“能量的控制”教學(xué)實錄與評析

馬寧 敦文術(shù)

關(guān)鍵詞：小學(xué)科學(xué)；模塊化；實驗探究；能量控制

中圖分類號：G623 文獻標識碼：B 文章編號：1009-010X（2018）13-0050-06

一、教學(xué)目標

本課是冀人版小學(xué)《科學(xué)》的“能量控制”一課。根據(jù)課程要求和學(xué)生實際，主要設(shè)定以下教學(xué)目標。

1.能按照科學(xué)方法進行實驗，并對實驗結(jié)果進行推理與歸納。

2.能說出常見能量控制裝置的工作原理。

3.能與同學(xué)交流自己的發(fā)現(xiàn)和設(shè)計的方案。

4.能將所獲得的知識運用到實際生活中，解決實際問題。

二、教學(xué)材料

1.多媒體課件。

2.各類自制的模塊化教具。

三、教學(xué)過程

（一）情境導(dǎo)入，形成問題

1.魔術(shù)導(dǎo)入，激發(fā)興趣

師：同學(xué)們你們看老師給大家?guī)砹耸裁矗?/p>

生：燈泡。

師：對，燈泡。你們用什么方法可以將燈泡點亮？

生1：在燈泡底下插一個電池。

生2：給燈泡一個電能。

師：老師不用這些，借助手就能把它點亮。大家仔細看！看看有什么玄機。（演示磁控魔術(shù)）你們猜一猜老師是如何控制燈泡亮和滅的？

生：老師您的手上帶了一枚戒指，這個戒指碰到燈泡底下那個座時，就通電了電燈就亮了。

師：你觀察真細微，而且思維敏捷，獎勵一顆星。老師就是借助這枚神奇的磁戒指控制了燈泡里面電路的通斷，從而控制電能的通斷。咱們的生活中也有很多類似的控制裝置可以控制能量。這節(jié)課我們就探究一下能量的控制。（板書課題）

評析：魔術(shù)導(dǎo)入不僅能夠引起學(xué)生的注意和學(xué)習(xí)興趣，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)前概念知識掌握的摸底。學(xué)生通過對魔術(shù)的猜測，就能產(chǎn)生淺層次的疑問：為什么能控制燈泡的亮滅？控制原理是什么樣的？也將學(xué)生思維鎖定在“控制”一詞上，為后續(xù)的研究醞釀了“思維要素”。

2.層層深入，引出問題

師：在生活中，還有很多能控制能量的裝置，老師給大家?guī)砹藥追N控制能量的裝置，咱們看看這些裝置控制的都是哪種能量？（教師出示能量控制裝置的圖片，讓學(xué)生們觀察）哪個組想說一說？

生：我覺得水位控制裝置應(yīng)該控制了水能。

師：水到達這個位置燈會怎么樣？

生：燈會亮起來。

師：通過水位來控制？

生：電能。

師：當水位下來時候燈還會亮么？

生：不會。

師：也就是說我們控制了能量的通斷。這個女生非常勇敢，獎勵七組一顆星。誰來說一說這兩個？四組。

生：第二個裝置是用機械能控制了光能。

師：那燈泡亮度是一樣的嗎？

生：不是。

師：所以我們控制了電能的什么？

生：控制了能量的大小。

師：說的也很到位，四組非常踴躍。最后一個誰來說？五組。

生：這個裝置是用聲能控制了光能。

師：它是一直亮著嗎？

生：不是。

師：所以我們控制了？

生：時間。

師：在生活中我們把這些可以控制能量開啟、關(guān)閉以及開啟時間和控制能量的大小的裝置就叫做能量控制裝置。正是有了這些裝置我們才可以更好地利用能量，方便我們的生活，避免不必要的浪費。

評析：通過生活中能量控制裝置應(yīng)用的視頻，創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，引出本課的核心探究問題。通過談話，了解學(xué)生們對能量控制的認知基礎(chǔ)，便于針對性的調(diào)整教學(xué)策略，進一步激發(fā)學(xué)生探究能量控制裝置的興趣。

（二）掌握方法，實驗探究

1.初步猜想，構(gòu)建模型

談話：我們今天重點先來看這兩個能量控制裝置，誰能試著結(jié)合我們學(xué)過的知識，猜測一下，水位控制裝置是如何控制的？臺燈的開關(guān)是如何調(diào)節(jié)亮暗的？裝置里面可能是什么樣子的？你們能不能利用你們所學(xué)知識猜測一下？

生：我們認為水位控制裝置底下可能有兩根線，但是它們底下沒有任何導(dǎo)線連接，水能做到導(dǎo)電的作用，讓指示燈亮起來。

師：通過導(dǎo)電，水位可以控制電能的通斷。這是你們組的猜想。哪個組想猜一猜這個旋鈕開關(guān)的原理？

生：我認為旋鈕里面有個類似鐵片的東西，通過鐵皮的旋轉(zhuǎn)來控制電流的大小。

師：這是你們組的猜想。

2.模型引導(dǎo)，掌握方法

師：你們的猜測對不對呢？為了幫助同學(xué)們研究能量控制裝置的工作原理，老師給大家準備了幾個相關(guān)的能量控制裝置實驗?zāi)Ｐ?，大家可以通過實驗進行探究。

（學(xué)生興趣大大提高）

師：那么怎么來進行實驗?zāi)?，老師給大家準備了一段實驗指導(dǎo)視頻。在觀看的時候，大家注意觀察并思考：這個實驗一共分哪幾步？實驗應(yīng)該注意哪些問題？

課件播放視頻指導(dǎo)方法。

師：誰來說一說？實驗分為哪幾步？

生：分為實驗組裝和實驗操作兩步。

師：看來你觀看視頻的時候很仔細，如果下次回答問題的時候聲音再洪亮點就更好了。老師獎勵你們一顆星鼓勵你們。

課件出示實驗步驟：

（1）組裝

a.選擇控制模塊，插至控制模塊區(qū)。

b.用導(dǎo)線分別連接輸入、控制及輸出模塊。

（2）實驗

a.根據(jù)控制模塊要求進行實驗。

b.觀察并簡要記錄實驗現(xiàn)象。

師：那實驗的時候我們應(yīng)該注意一些什么呢？二組同學(xué)回答一下吧。

生：實驗的時候紅色的導(dǎo)線應(yīng)該和紅色接線柱相連，黑色的導(dǎo)線和黑色接線柱相連。

師：同意嗎？好二組獎勵一顆星。有沒有補充？一組。

生：我想補充二組的，在每做一個實驗前要閱讀實驗指導(dǎo)卡，做實驗時要及時填寫實驗報告單。

師：好的，說的非常的詳細。通過你們的合作，我們把實驗的注意事項已經(jīng)說完了。那除此之外，老師這也有幾點溫馨的提示，誰來給大家大聲地讀一讀？

課件出示實驗要求：（1）按實驗操作卡進行實驗。（2）注意合理分工合作。（3）實驗完成后，小組討論試著解釋實驗現(xiàn)象。（4）按照實驗報告單，進行小組評價。

生：閱讀實驗要求。

師：你們明白了嗎？好，為了大家更好的進步，在實驗時大家一定要實事求是地填寫自評表。

評析：利用視頻指導(dǎo)學(xué)生實驗的方法不僅可以培養(yǎng)學(xué)生細心觀察、動腦思考的能力，還能讓學(xué)生初步感知實驗步驟為學(xué)生順利開展實驗做了良好的鋪墊，培養(yǎng)了學(xué)生提取信息的能力。

3.實驗探究，觀察記錄

師：老師在桌上已經(jīng)給大家準備了兩種實驗?zāi)Ｐ停鹘M先探究水位控制模型和鉛筆芯控制模型，完成這兩個實驗后繼續(xù)可以研究自己感興趣的其他模型。比一比哪個組對實驗現(xiàn)象觀察的更到位，在規(guī)定時間內(nèi)完成的實驗更多。下面開始實驗。

學(xué)生實驗填寫實驗報告單并交流。教師巡視指導(dǎo)，注意觀察各小組實驗情況。

師：我總結(jié)一下，剛剛做實驗的時候五組有個女生觀察是非常到位的。做的最快的組是四組，通過合作順利地完成了所有的實驗，咱們用掌聲鼓勵一下他們！比一比匯報的時候哪個組在匯報交流環(huán)節(jié)既能把自己的實驗結(jié)果分享給大家又能在別人匯報的時候認真傾聽。

（三）討論交流、形成知識

教師：哪個組想先來展示一下水位控制裝置？我看到二組同學(xué)最先舉手，二組同學(xué)拿著你的水位控制裝置來吧。

二組：我們認為水位控制裝置，當水的位置到達第二個觸點的時候這個燈就亮了。

師：你們做的結(jié)果跟他們一樣嗎？

生：一樣。

師：好的，那它控制了能量的什么？

生：我們認為它控制了能量的通斷。

師：同意嗎？

生：同意。

師：好，你能試著解釋一下嗎？為什么到達第二個接觸點燈就亮了？

生：因為到達第一個位點的時候電路并沒有接通，當水位繼續(xù)上升到達第二個位點的時候，電路就接通了。

師：水具有什么性質(zhì)？

生：導(dǎo)電性。

師：好的，請回。他分析的對不對呢？我們一起來對比著看一下。（出示flash動畫）剛剛到達第2個位點的時候通過水的導(dǎo)電性就有什么通過？

生：電流。

師：所以燈泡就亮起來了，看來剛剛那位同學(xué)分析的很到位。二組獎勵一顆星?，F(xiàn)在我們已經(jīng)了解了水位控制的裝置原理，那你是否能結(jié)合咱們這個模型推測一下生活中的水位控制裝置是如何工作的呢？這個觸點和我們模型中的哪個位點很相似？

生：第二個位點。

師：好，哪個組想試著推理一下？四組那個男生最先舉手。

生：我認為它底部有一個地方水到那個位點已經(jīng)有電流，當?shù)搅硗庖粋€位置通過水的導(dǎo)電性，就有電流通過。從而接通電路，指示燈就亮了。

師：同意嗎？

生：同意。

師：推理的非常準確，其實生活中我們就是借助水的導(dǎo)電性將正極和負極相連產(chǎn)生報警。獎勵四組一顆星。哪個組想?yún)R報一下滑動控制裝置？七組反應(yīng)非?？?，認真傾聽老師的問題，所以搶到了這次機會。

生：我們的結(jié)果是當靠近金屬片時，小燈泡越來越亮，當遠離金屬片時，小燈泡越來越暗。裝置控制的是能量的大小。

師：你們跟他們的結(jié)果一樣嗎？

生：一樣。

師：好的，你能試著解釋一下為什么燈泡會變亮變暗嗎？什么變了？

生：滑動的距離變了。

師：那到底是不是這樣呢？我們一起來分析一下。（出示動畫）當電流通過鉛筆芯的距離越長時，我們對比一下燈泡亮度？

生：越暗。

師：當電流通過鉛筆芯的距離越短時，我們對比一下燈泡亮度？

生：越亮。

師：看來剛剛七組同學(xué)分析的是正確的，獎勵一顆星。那為什么電流通過鉛筆芯距離會對燈泡亮暗有影響呢？為了更好的解決這個問題，我們先來看一段動畫，看看你是否能結(jié)合動畫來分析一下。（播放flash動畫）哪個組想試著說一說？來五組。

生：因為電流流過鉛筆芯距離越長，中間就會有些東西把這個電流阻擋了，燈泡亮度就會越來越暗。越短的話，阻擋的東西越來越少，燈泡越來越亮。

師：好，五組分析很細致。現(xiàn)在你們能試著用咱們這個裝置推理一下生活中這種旋鈕開關(guān)的工作原理嗎？為了加深大家的理解，咱們先來看一段動畫。（播放flash動畫）老師已經(jīng)把臺燈的旋鈕卸下來了，它的原型是這個樣子的。它的這個滑片和咱們模型中的那部分很相似？

生：小方塊滑動的那個滑片。

師：那中間的這個導(dǎo)體和咱們模型中的哪部分相似？

生：鉛芯。

師：好，哪個組想試著推理一下？

生：這部分是導(dǎo)電的，當滑動的時候電流通過的距離會發(fā)生變化，電流的大小也會發(fā)生變化。所以燈泡的亮度也因此發(fā)生改變。

師：好，聽明白了嗎？

生：聽明白了。

師：解釋的形象嗎？可以給他們一顆星嗎？

生：形象。

師：獎勵六組一顆星。請回。其實生活中我們就是通過改變電流的大小來調(diào)節(jié)燈泡的亮暗。剛剛哪個組做振動控制模塊？哇，都做了，那咱們給三組一次機會吧。

生：我們做的振動控制模塊，控制的是能量的通斷。當彈簧振動時會碰到四周的螺絲釘，接通電路，小燈泡就會亮起來，產(chǎn)生報警。

師：大家同意嗎？

生：同意。

師：好的，獎勵三組一顆星。下面誰匯報一下風力控制裝置？

生：風力控制裝置上有個鐵片。當我們吹動扇葉時，扇葉上的鐵片就會和裝置上的鐵片接通產(chǎn)生電流，小燈泡就亮了起來。

師：你們同意他們組的說法嗎？

生：同意。

師小結(jié)：今天我們通過實驗，探究了四種能量控制裝置實驗?zāi)Ｐ偷墓ぷ髟怼?/p>

評析：語言是思維的顯性表現(xiàn)，在交流與分享中，能有意識的引導(dǎo)學(xué)生進行比較、分析、歸納、概括的思維過程建構(gòu)知識，才能達到科學(xué)思維與科學(xué)語言培養(yǎng)同步的目的。

（四）聯(lián)系生活，拓展設(shè)計

1.解釋分析

師：（出示水位監(jiān)測裝置）老師這有一個自制的水位監(jiān)測裝置，你們能試著分析這個裝置的工作原理嗎？（演示實驗）來四組。

生：每對觸點都接通了電池的正極和負極，當水位到達那個點時，通過水的導(dǎo)電性就會接通電路，相應(yīng)指示燈就會亮起來。

師：如果老師繼續(xù)加水到第五個位點，哪個燈會亮起來？

生：第五個燈亮。

師：四組這位同學(xué)肯定平時看了很多書，思維特別敏捷，獎勵一顆星。我們已經(jīng)能用所學(xué)知識來解決生活中的一些問題了。其實能量控制裝置在我們的生活中無處不在，而且有的也比較復(fù)雜。今天老師給大家?guī)砹艘欢我曨l，看一看哪個裝置和老師這個燈泡內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似。

學(xué)生觀看視頻，感受能量控制裝置與我們的生活密切相連。

2.創(chuàng)新設(shè)計

師：（出示振動控制模塊）看來能量控制裝置無處不在，與我們的生活息息相關(guān)。你們能試著將咱們這套振動控制裝置與生活結(jié)合，將它們運用到生活中嗎？

學(xué)生小組討論交流完成設(shè)計。

師：哪個組先想先來說一說你們的設(shè)計？

生：我們想把這個裝置安裝在門上，當壞人觸碰門的時候它會振動產(chǎn)生報警。

師：思路很新穎，還有哪個組想試一試？

生：我覺得可以把這個裝置運用到地震檢測方面，一振動彈簧就會接通四周電路產(chǎn)生報警。

師：嗯，你的想法也很有創(chuàng)意，我相信也有很多同學(xué)有不同的設(shè)計。課下以小組為單位，根據(jù)自己的設(shè)計圖，試著進行制作，老師相信你們的能力。這節(jié)課就上到這里。

板書設(shè)計：

評析：拓展運用環(huán)節(jié)，讓學(xué)生綜合利用三年級電學(xué)、五年級地震和本節(jié)課所學(xué)知識完成設(shè)計，充分體現(xiàn)了小學(xué)科學(xué)課程中所提倡的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的綜合運用。

總評：

回顧整個教學(xué)過程，以下兩點做的比較突出：

1.教學(xué)目標的定位與達成效果突出

教學(xué)目標是課堂教學(xué)的核心和靈魂，在教學(xué)中具有導(dǎo)向作用，因此有效的教學(xué)活動或設(shè)計要先有具體的目標。從設(shè)定本課教學(xué)目標來看，體現(xiàn)出主體性、層次性和可操作性。在現(xiàn)行教學(xué)目標的書寫方式上，通常以“能”字開頭，省略了主語“學(xué)生”，但教學(xué)目標指向的主體一定是學(xué)生，馬寧老師這節(jié)課的教學(xué)目標設(shè)定都能準確地呈現(xiàn)出以學(xué)生為主體的特點；其次在目標層次性上，對知識、過程、情感態(tài)度目標的設(shè)定進行了整合，沒有進行細分，但細細研讀本課的教學(xué)目標，可以發(fā)現(xiàn)4個目標之間有順序關(guān)系和邏輯關(guān)系，從第1個目標到第4個目標是按照教學(xué)過程的順序進行設(shè)定的，這樣設(shè)定的好處有利于老師提高課堂教學(xué)的目標意識，同時目標中的幾個行為動詞“推理、歸納、說出、設(shè)計、解決”顯示出了明確的思維發(fā)展邏輯關(guān)系；在目標的可操作性上，“按照科學(xué)方法實驗”是對學(xué)生動手操做的有效“扶持”，“對實驗結(jié)果進行推理與歸納”是對學(xué)生思維訓(xùn)練的有效“扶持”，在這個目標上沒有讓學(xué)生進行“概括”而是“歸納”，是與本課知識內(nèi)容的難度較大有關(guān)系，可見本課的目標定位是非?？茖W(xué)的。

從本課教材內(nèi)容來看，一共包括3個活動。活動1是認識能量控制裝置，目的為探究能量控制裝置工作原理打下認知基礎(chǔ)；活動2探究不同實驗?zāi)Ｐ?，從而認知其控制原理；最后拓展活動是通過設(shè)計自控裝置來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。而在實際教學(xué)中依據(jù)教學(xué)目標，對教材進行了一定的處理，由一般到個別的教材順序，變?yōu)橛蓚€別到一般的教學(xué)順序，即先讓學(xué)生探究常見的能量控制裝置再去認識生活中能量控制裝置有哪些創(chuàng)新設(shè)計。這樣做能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究延伸性，這是由于學(xué)生在探究能量控制裝置原理的過程中，會發(fā)現(xiàn)“模型”實驗材料與“原型”實驗材料之間存在著一定的關(guān)系，這種關(guān)系既是神秘有聯(lián)系的，又是有趣的可動手玩的，會引發(fā)學(xué)生對于更多能量控制裝置的探究興趣。從實際教學(xué)來看，整個教學(xué)目標在教學(xué)過程中得到了較好的詮釋，達到了預(yù)期的效果。

2.教學(xué)材料的制作與實效性突出

馬寧老師執(zhí)教的這節(jié)課，實驗?zāi)Ｐ团c教材中的模型相比進行了較為大的改動與創(chuàng)新，為什么沒有直接使用教材中的模型呢？如：“探究燈泡亮度變化”的實驗，實驗中使用鉛筆芯易斷裂，常常需要更換鉛筆芯重新實驗，這不僅增加了時間成本，還增加物質(zhì)成本，更會影響到學(xué)生探究的情緒，情緒差了會影響到思維的活躍度，思維活躍度差了會影響到學(xué)生操作間的銜接性，銜接性差了會影響整體的分析過程，會導(dǎo)致整體教學(xué)效果不佳。

路培琦老師曾說過“教材就是提供給老師進行教學(xué)的素材，是給老師一個思路，老師要想辦法達到自己制定的教學(xué)目標。教師只有在充分理解教材的基礎(chǔ)上，加入自己的改進和創(chuàng)新，結(jié)合學(xué)生的實際情況，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)‘做的環(huán)境，才能真正符合教材的編寫意圖?！瘪R寧老師的這節(jié)課，沒有直接使用教材中的實驗?zāi)Ｐ?，而是大膽?chuàng)新地自制了四組教具，制作出了一套學(xué)生易于操作，探究性極強的模塊化實驗?zāi)Ｐ停瑢嶒災(zāi)Ｐ陀扇M模塊組成：輸入模塊、控制模塊和輸出模塊。三組模塊可以自由拼插，能夠組成不同的探究性模型，給學(xué)生創(chuàng)造一種可行、趣味、科學(xué)的探究環(huán)境。從實驗?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計來看，知識邏輯、操作趣味、效果直觀有機地結(jié)合在一起。如“水位控制”裝置，從知識上與三年級所學(xué)的浮力、導(dǎo)體、電路連接知識相關(guān)聯(lián)，從操作上學(xué)生拼插模型的過程興趣高漲，從效果來看不同水位燈的亮滅使學(xué)生易于觀察和記錄。

從實際教學(xué)情況來看，正是由于模型的整合化、教學(xué)指導(dǎo)的具體化、科學(xué)原理解釋的形象化，使學(xué)生動手操作的效率大大提高，為后面匯報推理環(huán)節(jié)奠定了扎實的基礎(chǔ)?？梢钥闯觯虒W(xué)材料的結(jié)構(gòu)性一定要符合學(xué)生的思維方式和動手能力水平，才能達到動手又動腦的目的。

總之，整節(jié)課的設(shè)計與實施新穎而有實效，在輕松愉悅的氛圍中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

（做課教師：馬 寧 點評：敦文術(shù)）