張新景

《能量的控制》是六年級(jí)上冊(cè)《無處不在的能量》單元中的最后一課。本節(jié)課共分三部分，第一部分是尋找能量控制裝置，讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際，知道生活中各式各樣的能量控制裝置。第二部分是探究常見能量控制裝置是怎樣工作的，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、合作探究、分析、得出結(jié)論。第三部分是設(shè)計(jì)自控裝置，培養(yǎng)學(xué)生用心觀察生活，開動(dòng)腦筋，發(fā)明創(chuàng)造等。同時(shí)，教師通過聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，鞏固所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

從學(xué)生的年齡結(jié)構(gòu)和心理特征來看，他們有很強(qiáng)的求知欲和動(dòng)手操作能力，對(duì)能量的控制裝置極感興趣。本課他們將在教師的引導(dǎo)下，通過一系列的探究活動(dòng)，理解生活中的能量控制裝置及臺(tái)燈的工作原理，在實(shí)際探究活動(dòng)中獲得知識(shí)，提升動(dòng)手操作、敢于創(chuàng)新等能力，從而體驗(yàn)探究的樂趣。

本課教學(xué)的重點(diǎn)是探究常見的能量控制裝置是怎樣工作的。教學(xué)難點(diǎn)是利用自控裝置的工作原理，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的能量控制裝置。

基于以上考慮，擬定的教學(xué)目標(biāo)如下：

科學(xué)探究目標(biāo)：能分析出常見的簡(jiǎn)單能量控制裝置的作用和操作方法;能推測(cè)生活中常見的簡(jiǎn)單控制裝置的工作原理。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：體驗(yàn)實(shí)踐、自主探究、合作交流的重要性。

科學(xué)知識(shí)目標(biāo)：認(rèn)識(shí)能量控制裝置的工作原理;能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的能量控制裝置。

教學(xué)過程

1.情境導(dǎo)入，激發(fā)探究興趣

師：同學(xué)們，請(qǐng)你們思考一下，我們現(xiàn)在的階梯教室安裝了窗簾，家里也安裝了窗簾，你們知道為什么要安裝窗簾嗎？

（課件展示各種有代表性的窗簾圖片。）

生：窗簾可以保溫。

生：還可以遮擋陽光、擋風(fēng)。

師：從能量的角度考慮，窗簾控制了室內(nèi)的什么能量呢？

生：保溫，控制了室內(nèi)的熱能。

生：遮擋陽光，控制的是室內(nèi)的光能。

生：我認(rèn)為擋風(fēng)和保溫都能控制室內(nèi)的溫度，也就是控制了室內(nèi)的熱能。

師：你們分析得太好了，給你們點(diǎn)贊?？磥?，生活中的能量是需要控制的，今天這節(jié)課，我們就一起來探究能量的控制。

評(píng)析：教師根據(jù)學(xué)生對(duì)生活中的各種能量以及能量轉(zhuǎn)化的已有認(rèn)知水平，從他們生活中熟悉的事物——窗簾入手，引發(fā)他們思考，直接導(dǎo)入本課的教學(xué)內(nèi)容——原來能量是需要控制的。

2.尋找能量控制裝置，認(rèn)識(shí)其作用

師：要想控制能量，就需要利用某種裝置或材料，我們剛剛提到的窗簾就是其中一種。生活中，能量控制裝置還有很多，你還知道哪些控制能量的裝置？

生：電飯鍋開關(guān)。

生：樓道聲控?zé)糸_關(guān)。

生：自行車的車閘。

師：同學(xué)們，你們手里有一張像這樣沒有填完的表格（見表1），你們可以繼續(xù)寫下去嗎？試試看。

（學(xué)生分組填表、匯報(bào)，教師選出幾張表格貼黑板上。）

師：請(qǐng)大家說說填寫的結(jié)果。

生：水龍頭開關(guān)能控制水量的大小，控制的是水能，需要手動(dòng)控制。

生：電扇風(fēng)力開關(guān)能控制風(fēng)力的大小，控制的是風(fēng)能，也需要手動(dòng)控制。

師：你們非常善于觀察生活，其實(shí)我們的人體也有控制能量的器官。我們可以通過控制氣息的大小，發(fā)出大小、高低、長(zhǎng)短不同的聲音?，F(xiàn)在請(qǐng)你們摸著自己聲帶的位置試一試。

生：我摸著聲帶說話，感覺聲帶在振動(dòng)。

生：我用手摸著聲帶的位置，感覺到聲帶的振動(dòng)不同，發(fā)出的聲音也不同。

評(píng)析：學(xué)生根據(jù)已有的生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知水平，通過小組合作探究，既能理解鞏固所學(xué)的知識(shí)，又能學(xué)習(xí)留心觀察生活的習(xí)慣。教師由生活中常見的能量控制裝置延伸到人體自帶的控制能量的器官，使學(xué)生的探究欲望高漲，課堂氣氛非?；钴S。

師：我們認(rèn)識(shí)了這么多的能量控制裝置，你認(rèn)為使用這些裝置有什么好處嗎？

生：控制能量的大小。

生：控制使用時(shí)間的長(zhǎng)短。

生：還可以節(jié)約能量。

師：如果沒有這些裝置會(huì)怎樣？

生：許多的能量會(huì)白白浪費(fèi)掉。

生：我們耳朵聽到的聲音出奇的大。

師：看來，沒有這些裝置，我們的生活將變得一團(tuán)糟。它們這么重要，你們還有什么想知道的嗎？

生：這些裝置是怎樣控制能量的？

生：怎樣減少能量不必要的浪費(fèi)呢？

師：下面我們就通過實(shí)驗(yàn)一起探究臺(tái)燈開關(guān)是怎樣控制光能的。

評(píng)析：學(xué)生通過討論、填表、匯報(bào)等方式，尋找生活中的能量控制裝置，分析其作用和操作方法，體會(huì)能量控制裝置的重要性。在這個(gè)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度闡述自己的看法，例如討論如果沒有這些控制裝置會(huì)怎樣，很好地訓(xùn)練了學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)了他們質(zhì)疑、分析、解決問題的能力。

3.探究常見能量控制裝置如何工作

師：（出示兩種開關(guān)不同的臺(tái)燈，一種旋鈕式，一種按鍵式，分別演示它們控制臺(tái)燈光線的過程）你們猜猜，臺(tái)燈是怎么做到控制光的強(qiáng)弱的？

生：開關(guān)里面設(shè)置了能控制電流大小的材料。

生：開關(guān)里面設(shè)置了能控制電流通過和切斷的一種裝置。

生：開關(guān)里面設(shè)置了能控制電流強(qiáng)弱的材料。

師：到底是什么樣的材料可以控制電流的大小呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想，實(shí)驗(yàn)材料有：鉛筆芯、導(dǎo)線、小燈泡。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)材料，按照?qǐng)D例說一說怎樣連接電路？

生：我認(rèn)為先將導(dǎo)線的兩端分別纏在鉛筆芯上。

生：要想看燈泡亮不亮，必須連在電池上。

師：你們的思路很正確，我們把大家的觀點(diǎn)綜合起來就可以了，也就是用導(dǎo)線把電池、小燈泡、鉛筆芯連成一個(gè)封閉的電路。只要改變導(dǎo)線連接鉛筆芯的長(zhǎng)度，就可以觀察到燈泡的亮度不同。

（教師出示實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)，特別強(qiáng)調(diào)：連接鉛筆芯的兩根導(dǎo)線，一端固定在鉛筆芯上，另一端可以在鉛筆芯上滑動(dòng)。之后，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視，及時(shí)給予指導(dǎo)。）

師：通過實(shí)驗(yàn)，你們有什么發(fā)現(xiàn)嗎？

生：連入電路的鉛筆芯越長(zhǎng)，燈泡越暗;連入電路的鉛筆芯越短，燈泡越亮。

生：連入電路的鉛筆芯越細(xì)，燈泡越暗;連入電路的鉛筆芯越粗，燈泡越亮。

師：很好，你們通過實(shí)驗(yàn)證明了之前的猜想，材料可以控制電流的強(qiáng)弱。那么，臺(tái)燈開關(guān)里面真的安裝了鉛筆芯嗎？

生：我覺得應(yīng)該不是鉛筆芯。

師：為什么？

生：因?yàn)殂U筆芯容易斷，不結(jié)實(shí)。

師：對(duì)，你們從小就對(duì)鉛筆芯很熟悉，應(yīng)該能夠猜出臺(tái)燈開關(guān)里面不會(huì)使用鉛筆芯。現(xiàn)在的臺(tái)燈中利用的是另外一種高性能的半導(dǎo)體材料——可控硅，它更加結(jié)實(shí)、耐用。通過調(diào)節(jié)按鈕或按鍵，來改變這些材料在電路中的長(zhǎng)短，從而改變電流的大小，調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度。我們身邊許多能量控制裝置也是這樣，通過調(diào)節(jié)按鈕或按鍵，來調(diào)節(jié)能量的消耗量，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。

評(píng)析：教師通過操作開關(guān)不同的臺(tái)燈，激發(fā)學(xué)生的好奇心，通過猜臺(tái)燈是怎樣控制光的強(qiáng)弱的，來增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手探究的欲望。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。教師啟發(fā)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，將觀察、思考、操作相結(jié)合，指導(dǎo)學(xué)生用概括、抽象等邏輯思維方法分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，突破本節(jié)課的難點(diǎn)。

4.設(shè)計(jì)自控裝置

師：我們已經(jīng)了解了能量控制裝置的工作原理，相信你們一定躍躍欲試了。我為大家提供的材料有：藥用注射器的小瓶、紅墨水、一根細(xì)塑料管、活塞、有刻度的自制溫度計(jì)。下面我們就來分組設(shè)計(jì)一些自控裝置。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意什么呢？

生：我覺得要將紅墨水裝進(jìn)藥用注射器的小瓶里，堵上活塞。

生：要把那根細(xì)塑料管塞進(jìn)活塞里。

師：有刻度的自制溫度計(jì)怎么處理？

生：可能貼在藥用注射器的小瓶上。

生：我覺得貼在塞進(jìn)活塞的塑料管上。

師：你們大膽的推理、想象難能可貴?，F(xiàn)在請(qǐng)看自制溫控裝置的過程及注意事項(xiàng)。（課件展示）首先找一個(gè)藥用注射器的小瓶，把里面裝2/5的紅墨水，然后用一根細(xì)塑料管插到活塞上使之不漏氣，最后把有刻度的自制溫度計(jì)貼在塑料管子上。注意：不能漏氣，檢驗(yàn)方法是緊握瓶身1分鐘左右看紅色的液體是否上升，上升說明不漏氣;注意瓶身越薄，測(cè)量結(jié)果越精確。

（學(xué)生分組設(shè)計(jì)，教師巡視指導(dǎo)。）

師：設(shè)計(jì)完成后，請(qǐng)大家用手捂住小瓶，紅墨水沿管子升高，觀察貼在塑料管子上有刻度的自制溫度計(jì)的刻度，記錄下來。

（學(xué)生分工合作。）

師：你們知道設(shè)計(jì)的這種溫控裝置的工作原理是什么嗎？

生：肯定與溫度有關(guān)。

生：與熱脹冷縮有關(guān)。

生：我覺得是液體的熱脹冷縮原理。

評(píng)析：設(shè)計(jì)自控裝置很好地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作欲望，他們利用教師提供的一些材料，小組合作組裝，親自動(dòng)手完成控制能量的各種裝置。這是一個(gè)學(xué)以致用的過程，也是學(xué)生觀察、思考、操作、總結(jié)能力提升的一個(gè)過程，能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，讓他們跳一跳摘到“果子”，具有創(chuàng)新性。

課后反思

1.創(chuàng)設(shè)情境，尋找能量控制裝置及作用

本課由身邊的窗簾引出能量的控制，引導(dǎo)學(xué)生尋找生活中的能量控制裝置，喚起學(xué)生的生活體驗(yàn)。教師舉出學(xué)生意想不到的例子——我們?nèi)梭w的控制能量的器官，讓學(xué)生摸著自己聲帶的位置，通過控制氣息的大小振動(dòng)聲帶，感受發(fā)出聲音的大小、高低不同。這樣巧妙的設(shè)計(jì)能極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心與求知欲，使學(xué)生意識(shí)到生活中處處有科學(xué)。

結(jié)合生活中許多能量控制裝置以及人體的控制能量的器官，讓學(xué)生明白使用這些裝置有什么好處。教師又從逆向思維提出問題：如果沒有這些裝置，生活將會(huì)怎樣？學(xué)生通過大膽想象，從不同角度闡述自己的看法，教師同時(shí)引導(dǎo)、點(diǎn)撥，訓(xùn)練學(xué)生的批判性思維，培養(yǎng)他們質(zhì)疑、分析問題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)操作，探究常見能量控制裝置如何工作

科學(xué)課具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，小學(xué)生面對(duì)紛繁復(fù)雜的科學(xué)世界，會(huì)有強(qiáng)烈的好奇心。教師借助分析臺(tái)燈開關(guān)是怎樣控制光的大小這一問題，引導(dǎo)學(xué)生推測(cè)生活中簡(jiǎn)單控制裝置的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、自主探究意識(shí)、動(dòng)手能力、觀察分析問題的能力以及語言表達(dá)能力。最終通過實(shí)驗(yàn)探究，突破本節(jié)課的難點(diǎn)。

3.設(shè)計(jì)創(chuàng)作與眾不同

設(shè)計(jì)自控裝置很好地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)作欲望，相信他們興趣盎然的創(chuàng)作欲望會(huì)延續(xù)到以后的生活中，幫助他們從小樹立節(jié)約的意識(shí)。

此外，本節(jié)課還有些不足之處，比如應(yīng)該盡可能增加學(xué)生自由探究的時(shí)間，可以讓學(xué)生提出更多相關(guān)的問題，或者讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)問題，然后探究解決問題的一些方法，再通過合作探究，解決問題，得到結(jié)論。同時(shí)，提問的形式應(yīng)該更加多樣化，可以教師問學(xué)生，學(xué)生問教師，還可以學(xué)生問學(xué)生。這樣多種形式的交流才有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，有利于他們?cè)诨?dòng)中提升發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、合作探究等科學(xué)素養(yǎng)，從小培養(yǎng)他們學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的品質(zhì)，從而使他們終身受益。

（此教學(xué)設(shè)計(jì)為河北省教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃課題《小學(xué)科學(xué)故事教學(xué)校本課程的實(shí)踐探究》的研究成果，課題編號(hào)：192012。）