4.2《調(diào)查家中使用的能量》教案（新課標(biāo)版）

2.調(diào)查家中使用的能量【教材簡(jiǎn)析】物品使用什么能量工作？工作過程中能量是怎么轉(zhuǎn)化的？物品的能量消耗又是怎樣的？這些消耗掉的能量是否可再生呢？這些都是本課研究的內(nèi)容。教材的主要活動(dòng)是兩個(gè)部分：一是分析我們用于出行和使用的物品；二是統(tǒng)計(jì)家里電能的消耗。學(xué)生通過本課的學(xué)習(xí)，了解物品能量形式、能量轉(zhuǎn)化，通過計(jì)算物品能量消耗正確看待能量，樹立節(jié)能的意識(shí)。【學(xué)情分析】通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步了解能量形式，但是對(duì)能量轉(zhuǎn)化的分析仍有難度，結(jié)合實(shí)際情境分析能力不足。本課在學(xué)生已有學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，將目光聚焦到家中經(jīng)常使用的物品，借它們了解能量形式、能量轉(zhuǎn)化、能量消耗、能源是否可再生等問題。教學(xué)中，教師設(shè)計(jì)觀察、體驗(yàn)、資料閱讀等活動(dòng)，運(yùn)用學(xué)生已有的信息搜集分析能力、計(jì)算能力，借助學(xué)習(xí)單，給學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架，幫助他們學(xué)習(xí)。【教學(xué)目標(biāo)】科學(xué)觀念：通過調(diào)查交流知道家庭里經(jīng)常使用的能量形式有聲能、光能、電能、熱能、磁能、太陽能等。通過調(diào)查、分析了解每一種能量形式都需要付出一定的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境代價(jià)?？茖W(xué)思維：用調(diào)查、分類的方法，了解家中多種能量形式的存在及電能的消耗。用估算的方法，計(jì)算不同功率的用電器每天的耗電量，以及家庭一個(gè)月的電費(fèi)支出等數(shù)據(jù)。探究實(shí)踐：通過實(shí)地調(diào)查家中的各種能量及其相互轉(zhuǎn)化獲取信息，用圖表統(tǒng)計(jì)描述相關(guān)信息并進(jìn)行對(duì)比分析得出結(jié)論。態(tài)度責(zé)任：樂于對(duì)能量進(jìn)行實(shí)際的研究，意識(shí)到能量對(duì)生產(chǎn)生活的影響，能提出合理的節(jié)能建議，自覺養(yǎng)成節(jié)約能源的良好習(xí)慣。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：調(diào)查家中常見物品使用的能量形式和能量轉(zhuǎn)化。難點(diǎn)：嘗試分析能量轉(zhuǎn)化、能量消耗，以及能源是否可再生?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師：教學(xué)課件、班級(jí)記錄大表、電燈。學(xué)生：課前調(diào)查單，學(xué)習(xí)單，同類家用電器不同容量、功率等銘牌信息?！窘虒W(xué)過程】一、聚焦：家里日常生活所使用的能量（預(yù)設(shè)3分鐘）材料準(zhǔn)備：課件1.復(fù)習(xí)回顧：說出常見的能量形式。2.觀察活動(dòng)：教師出示電燈，學(xué)生觀察，思考：（1）電燈使用什么能量工作？（2）它工作時(shí)使用的能量去哪里了？3.提問：日常生活中除了電燈家庭里還會(huì)使用很多物品，這些物品都是使用什么能量工作的？他們工作過程中能量又是怎樣轉(zhuǎn)化的？【設(shè)計(jì)意圖】用學(xué)生常見的電燈作為研究對(duì)象，觀察它使用的能量以及分析能量的轉(zhuǎn)化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引入本課學(xué)習(xí)主題。二、探索和研討：（預(yù)設(shè)32分鐘）材料準(zhǔn)備：圖片、視頻、課件、學(xué)習(xí)單、資料閱讀單、學(xué)生課前調(diào)查單等（一）觀察實(shí)驗(yàn)：分析家用物品所用能量和能量轉(zhuǎn)化1.觀察活動(dòng)：學(xué)生觀察電燈、燃?xì)庠?、太陽能熱水器、小汽車、電?dòng)車等物品。提問：這些物品工作時(shí)使用什么能量？這些物品工作時(shí)將能量轉(zhuǎn)化成什么？2.資料閱讀：認(rèn)識(shí)天然氣、汽油中蘊(yùn)含著化學(xué)能（4.1小節(jié)作業(yè)本科學(xué)閱讀）。3.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并記錄（4.2小節(jié)作業(yè)本活動(dòng)記錄1）。4.交流研討：說說這些物品工作時(shí)使用的能量？通過觀察圖片和視頻，分析這些物品都做了哪些工作？在進(jìn)行這些工作時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的？引導(dǎo)學(xué)生得出：電燈使用電能，燃?xì)庠钍褂锰烊粴馊紵幕瘜W(xué)能，太陽能熱水器使用太陽能，小汽車使用汽油燃燒的化學(xué)能，電動(dòng)車使用電能。燃?xì)庠顚⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，小汽車將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，電動(dòng)車將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能?！驹O(shè)計(jì)意圖】學(xué)生在觀察體驗(yàn)、資料閱讀中認(rèn)識(shí)家中常用物品的能量形式，分析推理能量的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步建構(gòu)不同形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的概念，體會(huì)人類使用它們讓生活更便利。（二）統(tǒng)計(jì)家里電能的消耗1.給家用物品分類。（1）分類整理：學(xué)生小組閱讀交流調(diào)查單，運(yùn)用課前調(diào)查單（4.1小節(jié)作業(yè)本活動(dòng)記錄）給家用物品按照使用能量分類。（2）交流研討：說說你的分類結(jié)果和理由？2.比一比兩家電器的電能消耗（1）資料閱讀：同學(xué)們的調(diào)查單中調(diào)查了家用電器的功率。請(qǐng)你閱讀書本63頁(yè)提示部分，了解什么是用電器的功率和電量，并學(xué)習(xí)計(jì)算電量方法。（2）體驗(yàn)活動(dòng)：根據(jù)調(diào)查單，計(jì)算兩個(gè)家庭用電器耗電情況。學(xué)生進(jìn)行計(jì)算并記錄（4.2小節(jié)作業(yè)本活動(dòng)記錄2）。（3）交流研討：哪家用電量更多？【設(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過分類認(rèn)識(shí)到家中常用物品中最常消耗的能量是電能。通過計(jì)算比較家用電器的電能消耗，認(rèn)識(shí)到便利的生活需要消耗能源付出經(jīng)濟(jì)代價(jià)。（三）認(rèn)識(shí)能源是否可再生，節(jié)約能源1.資料閱讀：電能常見的有火力發(fā)電和水力發(fā)電，還有核能發(fā)電和太陽能發(fā)電。學(xué)生了解火力發(fā)電的電能是不可再生能源，水力發(fā)電、太陽能發(fā)電的電能是可再生能源，天然氣、汽油等能源是不可再生能源，太陽能是可再生能源。（4.7小節(jié)作業(yè)本科學(xué)閱讀）2.學(xué)生分組閱讀，交流研討：電能從哪里來？電能是可再生能源嗎？我們可以怎樣做節(jié)約電能？說說天然氣、汽油、太陽能是否是可再生能源？我們有什么節(jié)能和替代的方法？3.歸納總結(jié)，得出結(jié)論?！驹O(shè)計(jì)意圖】學(xué)生通過對(duì)比分析、資料閱讀等方法，認(rèn)識(shí)能量的來源，了解能源分為可再生和不可再生能源，意識(shí)到能量的消耗需要付出一定的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境代價(jià)，能提出合理的節(jié)能建議，自覺養(yǎng)成節(jié)約能源的良好習(xí)慣。三、課堂小結(jié)與拓展（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：微課1.課堂小結(jié)提問：通過這節(jié)課，你學(xué)到了什么？2.拓展資料閱讀，閱讀書本62頁(yè)資料，再觀看視頻，讓學(xué)生了解汽油小客車和電動(dòng)小客車的能量來源、能量轉(zhuǎn)化。認(rèn)識(shí)到汽油燃燒過程中會(huì)排放對(duì)環(huán)境有害的氣體，使用它需要付出環(huán)境代價(jià)?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過小結(jié)活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)課所學(xué)進(jìn)行回顧與梳理。學(xué)生通過觀看微課，比較汽油小客車和電動(dòng)小客車的使用，認(rèn)識(shí)到人類在使用能量時(shí)會(huì)付出環(huán)境代價(jià)。四、板書設(shè)計(jì)2.調(diào)查家中使用的能量2.調(diào)查家中使用的能量能量的形式：機(jī)械能聲能光能熱能電能磁能電能計(jì)算：電量（單位：千瓦時(shí)）=功率（單位：千瓦）*時(shí)間（單位：小時(shí)）電能計(jì)算：電量（單位：千瓦時(shí)）=電能計(jì)算：電量（單位：千瓦時(shí)）=功率（單位：千瓦）*時(shí)間（單位：小時(shí)）1.學(xué)生比較家用電器電能消耗時(shí)，一方面不認(rèn)識(shí)家用電器銘牌，不能從中獲取所需信息，另一方面不會(huì)計(jì)算電能消耗情況，怎么辦？學(xué)生要看懂家用電器的銘牌信息，需要教師進(jìn)行指導(dǎo)。首先教師可以選取臺(tái)燈、洗衣機(jī)等常見的家用電器作為例子進(jìn)行講解，其次指導(dǎo)學(xué)生通過觀察銘牌信息，獲取家用電器功率信息，最后電能的計(jì)算需要教師結(jié)合教材“提示”部分進(jìn)行講解，并額外補(bǔ)充電能計(jì)算公式，要特別注意提醒學(xué)生使用公式時(shí)注意數(shù)據(jù)的單位。計(jì)算公式使用“電量=功率*時(shí)間”，單位依次為“千瓦時(shí)（或度）”、“千瓦”、“小時(shí)”。3.電和磁【教材簡(jiǎn)析】在前兩課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)對(duì)身邊的各種能量有了一定的認(rèn)識(shí)。在這些能量中，電和磁與我們的生活密切相關(guān)，是本單元重點(diǎn)學(xué)習(xí)的能量形式。本課“重演”了科學(xué)史上著名的奧斯特發(fā)現(xiàn)電生磁現(xiàn)象的過程，正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)，讓原本看似互不相關(guān)的電和磁建立了聯(lián)系，由此開啟了近代電磁學(xué)的研究，有力地推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步。本課有兩個(gè)活動(dòng)：第一，指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)家奧斯特做過的實(shí)驗(yàn)——通電導(dǎo)線使指南針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)歷對(duì)新現(xiàn)象進(jìn)行分析、解釋的思維過程；第二，做通電線圈使指南針加大偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，用線圈代替直導(dǎo)線做電生磁實(shí)驗(yàn)，為理解電磁鐵原理打下基礎(chǔ)，也為研究小電動(dòng)機(jī)埋下伏筆。兩個(gè)活動(dòng)具有嚴(yán)密的邏輯結(jié)構(gòu)，由淺入深，步步推進(jìn)?！緦W(xué)情分析】六年級(jí)學(xué)生在二、四年級(jí)已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)了一些關(guān)于磁鐵具有磁性和簡(jiǎn)單電路的知識(shí)，對(duì)電和磁現(xiàn)象研究有濃厚的興趣，但由于缺乏系統(tǒng)訓(xùn)練，大部分學(xué)生對(duì)電路的連接不夠熟練，對(duì)電路短路及其危害理解不到位。這一點(diǎn)會(huì)直接影響課堂實(shí)驗(yàn)的操作效率，對(duì)有磁性的物體能吸引鐵，同名磁極相斥、異名磁極相吸等性質(zhì)有一定的了解，但不了解兩種現(xiàn)象差異。學(xué)生首次探究電和磁之間的關(guān)系，如何建構(gòu)解釋電能生磁有一定的難度?！窘虒W(xué)目標(biāo)】科學(xué)觀念：通過親歷奧斯特實(shí)驗(yàn)，知道通電導(dǎo)線和通電線圈具有磁性，電可以轉(zhuǎn)換成磁。能夠應(yīng)用通電線圈檢測(cè)廢電池并嘗試解釋廢電池是否有電的原因?？茖W(xué)思維：用分析推理的方法得出通電導(dǎo)線和通電線圈具有磁性的特點(diǎn)，理解電能和磁能的轉(zhuǎn)化。用比較分析的方法，體會(huì)影響通電導(dǎo)體磁性強(qiáng)弱的因素。探究實(shí)踐：操作體驗(yàn)奧斯特實(shí)驗(yàn)，觀察、描述、記錄短路和使用通電線圈時(shí)指南針的偏轉(zhuǎn)角度變化。態(tài)度責(zé)任：體驗(yàn)科學(xué)史上發(fā)現(xiàn)電產(chǎn)生磁的過程，意識(shí)到細(xì)致觀察、善于思考的重要性，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：感知通電后的導(dǎo)線和線圈能使指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，建構(gòu)電可以轉(zhuǎn)換成磁的認(rèn)知。難點(diǎn)：能對(duì)通電導(dǎo)線和通電線圈使指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象做出解釋?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師：廢舊電池、教學(xué)課件等。學(xué)生：電池、電池盒、小燈泡、開關(guān)、短導(dǎo)線、長(zhǎng)導(dǎo)線、小燈座、指南針、磁鐵、鐵釘、作業(yè)本?！窘虒W(xué)過程】課前熱身：使用指南針（預(yù)設(shè)3分鐘）材料準(zhǔn)備：指南針1.認(rèn)識(shí)指南針：提問：同學(xué)們，知道這是什么嗎？有什么作用？2.使用指南針（1）提問：請(qǐng)你們看看我們教室的正南方向在哪里？請(qǐng)你用最快的方式找到它。（2）提問：你是怎么判斷的？3.介紹指南針的使用原理：提問：為什么指南針的指針可以指示南北方向？【設(shè)計(jì)意圖】課前小活動(dòng)一方面讓學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固指南針的正確使用方法，會(huì)正確擺放指南針；另一方面讓學(xué)生在活動(dòng)體驗(yàn)中運(yùn)用小磁針原理解決實(shí)際問題，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力，為教學(xué)的開展做好鋪墊。一、聚焦：?jiǎn)栴}導(dǎo)入（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：指南針、磁鐵、鐵釘、導(dǎo)線1.體驗(yàn)活動(dòng)：出示磁鐵、鐵釘、導(dǎo)線。提問：三者任選其一，在不碰到指南針的情況下，你能用什么方法讓指南針偏轉(zhuǎn)？演示：學(xué)生選擇方法，并說明理由；教師演示，并追問現(xiàn)象。分析：通過剛剛的小實(shí)驗(yàn)，怎樣的物質(zhì)能夠讓小磁針轉(zhuǎn)起來？設(shè)疑：有沒有辦法利用銅導(dǎo)線，也能讓小磁針轉(zhuǎn)起來呢？2.講述：在1820年的時(shí)候，一位丹麥的科學(xué)家奧斯特偶然發(fā)現(xiàn)，讓通電的導(dǎo)線靠近指南針，指南針竟然發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生知道只有帶磁性或者鐵一類的物質(zhì)才能讓小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而未通電的銅導(dǎo)線不能使小磁針偏轉(zhuǎn)，為后面電生磁實(shí)驗(yàn)做鋪墊。二、探索和研討（預(yù)設(shè)30分鐘）材料準(zhǔn)備：指南針、磁鐵、鐵釘、導(dǎo)線、小燈泡（一）實(shí)驗(yàn)一：通電導(dǎo)線使指南針偏轉(zhuǎn)1.設(shè)疑：讓我們來重現(xiàn)一下奧特斯的實(shí)驗(yàn)，看看這里面究竟有什么秘密呢？2.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：教師介紹實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)。3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并匯報(bào)交流。4.教師引導(dǎo)研討：（1）分析：小磁針在什么時(shí)候會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)說明什么？（2）討論：小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是什么？說出理由。5.小結(jié)：銅導(dǎo)線通電的一瞬間產(chǎn)生了磁，即電可以轉(zhuǎn)換為磁。（二）實(shí)驗(yàn)二：通電導(dǎo)線使指南針偏轉(zhuǎn)更明顯1.過渡：剛才的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不是很明顯，你有什么辦法來改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？2.討論注意點(diǎn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要注意哪些方面？3.教師引導(dǎo)研討：（1）提問：短路和正常電路哪個(gè)偏轉(zhuǎn)角度大？（2）提問：為什么短路時(shí)，偏轉(zhuǎn)角度變大？偏轉(zhuǎn)角度變大說明了什么？（3）提問：導(dǎo)線和磁針成什么角度會(huì)偏轉(zhuǎn)？4.小結(jié)：短路電路中電流增大，產(chǎn)生的磁性也增大。（三）實(shí)驗(yàn)三：通電線圈使指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)1.設(shè)疑：如果還想讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯一點(diǎn)，可以怎么操作呢？2.實(shí)物演示：設(shè)疑：既然一根導(dǎo)線能讓指南針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，多根導(dǎo)線呢？教師演示繞線圈的操作方法。提問：老師這里有一根長(zhǎng)導(dǎo)線，做成了一個(gè)線圈。再次靠近指南針，會(huì)有什么不同？為什么？3.出示實(shí)驗(yàn)任務(wù)：不同放置的方法，小磁針的變化是否相同呢，仔細(xì)觀察做好記錄。4.學(xué)生實(shí)驗(yàn)，交流匯報(bào)。5.小結(jié)：通電線圈可以使小磁針偏轉(zhuǎn)角度變大，當(dāng)指南針位于線圈中間，并且電流方向和小磁針一致時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)角度最大?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過三個(gè)層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身感受影響小磁針偏轉(zhuǎn)角度變化的因素，初步體驗(yàn)磁性疊加現(xiàn)象，建構(gòu)電流越大，磁性越強(qiáng)這一科學(xué)概念，并能通過分析，認(rèn)識(shí)電與磁之間的關(guān)系。三、拓展延伸（預(yù)設(shè)5分鐘）材料準(zhǔn)備：廢電池1.出示任務(wù)：檢驗(yàn)廢電池是否有電（1）提出問題：老師這里有一節(jié)電池，不能讓小燈泡發(fā)亮了，但是電池真的一點(diǎn)電都沒有了嗎？怎么來檢驗(yàn)一下？（2）介紹電流檢測(cè)器——我們把線圈和指南針合在一起稱為電流檢測(cè)器。（3）學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)2.課堂小結(jié)。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲？關(guān)于電和磁，你還想知道什么？【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生嘗試將課堂知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐，提高學(xué)生的課堂獲得感，激發(fā)學(xué)生繼續(xù)探究的欲望，讓學(xué)生帶著問題出課堂?！景鍟O(shè)計(jì)】33.電和磁鐵一類物質(zhì)鐵一類物質(zhì)具有磁性磁鐵小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)具有磁性磁鐵小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生通電導(dǎo)線產(chǎn)生通電導(dǎo)線通通電線圈【疑難解答】1.電和磁都是抽象的概念，如何有效引導(dǎo)學(xué)生自主分析得出“電可以轉(zhuǎn)換為磁”的科學(xué)概念？在引導(dǎo)學(xué)生分析抽象概念時(shí)，教師要注意為學(xué)生搭建好思維的腳手架。首先，學(xué)生要明確只有帶磁性