張新景

《能量的控制》是六年級(jí)上冊(cè)《無(wú)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(jiàn)能量控制裝置是怎樣工作的，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)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(kāi)動(dòng)腦筋，發(fā)明創(chuàng)造等。同時(shí)，教師通過(guò)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(lái)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(guò)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(lè)趣。

本課教學(xué)的重點(diǎn)是探究常見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)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(yáng)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(yáng)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?lái)，生活中的能量是需要控制的，今天這節(jié)課，我們就一起來(lái)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(lái)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(kāi)關(guān)。

生：樓道聲控?zé)糸_(kāi)關(guān)。

生：自行車(chē)的車(chē)閘。

師：同學(xué)們，你們手里有一張像這樣沒(méi)有填完的表格（見(jiàn)表1），你們可以繼續(xù)寫(xiě)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(shuō)說(shuō)填寫(xiě)的結(jié)果。

生：水龍頭開(kāi)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(kāi)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(guò)控制氣息的大小，發(fā)出大小、高低、長(zhǎng)短不同的聲音。現(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(shuō)話，感覺(jué)聲帶在振動(dòng)。

生：我用手摸著聲帶的位置，感覺(jué)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(guò)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(jiàn)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(méi)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(tīng)到的聲音出奇的大。

師：看來(lái)，沒(méi)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(guò)實(shí)驗(yàn)一起探究臺(tái)燈開(kāi)關(guān)是怎樣控制光能的。

評(píng)析：學(xué)生通過(guò)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(guò)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(méi)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(wèn)題的能力。

3.探究常見(jiàn)能量控制裝置如何工作

師：（出示兩種開(kāi)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(guò)程）你們猜猜，臺(tái)燈是怎么做到控制光的強(qiáng)弱的？

生：開(kāi)關(guān)里面設(shè)置了能控制電流大小的材料。

生：開(kāi)關(guān)里面設(shè)置了能控制電流通過(guò)和切斷的一種裝置。

生：開(kāi)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)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(shuō)一說(shuō)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(lái)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(guò)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(guò)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(kāi)關(guān)里面真的安裝了鉛筆芯嗎？

生：我覺(jué)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(kāi)關(guān)里面不會(huì)使用鉛筆芯?，F(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(guò)調(diào)節(jié)按鈕或按鍵，來(lái)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(guò)調(diào)節(jié)按鈕或按鍵，來(lái)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(guò)操作開(kāi)關(guān)不同的臺(tái)燈，激發(fā)學(xué)生的好奇心，通過(guò)猜臺(tái)燈是怎樣控制光的強(qiáng)弱的，來(lái)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(guò)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(lái)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(jué)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(jué)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(guò)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(shuō)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(lái)。

（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(jué)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(guò)程，也是學(xué)生觀察、思考、操作、總結(jié)能力提升的一個(gè)過(guò)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(guò)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(wèn)題：如果沒(méi)有這些裝置，生活將會(huì)怎樣？學(xué)生通過(guò)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(wèn)題的能力。

2.實(shí)驗(yàn)操作，探究常見(jiàn)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(kāi)關(guān)是怎樣控制光的大小這一問(wèn)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(wèn)題的能力以及語(yǔ)言表達(dá)能力。最終通過(guò)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(shù)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(wèn)題，或者讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后探究解決問(wèn)題的一些方法，再通過(guò)合作探究，解決問(wèn)題，得到結(jié)論。同時(shí)，提問(wèn)的形式應(yīng)該更加多樣化，可以教師問(wèn)學(xué)生，學(xué)生問(wèn)教師，還可以學(xué)生問(wèn)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(wèn)題、解決問(wèn)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(ài)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。）