这是一堂融合科学与艺术的STEAM课程教案，聚焦光与影的奇妙探索，课程将光的直线传播、影子形成等科学原理与艺术创作相结合，引导学生通过实验观察光影变化规律，动手创作光影艺术作品，旨在让学生在实践中理解光影关系，培养跨学科思维、动手能力与创新意识，实现科学知识与艺术表达的有机融合，激发对自然现象与艺术创作的双重兴趣。

光与影是自然界最直观的现象之一——清晨的树影拉长、手影戏里的动物跃动、皮影戏中的故事流转……这些现象背后藏着科学原理，也孕育着艺术创作的无限可能，本STEAM课程以“光与影”为核心，融合科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics） 五大领域，引导学生从观察到实验，从探究到创作，在动手实践中理解光的本质,感受光影的魅力。

教学目标

知识目标

• 理解光的直线传播原理，掌握影子形成的条件（光源、不透明物体、投影面）；
• 认识影子的特性：大小、形状、方向随光源位置变化而改变；
• 了解光影在生活中的应用（如皮影戏、摄影、建筑设计）。

能力目标

• 通过实验设计与操作，提升观察、记录和分析能力；
• 运用跨学科思维，完成光影艺术作品的创作（如皮影道具、影子画）；
• 培养团队协作与沟通表达能力（小组展示与分享）。

情感目标

• 激发对科学与艺术结合的兴趣，感受自然现象的美感；
• 鼓励创新思维，敢于尝试不同的光影表现形式；
• 体会光影文化（如皮影戏）的传承价值。

教学对象

小学3-5年级学生（8-11岁），适合4-6人小组合作学习。

教学准备

实验材料

• 光源：手电筒、LED灯、蜡烛（需成人监护）；
• 物体：不同形状的剪影（动物、几何图形）、手偶、透明/半透明材料（玻璃纸、塑料片）；
• 工具：白纸、铅笔、尺子、剪刀、彩色笔、胶带、手机（拍摄记录）；
• 辅助材料：皮影戏幕布（白色纱帘）、投影板、小孔成像装置（纸盒+半透明膜）。

多媒体资源

• 视频：手影戏表演、皮影戏片段、日食/月食现象；
• 图片：光影艺术作品（如伦勃朗的绘画、建筑光影设计）。

教学流程（90分钟）

环节1：导入——光影的魔法（10分钟）

• 互动游戏：老师用手电筒和手表演手影戏（如兔子、老鹰），提问：“影子是怎么来的？为什么能变出不同形状？”
• 视频展示：播放皮影戏《武松打虎》片段，引导学生观察：“皮影戏的影子是如何形成的？和手影有什么不同？”
• 问题驱动：“生活中还有哪些光影现象？它们有什么作用？”（如路灯下的影子、相机的闪光灯）

环节2：探究——光与影的科学原理（30分钟）

实验1：光的直线传播

• 小组活动：用手电筒照射小孔成像装置，观察白纸上的光斑形状；调整光源与小孔的距离，记录光斑变化。
• 光沿直线传播，小孔成像的形状与光源形状一致。

实验2：影子的特性

• 任务：改变光源与物体的距离、角度，观察影子的大小、方向变化；用不同透明度的物体（如玻璃纸）测试影子的清晰度。
• 记录：填写实验记录表（光源位置→影子变化），小组讨论总结规律。

实验3：影子的创意变化

• 尝试：用彩色玻璃纸覆盖光源，观察影子的颜色变化；用多个光源照射同一物体，观察影子的重叠效果。

环节3：创作——光影艺术的融合（30分钟）

任务1：皮影道具设计（工程+艺术）

• 小组合作：用卡纸剪制皮影人物（如卡通角色），添加关节（用回形针或胶带连接），设计简单的故事情节。
• 展示：在幕布后用手电筒照射皮影，表演1-2分钟的小短剧。

任务2：影子画（艺术+数学）

• 个人创作：用手电筒照射物体，在白纸上描出影子轮廓，添加色彩和细节（如给影子画背景、故事）；或用不同形状的影子组合成一幅画（如用三角形影子做屋顶，圆形做太阳）。

环节4：展示与总结（15分钟）

• 小组分享：各小组展示皮影短剧或影子画，讲解创作思路和用到的科学原理。
• 教师总结：回顾光的直线传播、影子的特性，强调STEAM跨学科的意义——科学是基础，艺术是表达，技术和工程是实现创意的工具。
• 评价：用“星级评价表”（科学原理掌握、创意性、团队合作）给予反馈。

环节5：拓展延伸（课后）

• 家庭任务：观察夜晚路灯下的影子变化，记录影子长度与时间的关系；用手机拍摄生活中的光影照片， *** “光影日记”。
• 文化探索：查阅皮影戏的历史，了解不同地区的皮影风格（如陕西华县皮影、唐山皮影）。

教学反思

• 安全提示：使用蜡烛时需成人陪同，避免烫伤；手电筒不宜直射眼睛。
• 差异化教学：对能力较弱的小组提供预制剪影模板，对能力强的小组鼓励尝试复杂的皮影关节设计。
• 跨学科融合：强调数学中的比例（影子大小与距离的关系）、艺术中的构图（影子画的布局）、工程中的结构（皮影关节的稳定性），让学生体会STEAM的整体性。

本课程通过“观察-探究-创作”的闭环，让学生在玩中学、做中学，既掌握了科学知识，又培养了艺术审美和实践能力，真正实现了STEAM教育的核心目标——培养创新型人才。

光与影的世界充满无限可能，每一个影子都是科学与艺术的对话，让我们带着好奇心，继续探索光影的秘密，用创意点亮生活！

（注：本教案可根据实际教学时间和学生水平调整环节时长与难度，鼓励教师灵活创新。）