《能量的控制》教学实录与评析

张新景

《能量的控制》是六年级上册《无处不在的能量》单元中的最后一课。本节课共分三部分，第一部分是寻找能量控制装置，让学生结合生活实际，知道生活中各式各样的能量控制装置。第二部分是探究常见能量控制装置是怎样工作的，引导学生通过观察、合作探究、分析、得出结论。第三部分是设计自控装置，培养学生用心观察生活，开动脑筋，发明创造等。同时，教师通过联系现实生活，巩固所学的知识，培养学生的科学素养。

从学生的年龄结构和心理特征来看，他们有很强的求知欲和动手操作能力，对能量的控制装置极感兴趣。本课他们将在教师的引导下，通过一系列的探究活动，理解生活中的能量控制装置及台灯的工作原理，在实际探究活动中获得知识，提升动手操作、敢于创新等能力，从而体验探究的乐趣。

本课教学的重点是探究常见的能量控制装置是怎样工作的。教学难点是利用自控装置的工作原理，设计简单的能量控制装置。

基于以上考虑，拟定的教学目标如下：

科学探究目标：能分析出常见的简单能量控制装置的作用和操作方法;能推测生活中常见的简单控制装置的工作原理。

情感态度与价值观目标：体验实践、自主探究、合作交流的重要性。

科学知识目标：认识能量控制装置的工作原理;能设计简单的能量控制装置。

教学过程

1.情境导入，激发探究兴趣

师：同学们，请你们思考一下，我们现在的阶梯教室安装了窗帘，家里也安装了窗帘，你们知道为什么要安装窗帘吗？

（课件展示各种有代表性的窗帘图片。）

生：窗帘可以保温。

生：还可以遮挡阳光、挡风。

师：从能量的角度考虑，窗帘控制了室内的什么能量呢？

生：保温，控制了室内的热能。

生：遮挡阳光，控制的是室内的光能。

生：我认为挡风和保温都能控制室内的温度，也就是控制了室内的热能。

师：你们分析得太好了，给你们点赞。看来，生活中的能量是需要控制的，今天这节课，我们就一起来探究能量的控制。

评析：教师根据学生对生活中的各种能量以及能量转化的已有认知水平，从他们生活中熟悉的事物——窗帘入手，引发他们思考，直接导入本课的教学内容——原来能量是需要控制的。

2.寻找能量控制装置，认识其作用

师：要想控制能量，就需要利用某种装置或材料，我们刚刚提到的窗帘就是其中一种。生活中，能量控制装置还有很多，你还知道哪些控制能量的装置？

生：电饭锅开关。

生：楼道声控灯开关。

生：自行车的车闸。

师：同学们，你们手里有一张像这样没有填完的表格（见表1），你们可以继续写下去吗？试试看。

（学生分组填表、汇报，教师选出几张表格贴黑板上。）

师：请大家说说填写的结果。

生：水龙头开关能控制水量的大小，控制的是水能，需要手动控制。

生：电扇风力开关能控制风力的大小，控制的是风能，也需要手动控制。

师：你们非常善于观察生活，其实我们的人体也有控制能量的器官。我们可以通过控制气息的大小，发出大小、高低、长短不同的声音。现在请你们摸着自己声带的位置试一试。

生：我摸着声带說话，感觉声带在振动。

生：我用手摸着声带的位置，感觉到声带的振动不同，发出的声音也不同。

评析：学生根据已有的生活经验和认知水平，通过小组合作探究，既能理解巩固所学的知识，又能学习留心观察生活的习惯。教师由生活中常见的能量控制装置延伸到人体自带的控制能量的器官，使学生的探究欲望高涨，课堂气氛非常活跃。

师：我们认识了这么多的能量控制装置，你认为使用这些装置有什么好处吗？

生：控制能量的大小。

生：控制使用时间的长短。

生：还可以节约能量。

师：如果没有这些装置会怎样？

生：许多的能量会白白浪费掉。

生：我们耳朵听到的声音出奇的大。

师：看来，没有这些装置，我们的生活将变得一团糟。它们这么重要，你们还有什么想知道的吗？

生：这些装置是怎样控制能量的？

生：怎样减少能量不必要的浪费呢？

师：下面我们就通过实验一起探究台灯开关是怎样控制光能的。

评析：学生通过讨论、填表、汇报等方式，寻找生活中的能量控制装置，分析其作用和操作方法，体会能量控制装置的重要性。在这个过程中，教师引导学生从不同的角度阐述自己的看法，例如讨论如果没有这些控制装置会怎样，很好地训练了学生的批判性思维，培养了他们质疑、分析、解决问题的能力。

3.探究常见能量控制装置如何工作

师：（出示两种开关不同的台灯，一种旋钮式，一种按键式，分别演示它们控制台灯光线的过程）你们猜猜，台灯是怎么做到控制光的强弱的？

生：开关里面设置了能控制电流大小的材料。

生：开关里面设置了能控制电流通过和切断的一种装置。

生：开关里面设置了能控制电流强弱的材料。

师：到底是什么样的材料可以控制电流的大小呢？下面我们通过实验来验证自己的猜想，实验材料有：铅笔芯、导线、小灯泡。请根据实验材料，按照图例说一说怎样连接电路？

生：我认为先将导线的两端分别缠在铅笔芯上。

生：要想看灯泡亮不亮，必须连在电池上。

师：你们的思路很正确，我们把大家的观点综合起来就可以了，也就是用导线把电池、小灯泡、铅笔芯连成一个封闭的电路。只要改变导线连接铅笔芯的长度，就可以观察到灯泡的亮度不同。

（教师出示实验步骤及注意事项，特别强调：连接铅笔芯的两根导线，一端固定在铅笔芯上，另一端可以在铅笔芯上滑动。之后，学生分组实验，教师巡视，及时给予指导。）

师：通过实验，你们有什么发现吗？

生：连入电路的铅笔芯越长，灯泡越暗;连入电路的铅笔芯越短，灯泡越亮。

生：连入电路的铅笔芯越细，灯泡越暗;连入电路的铅笔芯越粗，灯泡越亮。

师：很好，你们通过实验证明了之前的猜想，材料可以控制电流的强弱。那么，台灯开关里面真的安装了铅笔芯吗？

生：我觉得应该不是铅笔芯。

师：为什么？

生：因为铅笔芯容易断，不结实。

师：对，你们从小就对铅笔芯很熟悉，应该能够猜出台灯开关里面不会使用铅笔芯。现在的台灯中利用的是另外一种高性能的半导体材料——可控硅，它更加结实、耐用。通过调节按钮或按键，来改变这些材料在电路中的长短，从而改变电流的大小，调节台灯的亮度。我们身边许多能量控制装置也是这样，通过调节按钮或按键，来调节能量的消耗量，从而达到节约能源的目的。

评析：教师通过操作开关不同的台灯，激发学生的好奇心，通过猜台灯是怎样控制光的强弱的，来增强学生动手探究的欲望。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。教师启发学生在实验过程中，将观察、思考、操作相结合，指导学生用概括、抽象等逻辑思维方法分析实验现象，得出实验结论，突破本节课的难点。

4.设计自控装置

师：我们已经了解了能量控制装置的工作原理，相信你们一定跃跃欲试了。我为大家提供的材料有：药用注射器的小瓶、红墨水、一根细塑料管、活塞、有刻度的自制温度计。下面我们就来分组设计一些自控装置。设计实验时需要注意什么呢？

生：我觉得要将红墨水装进药用注射器的小瓶里，堵上活塞。

生：要把那根细塑料管塞进活塞里。

师：有刻度的自制温度计怎么处理？

生：可能贴在药用注射器的小瓶上。

生：我觉得贴在塞进活塞的塑料管上。

师：你们大胆的推理、想象难能可贵。现在请看自制温控装置的过程及注意事项。（课件展示）首先找一个药用注射器的小瓶，把里面装2/5的红墨水，然后用一根细塑料管插到活塞上使之不漏气，最后把有刻度的自制温度计贴在塑料管子上。注意：不能漏气，检验方法是紧握瓶身1分钟左右看红色的液体是否上升，上升说明不漏气;注意瓶身越薄，测量结果越精确。

（学生分组设计，教师巡视指导。）

师：设计完成后，请大家用手捂住小瓶，红墨水沿管子升高，观察贴在塑料管子上有刻度的自制温度计的刻度，记录下来。

（学生分工合作。）

师：你们知道设计的这种温控装置的工作原理是什么吗？

生：肯定与温度有关。

生：与热胀冷缩有关。

生：我觉得是液体的热胀冷缩原理。

评析：设计自控装置很好地激发了学生的创作欲望，他们利用教师提供的一些材料，小组合作组装，亲自动手完成控制能量的各種装置。这是一个学以致用的过程，也是学生观察、思考、操作、总结能力提升的一个过程，能促进学生科学素养的形成，让他们跳一跳摘到“果子”，具有创新性。

课后反思

1.创设情境，寻找能量控制装置及作用

本课由身边的窗帘引出能量的控制，引导学生寻找生活中的能量控制装置，唤起学生的生活体验。教师举出学生意想不到的例子——我们人体的控制能量的器官，让学生摸着自己声带的位置，通过控制气息的大小振动声带，感受发出声音的大小、高低不同。这样巧妙的设计能极大地调动学生的好奇心与求知欲，使学生意识到生活中处处有科学。

结合生活中许多能量控制装置以及人体的控制能量的器官，让学生明白使用这些装置有什么好处。教师又从逆向思维提出问题：如果没有这些装置，生活将会怎样？学生通过大胆想象，从不同角度阐述自己的看法，教师同时引导、点拨，训练学生的批判性思维，培养他们质疑、分析问题的能力。

2.实验操作，探究常见能量控制装置如何工作

科学课具有很强的实践性，小学生面对纷繁复杂的科学世界，会有强烈的好奇心。教师借助分析台灯开关是怎样控制光的大小这一问题，引导学生推测生活中简单控制装置的工作原理，培养学生的合作意识、自主探究意识、动手能力、观察分析问题的能力以及语言表达能力。最终通过实验探究，突破本节课的难点。

3.设计创作与众不同

设计自控装置很好地激发了学生的创作欲望，相信他们兴趣盎然的创作欲望会延续到以后的生活中，帮助他们从小树立节约的意识。

此外，本节课还有些不足之处，比如应该尽可能增加学生自由探究的时间，可以让学生提出更多相关的问题，或者让他们在实验操作中发现问题，然后探究解决问题的一些方法，再通过合作探究，解决问题，得到结论。同时，提问的形式应该更加多样化，可以教师问学生，学生问教师，还可以学生问学生。这样多种形式的交流才有利于学生对知识的理解，有利于他们在互动中提升发现问题、解决问题、合作探究等科学素养，从小培养他们学科学、爱科学的品质，从而使他们终身受益。

（此教学设计为河北省教育科学研究“十三五”规划课题《小学科学故事教学校本课程的实践探究》的研究成果，课题编号：192012。）