数、电流的强弱和是否有铁芯。有铁芯与无铁芯，磁力相差很大。我们采取有铁芯的情况，“是否有铁芯”就不再作为探究的一个因素。我们聚焦在线圈的匝数和电流的强弱。线圈匝数增加，磁力如何变化?电流变强，磁力如何变化?由于是寻求一个因素变化导致一个现象随之变化的关系，依据逻辑学中的共变归纳法进行推理得到结论，而线圈匝数与电流两个因素都导致磁力变化，这种多因素情况使用共变归纳法，要控制变量。即线圈匝数不变，看电流的影响；再电流不变，看匝数的影响。对于共变归纳法，要记录一个因素的变化数据和随之变化的现象的变化数据，通过两组数据，找到这个因素和这个现象间的关系或规律。

【教学目标】

1.认识电磁铁及其结构。对给定的电磁铁可以判定通电后有磁性，断电后磁性消失。

2.理解线圈匝数和电流是影响电磁铁磁力大小的因素。依据线圈的匝数可以比较不同电磁铁的磁力大小；依据接入电路的电池数可以比较同一电磁铁磁力的大小。

3.学习共变归纳推理的运用，获得抽象概括出规律的能力。会使用控制变量法，依据实验数据，找出线圈匝数越多，磁力越大；电池数越多，磁力越大的规律。

4.体验事物变化存在联系，联系是有规律的。

5.电磁铁作为技术产物，可以为人类生产生活带来便捷。

【教学重点和难点】

教学重点：理解线圈匝数越多，电流越强，电磁铁磁力越大。

教学难点：归纳推理的学习和抽象概括能力的培养。

【教学流程】

（教学材料。教师材料：课件、磁铁、导线、开关、电池盒、电池、铁钉、曲别针。学生材料：（1）辅助材料：没有小电珠的连接好的电路、固定电路的木板、曲别针。（2）制作电磁铁的材料：导线、铁钉、电池。（3）探究磁力大小是否与电池数量有关的材料：3节电池、60圈电磁铁。（4）探究磁力大小是否与线圈数量有关的材料：1节电池、30圈电磁铁、60圈电磁铁、90圈电磁铁。）

一、创设情境，引出课题

1.出示磁铁，提问：我们上节课认识了磁铁，它的最根本的性质是什么?

2.学生说出磁铁的一些性质（如有磁性、能吸铁、指南北……）。

3.谈话：因为磁铁具有磁性，所以它能吸起曲别针。铁钉能吸起曲别针吗?

4.讲解：老师有办法能让它具有磁性，仔细看，老师是怎么做的。（边演示边讲解）老师把它插入由导线缠好的线圈中，再接入电路，看，它吸起了曲别针。而老师切断电源后，曲别针怎么样了?我们就说它磁性消失了。

5.讲解：（板书：贴上电磁铁图片）我们再来回顾一下刚才的实验，老师把这个装置接入电路中。通电后，有磁性，能吸起曲别针，断电后，磁性消失，不能吸起曲别针。它不同于磁铁，必须在通电的状态下才能有磁性，我们叫它电磁铁。

二、认识电磁铁的结构，组装电磁铁

1.提问：大家观察这个电磁铁，它是由哪些部分组成的?

2.学生观察并汇报。

3.讲解：我们把铁钉部分叫铁芯，生活中的电磁铁不只可以用铁钉来作铁芯，还可以用其他的铁质材料来作铁芯部分。电磁铁是由铁芯和线圈两部分组成的。

4.谈话：认识了电磁铁的结构，下面我们也来组装一个电磁铁。

5.提出观看制作方法的要求：认真观看。展示视频资料：电磁铁的制作方法（1号同学缠绕线圈，2号同学接电，3号同学闭合开关，用电磁铁吸曲别针，4号同学数吸上的曲别针个数）。

6.温馨提示：①缠绕线圈时要一圈紧挨着一圈，不要重叠缠绕。②实验完毕，及时断电，3号同学还要负责把制作电磁铁的材料从电路上拆卸下来，交给老师。③小组同学要互相帮助、互相合作。

7.学生制作电磁铁，并将电磁铁吸起的大头针的数据填写在大屏幕上的表格中。

三、探究影响电磁铁磁力大小的因素

1.（手指大屏幕上学生填写的各组吸起的曲别针数据）谈话：大家看这些数据，动脑筋思考一下，有什么发现。

2.学生汇报发现：有的多，有的少。

3.讲解：数据的不同说明了磁力大小的不同。（板书：磁力大小）你认为电磁铁的磁力大小可能与哪些因素有关呢?电磁铁是由铁芯和线圈构成的，我们又必须把它接在电路中它才有磁性，根据这些想一想，电磁铁磁力的大小和什么因素有关?

4.学生提出猜想。

板书可能的原因：电池数量?线圈数量?

5.谈话：这只是我们的猜想，究竟是不是这样需要我们用实验来验证。

6.指导学生设计电磁铁磁力大小与电池数量是否有关的实验。在此基础上让学生自行设计磁力大小与线圈数量是否有关的实验。

7.提出实验要求：（1）根据实验单上的步骤进行实验，并及时记录实验数据，先填写在自己的记录单上，待实验完成后，再记录在大屏幕上的表格中。（2）实验完成后，按实验前的物品摆放状态收拾材料。（3）收拾材料完毕后，观察大家的实验数据，看有没有什么新的发现。

8.根据实验单进行实验，并及时填写实验数据。

9.分析实验数据：对比一下大家的实验数据，再看看每一组的实验数据，你有什么发现?这说明了什么?

10.学生汇报。

11.讲解：通过刚才的两个实验，我们发现电池的数量、线圈的数量确实能影响电磁铁磁力的大小。（去掉板书上的问号，改为有关。）

四、观看应用实例，巩固新知

1.讲解：电磁铁在生活中有着广泛的应用。

2.视频：电磁起重机。提问：为什么电磁起重机能吸起这么重的钢铁，你能用我们今天学的知识解释一下吗?

五、总结与延伸

1.讲解：通过刚才的学习，我们了解了电磁铁的结构以及它的一些性质。

2.提出新目标：磁铁有南北极，电磁铁是否也有南北极，同学们课下可以试一试，下节课我们再来研究这个问题。

五、典型归纳推理的教学设计

（一）典型归纳推理的应用要点

典型归纳推理是对一类事物内在属性的揭示。由于要在一类事物中选择一个个体进行研究，则首先个体所属类应该充分可靠。如果类不清晰，所选个体将失去典型性。然后，对所选择的个体或事物对象进行深入观察和实验研究，揭示出深层次特征或内在属性。这也是运用典型归纳推理最重要的部分。最后，必须将揭示的个体属性推广到个体所属的类，就是获得普遍性认识。

典型归纳推理是以一个清晰的类为前提出发的，也是对一个特殊事物对象进行研究，这与演绎推理很相似。但是演绎推理得到的是一个关于特殊物体的特殊结论，而典型归纳推理却是由一个特殊物体的研究得到这个物体所属类的普遍性结论。

（二）典型归纳推理应用案例

【案例名称】

光的反射

【指导思想与理论依据】

本课主要学习两个概念，即光的反射（镜面反射）和漫反射；主要建立两个认识（命题或判断），即1.人眼的视觉是物体漫反射的结果；2.物体的漫反射光经镜面反射可以成像。

反射是指光线遇到镜面障碍物发生偏折并返回的现象；漫反射是指光线遇到粗糙面障碍物向四面八方反射的现象。这两个概念的定义方式都为发生定义，即“属概念”为光现象，“种差”为发生偏折返回和向四面八方反射，即以发生方式的区别下定义。这里以建构主义学习为指导思想，以逻辑学概念定义理论为依据，通过设计揭示反射及漫反射发生的实验，让学生体验和认识反射和漫反射的发生机制，遵循发生定义方式获得科学概念。采用逻辑思维方法中的典型归纳法（科学归纳法），即由一根光线的行为推广到一束光线和无数光线的行为，建立普遍结论（反射和漫反射的科学概念）。

两个认识：1.人眼的视觉主要是物体漫反射的结果；2.物体的漫反射光经镜面反射可以成像。它们是经历认识过程得到的科学判断，也是以建构主义为指导，必须设计学生的观察活动。具体的观察活动设计要以逻辑学理论为依据。两个认识都选择运用典型归纳法，即一个物体漫反射可以形成视觉，可以代表多个物体或无数个物体；一个物体可以镜面成像，代表无数个物体都可以镜面成像。对于视觉是物体漫反射的结果，由于不易察觉、观察，为此教师应根据观察实验方法中的增强感知觉的方法——对比法，设计有光和无光条件，指导学生对物体的视觉效果进行对比感知。

对于科学概念和科学判断的深入理解，需要在不同的情境中进行应用。对科学本身来讲，是实现科学理论的解释和预测功能；对学习理论来说，是概念的深化，形成概念能力；对逻辑学来说是演绎推理。因此，要设计问题，让学生进行练习、应用，本节课的教学设计就注意到了这一点。

【教学目标】

1.理解光在传播过程中遇到障碍物会发生反射（镜面）和漫反射现象。对生活中的实例，能准确指出其是镜面反射现象还是漫反射现象。理解物体漫反射光进入眼睛形成视觉，通过镜面反射可以成像，能通过镜面（或多个镜面）寻找到像。

2.学习典型归纳法的应用，锻炼推断科学认识的能力；学习演绎法的应用，锻炼解释和预测能力。

3.学生能够保持对镜面反射、漫反射及其相关现象探索的积极性，并与同伴协调合作，积极参与讨论交流。

【教学重点和难点】

教学重点：建立光的反射、漫反射的科学概念；了解眼睛之所以能够看到物体是因为发生了光的反射现象（大多数物体发生的是漫反射现象）；了解什么是“像”。

教学难点：理解表面粗糙的物体也会发生光的反射现象；结合具体物体或物体的像，解释眼睛能够看到它的原因。

【教学流程】

教学准备：1.手电筒，2.镭射笔，3.小平面镜，4.白纸片（滤纸），5.白纸环，6.带孔的箱子，7.核桃，8.塑料盒，9.大平面镜，10.风扇，11.电池，12.玩偶，13.弃物盒。

（一）打中靶心活动，建立光的反射概念

1.镭射光打靶。

（1）讲述：玩一个打靶游戏。

（2）教师出示实验材料（如右图所示）。

镭射的光不直接对准靶心，而是对准盒中的平面镜，看哪个小组最先打中靶心。（板书：镭射、靶、平面镜）因为镭射光照到眼睛会产生伤害，所以咱们的活动在一个盒子中进行。注意不能从盒子中取出平面镜，可以在盒子上移动靶的位置。打中靶心之后请小组同学坐好，想想怎么组织语言将镭射光打中靶心的过程说给大家听。

（3）小组活动。

（4）交流：

镭射光是怎样打中靶心的?

谁能将镭射光照亮靶心的过程介绍给其他同学听?

谁能将镭射光照射到靶心所走的路线画在黑板上，并用箭头表示一下传播方向。

追问：为什么画成直线?（光沿直线传播）

（要求：在画的时候，让学生用箭头表示光的传播方向。）

估计1：学生的画法可能如下：

对策：追问：为什么画成直线?

光照在平面镜上的直线，被平面镜挡住又反射回来的直线你们看到了吗?我们来看看。

谁来指指镭射光照在平面镜的位置?从哪开始传播方向发生改变光又返回去了?再来看看我们画的图，有想法吗?

演示实验如右下图所示：学生修正自己的认识。

【意图】画路线活动，实际上是将光的反射过程以光线的形式更加清晰地展现在学生眼前，使学生更加精准地把握光反射的发生过程和特点——传播方向发生改变，又返回来了。

估计2：画图顺利

对策：这两个箭头告诉我们什么?（传播方向发生改变）为什么发生改变?（被平面镜挡住了）

【意图】两个箭头告诉了我们什么?为什么传播方向会发生改变?这两个问题是光的反射定义的重要组成成分，明确了这两个问题的答案，就是抓住了光的反射的本质特征。教师以提问的形式提醒学生，让学生明确打中靶心过程中镭射光的变化，当学生回答完这两个问题，光的反射的定义实际上就表达出来了。

2.手电筒的光打中靶心活动，深化对光的反射的理解。

（1）谈话：如果将镭射换成手电筒，还可以打中靶心吗?

（2）小组活动。

（3）交流：

手电筒的光是怎样打到靶心的?

能将手电筒的光打中靶心的过程和传播方向画在黑板上吗?

（4）提问：现在请大家比较一下，手电筒的光打中靶心和镭射的光打中靶心有什么相同和不同的地方?

相同：照在平面镜上，传播方向改变。

不同：手电筒是一束光线，镭射光是一条光线。

【意图】引发学生的关注，使学生意识到无论是一条光线（镭射）还是一束光线（手电筒）都会发生光的反射现象，进而增强所建立的光的反射概念的可信度。

（5）小结：无论是镭射光发出的一条光线，还是手电筒发出的一束光线，所有光线照在平面镜上传播方向都发生了改变，这种现象叫作光的反射。（板书课题：光的反射）

【意图】通过典型归纳法揭示光的反射概念，即由一条光线、一束光线的行为推广到无数光线的行为。

（二）打中靶心活动，建立漫反射概念

1.过渡：用镭射、手电筒发出的光对准平面镜能够打中靶心，如果把平面镜换成这个白色的纸片（滤纸），镭射发出的光还能打中靶心吗?你是怎么想的?

2.小组活动（如右图所示）。

3.汇报：

你看到什么现象?结合这个现象思考，镭射光照到白纸上发生光的反射现象了吗?

【意图】学生以实验现象为依据，以建立的光的反射概念为标准，说明没有发生光的反射现象。教师以此结论为突破口，引发学生展开后续的实验活动。

4.引出进一步的探究：我也是这么认为的。有一次我在做这个实验的时候，在盒子周围围了一圈白纸，用镭射发出的光对准盒子底部的白纸时，盒子周围的白纸发生了奇妙的变化，你们也来看看。

教师演示：将白纸环放入盒子中，贴紧盒壁。

5.学生小组实验：用镭射、手电筒发出的光分别对准白纸，观察盒子周围的白纸有什么变化。

实验方法如右图所示。

6.汇报。

7.小组讨论交流（ppt）：

盒子周围白纸上的红光是从哪来的?

【意图】学习演绎法的应用，锻炼学生的解释能力，加深学生对漫反射概念的理解。

8.汇报交流结果：

学生在交流中认识到，镭射光照射到白纸上，照在白纸上的光会反射到盒子周围的白纸上。

教师进一步追问：再来看我们原来的认识，镭射光照在白纸上，没有发生光的反射现象，你有想法吗?

盒子周围的白纸都变红了，说明镭射光照在盒子底部的白纸上时反射的光线有什么特点?（板书：分散，集中）为什么会这样?可能与什么有关系?你们像我这样摸摸（演示摸平面镜、白纸的表面），看看有什么启示。

【意图】这两个问题旨在集中学生的注意力，让学生在对比中抓住漫反射的特点：物体表面粗糙，反射的光线不集中，射向四面八方，为学生建立漫反射的科学概念奠定基础。

9.小组活动：摸平面镜、白纸的表面。

10.提问：是不是与它们表面的光滑程度有关呢?

11.播放视频。

要求：我们来看一个小短片，看完之后，回答之前的问题，并完成板书——镜面反射：光滑、集中；漫反射：粗糙、分散。

【意图】应用典型归纳法建立漫反射的概念，即以镭射光对准粗糙物体表面——白纸，会发生光的反射现象为典型，拓展到光对准其他粗糙的物体也会发生光的反射现象。

12.谈话：太阳光照在我们的衣服上发生的是什么反射?照在手机表面呢?

【意图】演绎推理，即应用反射和漫反射的概念去解释如果光照射到上述物体表面也会发生光的反射现象，同时也为学生后续的说明原因活动作铺垫，即为什么盖上盒盖从小孔中看不到盒内的物体，打开盒盖就能够透过小孔看到盒内的物体。

（三）透过小孔看物体，建立眼睛之所以能看到物体是因为发生了光的反射现象

1.过渡：光照在盒子上呢?是什么反射?（漫反射）我在盒子里面放了一个物体，是什么呢?我们这样来看看。

首先，注意别打开盒子侧面的门，从盒子侧面的小孔看盒内，是否能够看到盒内的物体。然后，打开盒子侧面的门，从盒子侧面的小孔看盒内，是否能看到盒内的物体。

【材料说明】用双面胶将盒内与小孔对应位置的物体——核桃、风扇、电池固定住。

2.小组活动。

3.汇报。

4.小组同学思考、交流。

交流内容：为什么打开盒盖眼睛就可以透过小孔看到盒内的物体?

5.组织学生表达想法。

6.播放视频。

要求：认真观看，看完之后，尝试用概括的语言说说打开盒子侧面的门，眼睛能透过小孔看到盒内物体的原因。

交流：解释眼睛能透过小孔看到盒内物体的原因。

7.教师小结：眼睛能够看到盒内的物体是因为发生了漫反射，眼睛接收到了物体的漫反射光，就看到物体了。

眼睛看到物体，首先必须有光。光照射到物体上，发生了光的反射现象使我们能够看到物体（板书：看到物体）。自然界中的物体表面大多数不像平面镜的表面那样光滑，它们是粗糙的，所以我们的眼睛能够看到物体大多是因为发生了漫反射现象。

【意图】应用典型归纳法，即一个物体漫反射可以形成视觉，可以代表多个物体或无数个物体，使学生认识到人眼的视觉是物体漫反射的结果。

（四）看平面镜中的物体，认识“像”

1.过渡：你们为什么能够看到这个玩偶?（眼睛接收到了物体的漫反射光。）在这个玩偶对面放一个平面镜，在平面镜里你看到了什么?（玩偶）看到镜子中的玩偶，手指平面镜，这时发生了什么反射?（手指平面镜）平面镜中的玩偶是真的玩偶吗?（板书：像）

【说明】应用典型归纳法，即一个物体可以镜面成像，代表无数个物体都可以镜面成像，使学生认识物体的像。

2.教师演示并提问：生活中，我们常常通过平面镜看自己的像，看自己的脸是不是干净，头发是不是整齐，这样照镜子能看到脑后头发的像吗?

3.小组活动。

要求：每个小组利用两面平面镜，想办法看到脑后头发的像。注意边做边思考，为什么这样做就能够看到脑后头发的像?

4.小组交流：为什么利用两面平面镜就能够看到脑后头发的像?

5.组织学生表达想法。

（五）布置作业

光的反射现象在生活中有着广泛的应用，请大家试着找找生活中都有哪些地方应用了光的反射现象，下节课说给同学和老师听。