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教科版:四年級下冊教師用書

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  1. 二一教育資源

教科版:四年級下冊教師用書

資源簡介

目 錄
使用說明
教科書整體結構表
本冊教科書的教學目標與內容概要
主要材料清單
各單元說明與教學建議

一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議、評價建議)
第1課 生活中的靜電現象
第2課 點亮小燈泡
第3課 簡單電路
第4課 電路出故障了
第5課 導體與絕緣體
第6課 做個小開關
第7課 不一樣的電路連接
四、教學案例
五、參考資料
新的生命
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)
第1課 油菜花開了
第2課 各種各樣的花
第3課 花、果實和種子
第4課 把種子散播到遠處
第5課 種子的萌發
第6課 動物的卵
第7課 動物的繁殖活動
四、評價建議
五、參考資料
食物
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)
第1課 一天的食物
第2課 食物中的營養
第3課 營養要均衡
第4課 生的食物和熟的食物
第5課 面包發霉了
第6課 減慢食物變質的速度
第7課 食物包裝上的信息
四、評價建議
五、教學案例
六、參考資料
巖石和礦物
一、單元概述
二、單元教學目標
三、分課時教學建議(背景和目標、教學準備、教科書說明、教學建議)
第1課 各種各樣的巖石
第2課 認識幾種常見的巖石
第3課 巖石的組成
第4課 觀察、描述礦物(一)
第5課 觀察、描述礦物(二)
第6課 面對幾種不知名礦物
第7課 巖石、礦物和我們
四、評價建議
五、參考資料
使用說明
與教科版科學教科書配套的《科學教師教學用書》是為切合教師教學的實際需要而編寫的,三至六年級共8冊。為了能清晰而簡明地表達課程設計的意圖,同時方便教師備課,我們設計了一些欄目并提供了相應的資源。
下面是與使用有關的幾點說明。
一、教師用書的體例和作用
——本冊教科書的教學目標與內容概要
列出本學期的主要教學內容和在學生科學素養培養方面希望達成的目標。為教師了解全學期的教學任務提供完整的框架和概貌。
——主要材料清單
列出本學期探究活動涉及的主要實驗和需要的器材與材料,供教師作計劃和提前準備時使用。
——各單元說明與教學建議
用文字形式介紹本單元的主要教學活動和活動間的結構,說明本單元的教學在整個教科書框架體系中的地位和意義。
——單元教學目標
根據課程標準從科學概念、過程與方法、情感態度價值觀三個方面,列出本單元要實現的教學目標,為教師把握單元教學提供方向。
——背景和目標
這是分課時說明教學內容選擇的知識背景和學生的認識背景,方便教師理解教學活動的設計意圖。所列的教學目標是直接針對該節課的。
——教科書說明
用圖文對照的形式詳細說明正文、照片、圖片、圖表、對話框所包含的意義,對教科書正文中提出的問題給出必要的答案或說明。
——教學建議
有針對性地為教學提供參考性策略,對教學中容易出現的問題給予提示。
——評價建議
立足單元教學指出評價的主要方向、可使用的依據,以及可采用的評價方法。
二、課時安排建議
修訂后的教科書每冊均安排了4個教學單元。3、4年級每個單元包含7個教學活動,5、6年級為8個教學活動。原則上每個教學活動的時間為1課時,這是根據目前全國絕大部分地區小學科學課中、高年級均為每周2課時的現狀安排的。在設計時,我們也考慮到個別省份科學課的開設已經實現了課程標準的要求,因此在活動內容的安排上保持了彈性。針對這樣的地區,我們建議在課時安排上可以采取下面的辦法來解決:
(一)對典型的科學探究活動展開充分的探究,不以1課時為限制。例如“比較水的多少”“總結我們的天氣觀察”等;
(二)加強單元后的總結性教學,幫助學生梳理概念、澄清觀點,開展單元性的評價活動;
(三)實現教科書中已設計的拓展性活動,或資料庫中的拓展性活動。這些活動對學生的發展是十分有意義的。如“小桿秤的制造”“設計制作一個強磁力電磁鐵”等。為此每個單元安排3節左右的機動課時是適宜的,也是可操作的。
三、教學目標的表述
在這套教師用書中,我們根據課程標準的要求和新的科學教育研究成果,將教學目標分別從科學概念、過程與方法和情感態度價值觀三個方面來表述。科學概念的陳述是用一句完整的話來完成的,它比一個簡單的詞有了更豐富的內涵,表達的是一個科學的觀點或思想。科學概念也可以劃分為不同的層次,例如核心概念和具體概念。每一個核心概念是由不同的具體概念組成的,而具體概念是從科學事實中歸納出來的。以科學概念作為教學目標,將促進學生對事實的理解,有助于他們形成重要的科學觀念和思想,體現了科學教育改革的新方向。
四、概念圖和圖表的使用
修訂后的教科書引入了多種形式的概念圖和圖表,因為它們是學生學習科學的有用工具。運用這些工具,學生可以記錄和加工整理信息,同時用來描述概念。教師也可以借此了解學生的初始想法,為教學確定起點。
維恩圖是一種選擇、分類和比較信息的非常有用的工具。可以幫助學生記錄下他們的觀察結果。兩個圓可以呈現不同的信息,比如只屬于陸生植物的特征和只屬于水生植物的特征應分別記在一個圓里,而它們的共同特征則應記入兩個圓的交叉部分。
網狀圖是概念圖中的一種,它的作用是用圖解的形式記錄與中心詞有關的觀點和內容,呈現中心詞和與之相關內容之間的關系。
使用網狀圖可以幫助學生圍繞中心詞作盡可能多的聯想,由此教師可以了解到哪些知識是學生已經知道的。

氣泡圖是一種簡單的網狀圖,它可以幫助學生對中心詞(主題)做出聯想,記錄下他們已經觀察和了解到的內容。
柱狀圖(條形圖)是在坐標圖上用填充的方式完成的數據表達,表現為條形圖,一般由兩組數據組成,例如時間和影長、時間和溫度等。柱狀圖可以直觀地表現數據之間的差異。
記錄不僅僅可以用文字,科學圖畫也是適合小學生記錄觀察和與人分享信息的一種十分有效的方法。它比普通的圖畫傾注更多的精力在細節上。為了真實地記錄,學生必須仔細地觀察,記下每個小的特點和線條。使用這種記錄方法可以提高每個學生的觀察能力,教師也可以從中評價他們的觀察、表達和理解的能力。
教科書整體結構表
修訂后的教科書共32個單元,更好地體現了課程標準的要求。覆蓋了生命科學、物質科學和地球與宇宙科學三大領域標準所規定的相關內容。教科書以科學概念和科學探究兩大主線并行發展的方式建立了自己的整體結構。
書中每個單元后設置了資料庫,是為了便于學生深入理解該單元的科學概念、豐富他們的已有經驗和發展他們探究科學的興趣,是科學課學習的重要組成部分,但僅供學生閱讀。

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本冊教科書的教學目標與內容概要
本冊教科書有四個單元:“電”“新的生命”“食物”和“巖石和礦物”。進入四年級以后,學生對科學課的學習已經有了一定的基礎,求知欲和參與科學活動的愿望明顯增強。因此,本學年是培養學生科學素養的至關重要的時期。教學中要因勢利導,積極引導學生在學習中逐漸養成尊重客觀事實、注重證據、大膽質疑的科學品質和思維方式,提高他們的生活質量和學習質量。怎樣實現這一目標呢?以下幾點可供參考。
1.了解學生對所學科學主題的初始想法,特別是一些概念理解過程中出現的想法。只有充分了解學生在概念的形成過程中的思維變化,才能做出正確的教學判斷,并避免客觀事實與學生的想象混淆。
2.指導學生對實驗結果進行比較和描述。教科書中涉及了大量的觀察、比較活動,這些活動可以幫助學生發現觀察對象在屬性、結構、功能、關系等方面的特點,是學生建構科學概念的重要認識基礎。
3.引導學生在觀察和實驗的過程中做好記錄。教科書中給出了各單元相應的記錄表,并提示學生用文字、數據、科學圖畫、氣泡圖、網狀圖和柱形圖等進行記錄。教學中要指導學生客觀的記錄觀察到的現象,并隨時提示他們將自己的記錄與小組同學的記錄進行比較、修正,教師每周都要對學生的記錄進行督促和檢查。
4.引導學生用準確、恰當的詞匯描述觀察到的現象和事實。活動中需要學生進行描
述的內容很多,有些甚至是實驗過程的描述,這種描述能夠幫助學生提高科學思維能力,教學中應耐心引導。
5.指導學生對觀察和實驗結果進行整理、加工,形成正確的解釋。尤其要重視學生
在觀察實驗過程中,從證據、表格、圖形獲得的一些科學信息,并引導他們合理地使用
這些信息做出科學解釋。
本冊教科書各單元的主要內容如下。
“電”單元是從“什么是電”開始的。學生對靜電有比較豐富的生活體驗,讓他們適當地了解一點兒有關電荷的知識,可以使后續課中電流、電路的學習更有基礎。這一單元將通過與電相關內容的實驗、交流、預測、檢驗、測量和推理、解釋等活動,使學生形成關于電的初步概念,同時獲得一些基本實驗操作技能。
“新的生命”單元是從“觀察油菜花”引入的。由植物的花、果實和種子的系列觀察活動,過渡到動物的卵、繁殖的觀察和研究,從而使學生獲得植物和動物如何繁殖新生命的認識,并形成關于生命的一系列發展性概念。教科書中的觀察實驗,特別是一些探究性的實驗,都是在支撐有關生命概念的建立,并在此過程中使學生獲得對生命的理解。
“食物”單元通過對一天中所吃食物的回憶和分類,引起學生對飲食的關注,發現自己在飲食中的不良習慣,并在以后的生活中,能科學、合理、均衡地飲食。食物的變化和獲取食物信息方法的研究也是在幫助學生進一步認識事物的特征及其變化規律。
“巖石和礦物”單元是學生初次對構成地球固體物質的探究。通過對巖石、礦物的觀察、分類和描述,使學生形成關于地球物質的一般性概念,并對保護、開發和利用地球資源的重要意義有進一步的了解。
主要材料清單
“電”單元
靜電實驗:氣球、線繩,塑料梳子、碎紙屑。
電路實驗:小燈泡、小燈座,電池、電池盒,導線,回形針,小木板(或大橡皮),小開關,紅燈、綠燈、黃燈,具有4個和6個接線頭的盒子。
導電性實驗(20種):橡皮,木質材料(小木片、小木棒等),金屬材料,塑料材料,陶瓷材料,絲、棉、皮、各類布料(濕和干),鉛筆、鋼筆和玻璃等,
“新的生命”單元
觀察器材:放大鏡,鑷子,燒杯。
觀察材料:油菜花,棉簽,油菜果莢和種子,南瓜的雌花和雄花,黃豆、蠶豆的種
子,各種動物的卵(如青虹、蟾蛛、魚、雞蛋、鳥等)。
課件或掛圖:植物傳粉、受精,雞蛋孵化過程,胎生動物的繁殖。
“食物”單元
實驗材料:棉簽、食用油、肥肉、花生,淀粉糊、碘酒,生、熟馬鈴薯,小魚干、面條,塑料袋、面包或饅頭,各種包裝袋(盒)。
實驗器材:燒杯,三腳架,石棉網,酒精燈,鑷子。
“巖石和礦物”單元
觀察材料:各種巖石標本,稀鹽酸,金屬、玻璃、蠟燭、絲綢、泥土,不透明紙、
半透明紙、透明紙。
觀察器材:放大鏡,鑷子,小刀,銅鑰匙,手電筒。
課件或掛圖:我國主要礦產資源分布圖。
各單元說明與教學建議

一、單元概述
當我們輕輕閉合開關:電燈就會發出光,收音機就會播放動聽的樂曲,電視機就會呈現五彩繽紛的畫面……這一切對我們來說似乎早就習以為常了。
電的大規模應用,是基于人類對電的不斷探究。孩子們也對電感興趣。這一單元將借助導線、燈泡、電池等電器元件和許多有趣的探究活動,幫助學生建立有關電的初步概念,促進他們對科學探究的理解和探究能力的發展。
本單元的第1課“生活中的靜電現象”,學生將首先對身邊的靜電現象開展一系列的探究活動。靜電現象在學生們的身邊經常會發生。在這一課中,他們將知道靜電現象是物質在外力作用下,發生電荷轉移而形成的。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。如果電荷能持續地向一個方向流動,就會產生電流。這些是學生們建立電概念的基礎。
接下來在“點亮小燈泡”“簡單電路”“電路出故障了”三課中,學生將開展對電路的研究。用一根電線和一個電池使小燈泡發光。這一活動看似簡單,但四年級的學生仍會津津有味地參與到活動中。他們將在活動中認識電、電路,想象電流是怎樣流動的。而在一次次使小燈泡亮起來的實驗中,他們會提出更具挑戰性的任務,并嘗試著用更多的連接方法使小燈泡亮起來。電池盒和小燈座的使用將使他們連接的電路更加穩定,并便于操作。為了“讓更多的燈泡亮起來”,學生將探索不同電路連接方式對小燈泡的影響。在電路中,如果某個地方連接不好或者某個電器元件出了問題,都有可能導致燈泡不亮。“電路出故障了”一課的學習內容,引導學生在尋找電路故障的過程中,將自制的“電路檢測器”作為重要的檢測工具。同時,在此過程中,學生們將形成關于電的一些重要概念,如“電是一種能源,它能使物體發光、發熱”“要使小燈泡發光,電必須流經包括電池在內的完整的回路”“用相同的材料可以連接不同的電路”等。
用“電路檢測器”檢測“導體與絕緣體”,將使學生對身邊物質性質的認識得到發展,同時對電的理解也得到加深。
本單元還在導體與絕緣體的認識基礎上,安排了“做個小開關”一課,旨在使學生把已形成的電路概念進一步發展為一個“可以控制的電路”,同時也深化對導體和絕緣體的認識。
單元的最后一課是“不一樣的電路連接”。目的是整理學生的發現和認識,比較串聯和并聯兩種不同的電路連接方法。
整個單元的安排是一個嚴密的結構,前后課之間有著學生認識發展上的邏輯關系。學生從認識電的本質——電荷開始,到認識電路、電流、開關、電路檢測器、導體、絕緣體,這一系列的探究活動將最終指向對電的認識。
在本單元中,學生使用的是電池這樣一個安全的電源,而在日常生活中,多數用電器使用的是220伏的交流電。教師一定要讓學生知道220伏交流電的電源是很危險的,不能直接用家里和學校里插座中的電做實驗。要把安全用電的教育貫穿單元教學的始終。
二、單元教學目標
科學概念
●靜電現象是物質在外力的作用下電荷位置發生變化所產生的帶電現象。
●電荷有正電荷和負電荷兩種,同種電荷相互吸引,異種電荷相互排斥。
●電荷持續的定向流動就形成了電流。
●要使電流經過導線使小燈泡發光,需要有一個完整的電路。
●使用相同的材料,可以組成不同的電路;用不同的連接方式連接的電路具有不同的特點。
●有的物質容易導電,這樣的物質稱為導體;有的物質不容易導電,這樣的物質稱為絕緣體。
●開關通過連接和斷開電路來控制電路中的用電器。
●電是一種能量來源,能產生光和熱。
過程與方法
●組裝簡單的電路。
●在關于電的探究活動中,進行預測、觀察、描述和記錄實驗的結果。
●用簡單的電路圖表示電路的連接方式。
●制作簡單的開關,并用它來控制電路。
●用電路檢測器檢驗電路中的故障。
●用電路檢測器檢驗導體和絕緣體。
●用電路檢測器探究接線盒里電路的連接情況。
情感態度價值觀
●知道安全用電的重要性。
●激發探究電的興趣。
●發展探究和解決問題的自信心。
三、分課時教學建議
第1課 生活中的靜電現象
(一)背景和目標
用塑料梳子梳理干燥的頭發,頭發會隨著梳子飄動;在干燥的季節脫毛衣時,會聽到啪啪聲;在干燥的季節用手去觸摸門的金屬把手,會有觸電的感覺;陰云密布的天空,常常有雷電產生……這些生活中的靜電現象,每一個四年級的學生可能都經歷過。他們
知道其中的一些現象是靜電現象,但絕大多數學生沒有對靜電現象進行過深入的探究。本課將為學生探究生活中的靜電現象提供一些簡單而有效的活動。在一課時內要讓學生
對靜電現象進行全面的認識是不可能的,所以學生對靜電現象的認識只能是初步的、概
括的。這些活動將幫助學生初步認識電的本質,是學生學習其他電的知識的基礎。
科學概念
●生活中有很多靜電現象,通過摩擦等方式可以使物體帶電。
●帶同種電荷的物體相互排斥,帶異種電荷的物體相互吸引。
●電荷在電路中持續流動起來可以產生電流。
過程與方法
●根據已有知識,運用邏輯推理,對觀察到的現象進行合理的解釋。
情感態度價值觀
●發展探究身邊科學現象的興趣。
(二)教學準備
為每組學生準備:一把塑料梳子、碎紙屑、幾個氣球、綁氣球的細線、掛氣球的支架。
教師準備:靜電現象的相關圖片或幻燈片。
(三)教科書說明
本課是“電”單元的起始課,主要是讓學生對電的本質有一個初步的認識,感受到電并不神秘,它就存在于我們身邊,為學生后面學習電的其他知識打下基礎。
第一部分:體驗靜電現象
靜電現象對于四年級的學生來說并不陌生,教科書首先引導學生通過觀察用梳過干燥頭發的塑料梳子去接近碎紙屑和觀察用梳過干燥頭發的梳子再去接近頭發,即帶靜電
的物體可以吸引輕巧物體,兩個帶不同種類電荷的物體會互相吸引。這些生活中常見的靜電現象,能讓學生感受到靜電的存在。多數學生對這樣的現象能解釋為是由于靜電的作用,或者能進一步解釋到梳子和頭發摩擦產生了靜電。學生的這些認識是我們期望的。
接下來是學生交流他們所知道的靜電現象。教師也可以向學生介紹一些靜電現象。教科書下面分別列舉了“冬季里,女孩在摘掉毛線帽的瞬間,頭發豎立起來”“在科技館,一個長發女孩用手觸摸靜電起電機的金屬球,頭發豎立”“閃電”三種靜電現象。還可以使學生感受到靜電現象存在于我們周圍。
第二部分:不一樣的電荷
物質是由原子或分子構成的,原子是由帶正電的原子核和核外帶負電的電子組成的。原子核所帶正電荷數量與周圍電子所帶負電荷的數量一樣多,所以物質表現為電中性。當物體受到外力作用(如摩擦)時,一些被原子核束縛得不那么緊的電子會轉移到另一個物體上,于是失去電子的物體帶正電,得到電子的物體帶負電。例如,當我們用塑料梳子梳理頭發時,梳子帶負電荷,頭發就帶上了正電荷,這些電荷靜止在物體上就產生了靜電現象。由于學生尚不具備對這些知識的理解能力,教科書中以資料的形式呈現,對靜電的知識做了簡單的介紹。
教科書到這里其實是完成了從學生對靜電現象的原始認識到對靜電現象進行科學解釋的過程。
教科書接下來通過對兩個實驗的觀察,并根據觀察到的現象進行推理活動,幫助學生認識電荷之間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
活動一:用充氣的氣球和頭發摩擦后分開,再用經過摩擦的氣球的一側去靠近頭發,觀察有什么現象發生。
活動二:將兩個充氣氣球分別系在約1米長的木尺上,并讓它們緊挨著掛起來。用羊毛制品分別摩擦兩個氣球相互接觸的部位,觀察有什么現象發生。
通過對上面兩個實驗中觀察到的現象的整理和分析,幫助學生認識電荷之間的相互作用。整理和分析的步驟如下。
(1)假設氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶負電荷,當用氣球再去接觸頭發時,能觀察到什么現象?頭發可能帶什么電荷?
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球,當它們相互靠近后,能觀察到什么現象?
教科書上的圖清楚地反應了以上的分析過程。
兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時學生將能夠進行解釋,即當兩個物體帶不同電荷時就相互吸引,當兩個物體帶相同電荷時就相互排斥。
第三部分:讓電荷流動起來
這部分內容幫助學生發展對電荷的認識,也是后面學習電流的基礎。教科書首先讓學生認識到如果讓電荷持續地流動起來就會產生電流,“電荷的流動就像纜繩上的纜車,導線上所有的電荷都同時流動”,而要使電荷持續地流動必須有供電荷流動的通道——電路和為電荷持續流動提供動力的電源。
(四)教學建議
1.體驗生活中的靜電現象,了解學生對靜電的初始認識。
由于四年級的學生對靜電現象并不陌生,建議教師在開始上課時首先用一兩個生活中常見的靜電現象或靜電現象的有趣活動,來引導學生對靜電現象的關注,并激發他們的學習興趣。
接下來可以給學生一點兒時間,讓他們利用身邊的物體來找一找身邊的靜電現象。
教師可以事先為每組學生準備塑料梳子、塑料格尺、碎紙屑等。在學生找靜電活動的過
程中,教師可以初步觀察到學生們對靜電的認識情況。接下來組織學生匯報找靜電的方
法,并通過問題的引導,進一步了解學生們對靜電現象的認識情況。可以使用的引導性
問題有:“你是怎么知道這種方法的?”“你怎樣知道物體帶靜電了?”“你能對你觀察到的現象進行解釋嗎?”
以上的引導目的在于讓學生認識到:有些物體受到外力作用(主要是摩擦)時,會產生靜電。
接下來教師可以通過投影片的形式展示更多的靜電現象。讓學生感受到:靜電存在
于我們周圍的一切物質中,包括人體在內的生命體和非生命體。
2.認識不同的電荷及電荷之間的相互作用。
在前面認識的基礎上,教師可以用資料的形式(有條件的可以配合電腦動畫)來向學生介紹靜電現象產生的原因。然后,通過分組觀察兩個實驗,探究電荷之間的相互作用。
活動一:用充氣氣球摩擦羊毛制品后,再用這個氣球的摩擦面靠近頭發,觀察有什
么現象發生。
活動二:讓兩個都用羊毛制品摩擦過的充氣氣球相互靠近,觀察有什么現象發生。
當學生觀察了上面的兩個實驗后,組織學生對上面兩個實驗中觀察到的現象進行整
理和分析。整理和分析的步驟如下。
(1)教師出示氣球和羊毛制品的示意圖,結合學生對第一個實驗現象的觀察,幫助學生進行整理和分析:如果氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶負電荷,頭發應該帶什么電荷?當氣球再去接觸頭發時,你觀察到什么現象?同時完成示意圖。
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球帶什么電荷?當它們相互靠近后,觀察到什么現象?學生獨立完成示意圖,并結合示意圖對自己觀察到的現象進行解釋。
兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時引導學生對這一現象進行完整的解釋。教師可引導學生把這一現象和以前學習到的磁鐵進行類比,加深學生對電荷之間相互作用的理解。
3.認識電流的形成。
帶不同電荷的物體相互靠近后會相互吸引,但吸引一會兒后,再去靠近,相互吸引的現象就會消失,這是因為帶不同電荷的物體在相互靠近后,帶負電荷的物體上的多余
電子又會回到缺少電子的帶正電荷的物體上,當兩個物體上的電荷恢復平衡后,就會恢
復到不帶電的狀態。教師可以通過一個小游戲來幫助學生體會負電荷的移動現象。然后
引導學生認識到電荷在物質之間不斷地流動,就會產生電流,我們日常生活中的電器就是靠電流來維持工作的。然后結合學生對生活中各種用電器的了解,認識到要想得到持
續的電流,必須有一個電荷流動的路徑一電路和為電荷持續流動提供動力的電源。
(五)評價建議
學生對靜電現象的初始認識,是評價學生的主要內容。學生對電荷之間相互作用的解釋情況,為評價學生提供了很好的依據。
第2課 點亮小燈泡
(一)背景和目標
電燈是人們日常生活中不可缺少的用品,它究竟是如何工作的呢?在這一課中,學
生將通過使用簡單的電池、導線使小燈泡發光,并且探究使小燈泡發光的不同連接方式,激發探究電的興趣。
電流動的路徑叫做電路。為了建立一個電路,需要電池、導線以及用電器,例如燈
泡。電必須從電池的一端經過用電器流向另一端才能建成一個完整的電路。
電在電路中的流動是看不見的,但是我們可以通過一些現象,如小燈泡的亮與不亮
來判斷電路中是否有電流通過。電池或電源,是電路中電流的“推動力”。在這一單元
中,學生將使用干電池來完成各種有關電的研究。電池有兩端,一端標著“+”(正極),另一端標著“-”(負極)。正極的那一端有一個小的突出的金屬帽,負極的一端是扁平的。
科學概念
●只有電流流過燈絲時小燈泡才會發光。
●利用電來點亮一只小燈泡需要一個完整的電路。
●一個完整的電路可以使用相同的材料,而用不止一種方法建立起來。
●電池兩端直接用導線連接在一起,就會發生短路。
過程與方法
●連接簡單電路。
●觀察、描述和記錄點亮小燈泡的實驗現象。
●根據實驗現象對電流的流向做出大膽的想象與推測。
情感態度價值觀
●體會對周圍事物進行有日的、細致地觀察的樂趣。
●敢于根據現象做出大膽的想象與推測。
●激發進一步探究電的興趣。
(二)教學準備
為每組學生準備:1只小燈泡,1節1. 5 v的干電池,1根導線,實驗記錄單。
教師準備:小燈泡的剖面圖或剖開的大燈泡的實物,電池和小燈泡的圖片,雙面膠。
(三)教科書說明
第一部分:小燈泡的構造
在嘗試著點亮小燈泡之前,首先要讓學生明確只有讓電流流過小燈泡的燈絲,小燈泡才會發光。
點亮小燈泡,看起來簡單,實際上有很多東西值得研究。也許學生們拿到導線、電池很快就能使一個小燈泡亮起來,但是,他們并不一定了解電路的真正意義。所以教科書首先引導學生對電路中的材料及其結構進行觀察和認識。其中,了解小燈泡的結構是觀察的重點。教科書的插圖中提供了小燈泡的解剖圖,幫助學生了解小燈泡的結構。當了解了小燈泡的結構后,再提供給學生一根導線、一節電池、一個小燈泡。仔細觀察這些材料,將有助于學生對電路的理解。提供給學生的導線大約10厘米長,兩端分別除去外包皮約1. 5厘米(這是必須的,這樣才能連接到電路中去);干電池是1. 5 V的;小燈泡最好挑選電壓最低的那種,連接在電路中比較亮,容易觀察。
當學生們對材料有了初步的認識之后,鼓勵學生們嘗試使用這些材料來點亮小燈泡。
在學生們嘗試用這些材料組裝簡單電路時,每個學生都應動手試一試,讓自己連接的小燈泡亮起來。可能有些學生沒有成功,要鼓勵他們再試一試。
當學生們利用這些材料使小燈泡亮起來后,讓學生們觀察發光小燈泡的連接裝置,猜猜電是怎樣流動的,試著用手指比畫出電流的路徑。在這個過程中,擺在學生面前的問題是:小燈泡內的電流是怎樣流動的。在此,指導觀察小燈泡的連接裝置是教學的重點。猜猜電在小燈泡里是怎樣流動的,要讓他們試著用手指比畫電流流動的線路:電流從小燈泡的一個連接點進人,經過燈絲再從另一個連接點流出,才能使燈泡發光。為了更好地了解小燈泡的結構,教科書提供了一個小燈泡的剖面圖,幫助學生了解小燈泡內電流的流動路徑。
在學會連接簡單電路的基礎上,讓學生尋找更多的使小燈泡發光的連接方法,將各種連接裝置用實物圖的方式畫出來,并用紅筆畫出電流的路徑,同時將這些連接方法和同學們進行交流。
第二部分:讓小燈泡發光
在第一部分研究的基礎上,教科書的第二部分分別選擇了幾種不同的電路連接方法供學生思考:哪種連接能點亮小燈泡?哪種連接不能點亮小燈泡。教科書提供了四種連接方式的圖(按從左到右、從上到下的順序)。
圖1:導線連接小燈泡的錫粒與電池底部的鋅殼,電池銅帽與小燈泡螺紋接觸。小燈泡亮。
圖2:導線連接電池銅帽和底部的鋅殼,小燈泡只有錫粒端接觸電池銅帽。不亮。短路!
圖3:導線連接電池銅帽和小燈泡螺紋,小燈泡的錫粒與電池鋅殼接觸。小燈泡亮。
圖4:導線連接小燈泡螺紋與電池旁的外殼,小燈泡的錫粒端接觸電池銅帽。小燈泡不亮。斷路。
這四種連接方式比較典型,建議讓學生都嘗試連一連,比較一下它們各自的特點,并說說哪種連接方式會使小燈泡發光?哪種連接不能使小燈泡發光?為什么?加深學生對電路的理解。
在電路連接過程中,學生可能會發現圖2的連接方式會使電池或導線發熱。要告訴他們,當電池的兩端直接通過導線連接在一起時,就會發生短路。不要用這種方式去連接電路,否則會損壞電池。如果發生短路,必須立即斷開導線,這樣電池還可以再用。斷路現象是學生比較容易理解的,但短路對于學生來說是新的知識,只有讓他們從實踐中去嘗試、體驗,他們才會理解。在這里,要求學生能區分斷路和短路的相同點與不同點。
第三部分:課后延伸部分,需要學生調查家里的用電器
教科書安排學生課后對家里的用電情況進行調查,一方面培養學生的調查和統計能
力、豐富學生關于電的認識,還為學生發現電的更多問題提供了很好的機會。如電不僅
僅可以用來發光、發熱,還能使電器播放音樂、產生圖像等多種功能,這將進一步激發
學生研究電的興趣。
(四)教學建議
本課教學可以按以下思路展開。
1.了解學生對電燈發光原因的初始認識。
電燈已成為人們日常生活的一部分,當閉合家里電燈的開關,電燈就會亮起來,這
一司空見慣的現象也許沒有人會提出疑義。學生們思考過這樣的問題嗎?他們是怎樣認
識這一問題的?對這樣問題的討論,能讓教師們了解到學生對電燈是如何工作的初始想
法。讓學生明確必須有電流流過燈絲電燈才會發光,由此使學生知道電作為一種能源的
根本含義,即為人們提供光和熱或者動力等。學生首先明確電燈發光的原因,為學生進
一步學習電路知識打下基礎。
2.觀察小燈泡。
對于小燈泡,學生似乎是再熟悉不過了。而當讓學生描述小燈泡的結構時,他們的頭腦中就不一定那么清晰了。可以先讓學生畫小燈泡,再現他們對小燈泡的原有認識。通過交流自己和同伴們所畫的小燈泡,學生們會意識到原來自己對小燈泡的認識是粗略的、不完整的,這也激發了他們進一步細致、認真觀察小燈泡的興趣。
(1)問:你們見過小燈泡嗎?請你們把自己腦子中的“小燈泡”畫出來。
(2)學生畫印象中的小燈泡。
(3)交流所畫的小燈泡。
(4)發給每組一個小燈泡,讓學生仔細觀察小燈泡。此時,學生對小燈泡結構的認識會更完整、更清晰。
(5)交流觀察結果。學生們會說小燈泡的結構,也會匯報觀察小燈泡的方法,自然也會說一說自己在活動過程中的體會。教師可以穿插用課件演示小燈泡的內部結構,旨在讓學生看得更明白。
3.嘗試連接電路,讓小燈泡亮起來。
教師給每組提供一根導線和一節電池,讓學生首先觀察導線和電池,說說導線和電池的結構。
讓學生嘗試接亮小燈泡,并將發光小燈泡的連接裝置用實物圖的方式畫出來。其實接亮小燈泡對小學生來說并不是件容易的事,學生自以為比較簡單,往往到了手里會變成難事,這也正是情感態度培養的好時機。鼓勵學生根據前面的討論和觀察,再進行不斷的嘗試。
組織學生交流匯報。
(1)請已經接亮小燈泡的同學上來展示他們的接法,教師要幫助學生記錄相應的實物線路圖。
(2)根據實物線路圖,請學生說說在這個電路中電是怎樣流動的,它的方向是怎樣的。
教師可以請學生用手比畫出電是怎樣流動的,然后在記錄單上用箭頭表示。也許描述電流流動方向的說法各不相同,這是完全正常的,因為電是怎樣流動的我們看不見,猜測表明了不同學生對這一現象的解釋。教師應該允許各種猜測,把各種猜測羅列出來,再進行討論和比較:被人們廣泛認可的是哪一種猜測,哪一種最接近科學家的猜測。
(3)請沒有使小燈泡發光的小組談談接法。畫出小燈泡不亮的電路,分析小燈泡不亮的原因。一般有這樣三種情況:第一種,導線直接連接電池的正極與負極;第二種,導線連接了電池的負極與小燈泡上面的連接點,但小燈泡底下的連接點沒有與電池的正極接觸;第三種,導線連接了電池的正極與小燈泡底下的連接點,但小燈泡上面的連接點沒有與電池的負極接觸。教師可以組織學生討論:為什么這幾種接法小燈泡不能發亮,隨機滲透短路、斷路等知識。
4.用多種方法點亮小燈泡。
有了前面的學習認識,用多種方法點亮小燈泡對于學生來說就不會很困難了。建議可以從以下活動思路展開。
(1)同組合作探究用多種方法點亮小燈泡,把每種方法都用實物圖的方式畫出來。
(2)畫出每一種連接方法的電路中電流的流動路徑,說說自己是怎么想的。
(3)把連接圖貼在黑板上,在全班交流。
(4)分析接亮的電路的共同點。
5.判斷哪個小燈泡會亮,哪個小燈泡不會亮。
出示四種電路連接圖,讓學生判斷哪個小燈泡會亮,哪個小燈泡不會亮,并區別短路與斷路。
這一節課還可以采取另一種處理方法,即先讓學生畫出可以使小燈泡發光的示意圖,然后讓他們通過實驗檢驗自己的認識,并在反復的實驗與思考后畫出發光燈泡連接裝置中電流的路徑圖。
6.對學生進行用電安全教育是十分重要的。
(五)評價建議
1.注意收集學生對電燈是如何工作的初始認識。
2.收集學生畫的小燈泡的結構圖。
3.收集學生點亮小燈泡的連接圖。
4.學生是否知道安全用電的常識,是否增強了安全用電的意識。
第3課 簡單電路
(一)背景和目標
學生已經可以自己建立使小燈泡亮起來的簡單電路。在這一課中,他們將學會使用新的裝置——小燈座和電池盒,用導線連接完整的電路。在使用這些裝置建立電路和探索使更多的小燈泡亮起來的過程中,學生將獲得更多的建立電路的經驗。
科學概念
●一個簡單電路需要一個能持續提供電能的裝置——電池。
●電從電池的一端經過導線和用電器返回到電池的另一端,就組成了一個完整的
電路。
●使用相同的材料,電路可以有不同的連接方法。
過程與方法
●用更多的方法和材料點亮更多的小燈泡。
●觀察、描述和記錄有關的實驗現象。
●用簡易符號表示一個電路的不同部分。
情感態度價值觀
●激發對電探究的興趣。
●發展分析和解決問題的自信心。
(二)教學準備
每小組小燈座2個、電池盒1個、1號電池1節、導線4根、小燈泡2個、記錄紙若干,記號筆1支。
(三)教科書說明
本課教科書中共兩頁,教學內容分為兩個部分。
第一部分:帶燈座的電路
關于電路,學生們已經獲得了一定的經驗,能夠用一根導線、一節電池使小燈泡發光了。在操作的過程中他們會發現:這樣用手來按住導線的兩頭與電池和小燈泡連接,太不方便了,有什么辦法能解決這個問題呢?在本課中,一開始就來解決這個問題。
給每個小組一個小燈座、一個電池盒,引導學生仔細觀察這些元件的構造。電池盒內的兩端分別裝有銅片,并連接外面的兩個接頭,應讓學生注意觀察接頭的彈簧夾、小燈座的螺口,以及旁邊的兩個接線頭,想想這些構造的用處。
了解了這些元件的構造后,能用這些元件使小燈泡亮起來嗎?教科書引導學生用三個步驟進行安裝。
1.在電池盒的兩端各連接好一根導線,把電池安裝在電池盒里。
2.用連接電池的兩根導線的另一端接觸小燈泡,確定能使小燈泡發光。
3.把小燈泡安裝在小燈座上,再連接上導線一我們的小燈泡亮了!
這樣的安裝步驟,特別是第二步,可以強化學生對前一課學到的知識的理解。
對實驗結果進行記錄是科學學習的一種方法。小燈泡亮了以后,要讓學生拿出科學文件夾,把電路用實物圖畫下來。在畫的過程中,學生們會覺得畫實物電路圖比較費時間,這時可以引入一種簡單的方法,即簡單電路圖。要指導學生認識一些簡單的符號,并說明它們分別表示電路中的哪一部分,再告訴他們用線段連接的方法。
第二部分:讓更多的燈泡亮起來
在學生們已經學會使用電池盒、小燈座后,用這些材料來組建一個比較復雜電路的活動就可以開始了。點亮更多的燈泡,意味著要提供比較多的材料。教科書要求用2個小燈泡、2個小燈座,4根導線、電池盒和電池組成電路。教科書中對電池的數量沒有具體的要求,可以先發給每個小組1節電池和1個電池盒,然后根據各小組電路的連接情況,再發給每個小組1節電池和1個電池盒,讓學生探究電池在電路中怎么連接。當新的電路連好時,要讓他們把這些電路畫在科學文件夾上,以便在討論、交流時使用。教師可以從這些圖中,了解學生對電路的掌握情況。
學生已經能讓兩個小燈泡亮起來了,也能夠在電路中使用兩節電池了,這時提出:
我們能連接更多的小燈泡,使用更多的電池,讓小燈泡亮起來嗎?在這堂課上,學生已
經沒有時間去做這樣的嘗試,這個問題可以讓學生根據已有的經驗總結出:只要使用電
池、小燈泡、導線等元件構成一個完整的電路就會使更多的小燈泡亮起來。這樣可以使
學生對電路的認識得到進一步的發展。
(四)教學建議
1.引入。
發給每組1節干電池、1根導線和1個小燈泡,請各小組把小燈泡點亮。根據上一節課的經驗,學生會很容易完成任務。教師可以引導學生討論:我們這樣用手按著來點亮小燈泡,是不是有點兒不太方便啊?一松手小燈泡就不亮了。引導學生想辦法解決這個問題?(可提醒學生觀察或回憶學校和家里的電燈是怎樣安裝的)
2.觀察電池盒和小燈座,學會使用電池盒和小燈座連接電路。
教師逐個出示小燈座、電池盒。先讓學生觀察電池盒和小燈座,并進行討論,這兩
個工具是干什么用的?怎樣使用?請一位學生到前面演示電池盒和小燈座的安裝,教師
可以做如下提示:
(1)安裝電池的時候有什么要提醒大家注意的?
(2)小燈泡是怎么裝到小燈座上的?
(3)導線怎么連?(指出彈簧接線頭的最佳連接方法)
電池盒和小燈座的使用方法也可以在學生觀察的基礎上由教師直接按照教科書上提供的步驟告訴學生,不必對使用方法進行討論。教師邊講解,學生邊操作,保證每個學生都會使用。
當學生能夠使用電池盒和小燈座連接電路,讓小燈泡亮起來后,請一組學生展示他
們的連接實物圖,教師介紹用簡單的符號畫電路圖的方法。
3.讓更多的小燈泡亮起來。
再向學生提供1個小燈泡、1個小燈座、3根導線,讓學生嘗試怎樣使兩個小燈泡同時亮起來。
教學建議一:可以要求學生“先畫電路圖再動手操作”,完成一個“從想到做”的過程。讓學生把設計的實驗方案以電路圖的形式體現出來,然后按照思考后的方案再去動手做。
教學建議二:在通常情況下,學生往往會首先使用教師提供的材料來進行各種嘗試,當嘗試成功后,再去嘗試其他的連接方法。教師提醒學生將各種方法的電路圖畫出來,
以便交流。
根據各小組電路的連接情況,再發給每個小組1節電池和1個電池盒,探究兩節電池在電路中的連接方法,并畫出電路圖。
實驗結束,小組匯報,互動交流。
教師可以給出交流要點,如:小燈泡亮了嗎?用了幾種連接方法?哪種方法更好?
為什么?為什么不同的方法都能使小燈泡同時發光?指出電在電路中是怎樣流動的。
4.活動延伸。
在學生完成匯報后,提出我們能連接更多的小燈泡,使用更多的電池,讓小燈泡亮
起來嗎?引導學生根據已經掌握的電路知識,討論他們的想法,使學生對電路的認識得
到進一步發展。
(五)評價建議
關注學生使用電池盒和小燈座時的操作情況。
收集學生的電路圖。
第4課 電路出故障了
(一)背景和目標
在人們的日常生活中,面臨著許多需要解決的問題。有時問題的解決可能意味著創
造出一些新的事物,但重要的是要掌握一些解決問題的基本思維方式。在這一課中,強
調的就是問題的解決技能。在教師的引導下,學生將經歷發現問題、分析問題和解決問
題的一系列實踐活動,發展學生解決問題的能力。
科學概念
●利用電來點亮小燈泡需要一個完整的電路(通道)。
●電路出故障了,電流就會中斷。
過程與方法
●制作一個電路檢測器。
●應用電路檢測器檢測并排除電路中的故障。
情感態度價值觀
●培養尊重他人意見、敢于提出不同見解、樂于合作與交流的精神。
(二)教學準備
每組2個~3個小燈泡、導線若干、電池、電池盒、小燈座、壞的小燈泡、沒有剝皮的導線、廢電池、形成斷路的電池盒、1套做電路檢測器的材料。
教師準備:一張電路檢測器的掛圖。
(三)教科書說明
第一部分:什么地方出故障
這一部分有兩項主要活動:1.明確回路的概念;2.整理可能造成小燈泡不亮的各種原因。
前面兩課學生要完成的任務是點亮一個或多個小燈泡。小燈泡為什么會亮?這是因為電從電池的一端流出,通過導線和小燈泡,回到這個電池的另一端,形成了一個完整的環路,燈泡就會發亮。如果小燈泡不亮,說明小燈泡中沒有電流通過。本課教科書一開始就讓學生對前面學習的內容進行整理,引導學生在前面學習的基礎上強化有關電路是一個閉合環路的概念。
小燈泡不亮了,是電路中哪一部分出了故障,使電流中斷了呢?首先可以引導學生檢查連接的方法,結合前面的學習,排除連接方法上的問題。在肯定連接方法正確之后,教師可以引出新的問題:為什么連接方法正確而小燈泡卻不亮呢?引導學生來整理造成小燈泡不亮的各種原因。這是發掘學生已有知識和經驗的過程。要給他們一定的時間,盡可能多地分析電路出故障的可能,并做好記錄。
第二部分:做個電路檢測器
學生列舉了電路可能出現的各種故障。他們可能想到的辦法是檢查電路:看看電池盒兩端彈簧夾上的導線有沒有夾緊;電池是否放好了;小燈泡擰緊了嗎;把小燈泡換下來試一試;換一個電池等。他們也會知道用試電筆、萬能表來檢測電路的故障。
這一課學生們將學習用一種新的方法來檢測電路——做一個“電路檢測器”,體驗科學的檢測手段將使我們更為迅速地解決問題。教科書中對做電路檢測器的方法做了具體的說明:把在上節課連接過的簡單電路中的小燈座上的一根導線頭拆下來,另外再連上一根導線,這就是我們的電路檢測器。需要注意的是:做好電路檢測器后,一定要試試靈不靈。
把故障電路的某一部分電路或某一個元件連到電路檢測器的兩個導線頭之間,如果
小燈泡亮了,就說明這部分電路或這個元件是暢通的、沒有故障的,否則就證明這部分
電路或這個元件不暢通、有故障。教科書中的插圖給出了檢測電路和檢測電路中各部分
(小燈泡、導線)的方法。在用電路檢測器檢測電路中的故障時,應當注意以下幾個問題:
1.在檢測電路時,應先把故障電路中的電池從電池盒中取出。
2.檢測故障電路中的電池是否有電,應采用取出電路檢測器的電池盒中的電池,將
故障電路中的電池放在電路檢測器的電池盒里,看看小燈泡會不會亮。
利用排除法進行測試,找出故障的原因,要讓學生再試一次,使小燈泡重新亮起來。
教科書的安全警告提醒學生,要注意安全,不準用它來檢測家用220V的電器電路。
學生在本課中,經歷了一個發現問題、分析問題和解決問題的完整過程。
(四)教學建議
1.引入。
教師可以出示一個能使小燈泡發光的串聯電路,讓學生畫出簡單的電路圖,并說一
說電流是怎樣流動的。強調小燈泡發光是因為在這個電路中形成了一個完整的回路。
然后教師可提供給學生一個出了故障的電路(教師可以準備多個好的和壞了的小燈
泡,有電的和沒電的電池等材料),并提出問題:小燈泡為什么不亮了?引出下面的探究活動。
2.探究活動。
(1)什么地方出故障了?
學生可以分組試一試本組所發材料中的小燈泡能不能亮。教師可以利用材料給學生
創設下列探究情境:電路中,連接2個小燈泡會亮,但是連接3個小燈泡就不亮了;電路中,連接2個小燈泡就不會亮;電路中,連接1個小燈泡也不會亮。在學生實際操作后可引導他們分析與思考:是不是電路出故障了?電路中什么地方出故障了?在整理記錄后可以在全班組織討論,統計共有多少種分析和猜想。
(2)做個電路檢測器。
可以先組織學生討論,用什么辦法來檢測有故障的電路?一般有下面幾種方法。
①檢查法:檢查電路中的連接是否完好。
②替換法:用另外的燈泡、電池、導線等來替換電路中的材料,看看小燈泡是否
能亮。
在此基礎上指導學生按教科書中的提示做一個電路檢測器,并檢驗電路檢測器是否
可以應用。
(3)制訂檢測計劃。
提醒學生用電路檢測器查找故障產生的原因,要邊檢查邊做記錄;最后數一數電路
中一共有幾個地方出故障了。
3.討論交流。
分組匯報,把自己小組的檢測辦法告訴大家,邊說邊演示。然后進行集體的評議。
匯報完畢后,各小組要根據本組查找到的原因排除故障,使小燈泡亮起來。
4.強調安全事項。
電路檢測器只能在實驗室里檢測簡單電路,不能用來檢測220V的電路。
(五)評價建議
1.收集各小組統計出的推測電路可能出現故障的記錄單。
2.觀察學生連接電路時的熟練程度。
3.用電路檢測器檢測電路的故障,需要小組中幾個同學合作才能完成。當各小組開
始用電路檢測器檢測電路的故障時,觀察小組合作的情況,他們是不是能夠進行合作?
合作是否有效?操作能力比較強的學生能不能耐心地幫助有困難的同學。
第5課 導體與絕緣體
(一)背景和目標
通過前面幾課的學習,學生已經獲得了一些關于電、以及電是如何工作的知識。在
這一課中,他們會發現將身邊的物體連接到電路中時,情況是不一樣的。導體是一種允
許電流通過它們的物質,絕緣體是電流不能通過的物質。導體和絕緣體在電路中是同樣
重要的組成部分。在這一課中,學生解決問題的能力將得到進一步的提高。
科學概念
●有的物質易導電,這樣的物質叫做導體;有的物質不易導電,這樣的物質叫做絕
緣體。
●導電性是材料的基本屬性之一。
過程與方法
●根據任務要求制訂一個小組的研究計劃,并完成設想的計劃。
●實施有關檢測的必要步驟,并整理實驗記錄。
情感態度價值觀
●學會與人合作。
●培養尊重事實的實證精神。
●認識到井然有序的實驗操作習慣和形成安全用電的意識是很重要的。
(二)教學準備
為每組學生準備:木片、塑料片、陶瓷、紙板、橡皮、布、絲綢、皮毛、鋼管、玻璃、鉛筆、銅絲、鉛絲、鋁絲(易拉罐)、鐵絲、卷筆刀、硬幣、導線、插座、20種待檢測的物體,1個電路檢測器,1份科學檢測記錄表。
(三)教科書說明
第一部分:檢測身邊的物體是否導
導體與絕緣體是組成電路的重要材料。導線外面包著塑料,導線里面是銅絲,銅絲能讓電流通過,而塑料不能讓電流通過。教科書首先通過引導學生觀察這樣的事實,并運用前面學習到的關于電的知識,讓學生明確,我們身邊的物體中,有些物體能夠導電,而有些物體是不能夠導電的。
教科書以檢測一塊橡皮的導電性作為研究的開始。用電路檢測器檢測一塊橡皮是簡單的,這里的編寫意圖顯然不在于對一塊橡皮的檢測結果,而在于展開一項有價值的研究活動。教科書描述了用電路檢測器檢測一塊橡皮的完整過程,讓學生明確知道這一檢測過程和這樣做的意義,是教學的重點。
預測橡皮能否通過電流使燈泡發亮,把預測記錄在記錄表上,是科學工作者的常用做法。把電路檢測器的兩個檢測頭接觸一下,是為了檢查檢測工具的準確性,若檢測工具出了問題,所有的活動都將失去意義。用兩個檢測頭接觸橡皮的兩端,而不是把兩個檢測頭疊在一起檢測,這是檢測的方法。重復檢測一次,是為了提高檢測的準確性,減少失誤。把檢測時小燈泡是否發亮記錄在記錄表上,這是對四年級學生的一個新要求,今后他們的科學匯報將不再直接面對實物,而是記錄表。可以看出,這項活動對學生科學素養的培養是有一定意義的。它為檢測20種物體是導體還是絕緣體奠定了基礎。
接下來學生開始研究我們周圍的物體中,哪些是導體,哪些是絕緣體。在對這些物體進行的檢測中,應要求學生們按上面的檢測過程開展活動。教科書建議用20種物體進行檢測,目的是讓每個學生都有足夠多的活動材料,有利于學生們的參與,以便學生建立充分的感性認識。提供的這些材料,應是在日常生活中就能找到的,這可以讓學生體會到,我們的身邊處處有科學。在檢測過程中,要強調材料從右邊的盒子內拿出,待檢測完畢后,應放到左邊的盒子里,形成嚴謹、有序的操作習慣。
整理檢測記錄,這是一個從感性認識發展到理性思維的過程。讓學生看著自己的檢測結果,進行分析,并發表見解。教科書給我們提供了一個很好的整理思路:我們小組共檢測了( )種材料:檢測中能使小燈泡發光的材料有( )種;檢測中不能使小燈泡發光的材料有( )種;我們小組預測正確的材料有( )種;我們小組預測錯誤的材料有( )種。
活動的最后部分是引導學生認識導體和絕緣體這兩個概念,并結合記錄單整理出哪些是導體,哪些是絕緣體,并說說導體與絕緣體各自的特點。
第二部分:教室里電器設備的絕緣材料
教科書第二部分設計的活動是在第一部分的基礎上做進一步的研究,是對第一部分內容的理解和應用。可以讓學生們討論,教室和家里哪些地方用到了導體,哪些地方用到了絕緣體?導體和絕緣體各有什么作用?教科書插圖中的學生正在討論:“不要用濕布擦拭,也不能用濕手觸摸電器和開關!”“要好好保護這些絕緣材料。”強調了安全用電的注意事項,同時也強化了學生們對導體和絕緣體的理解。“我們利用導體把電送到人們需要的地方,我們利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。”
(四)教學建議
1.導入。
教師演示簡單電路,通過簡單電路中小燈泡亮與不亮的原因分析,為學生研究導體和絕緣體奠定基礎。這里可以設計以下幾個具體的活動:
●觀察簡單的電路連接,說說電流在電路中是怎么流動的。
●討論將電路中的導線剪斷,會出現什么情況,為什么?
●想辦法重新接亮小燈泡,在此過程中引導學生發現電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。討論為什么電路檢測器的兩個金屬頭接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。這樣可以了解學生對導體和絕緣體的初始認識。
接下來告訴學生:像銅絲那樣容易讓電流通過的物質叫做導體;像塑料那樣不容易讓電流通過的物質,叫做絕緣體。
2.制訂一個“檢測一塊橡皮”的計劃。
與學生共同研討一個“科學規范”的檢測一塊橡皮的研究計劃。針對學生現在的科學探究能力,他們可先自行思考一塊橡皮的檢測過程,然后閱讀教科書“檢測一塊橡皮導電性的過程”,了解每一個步驟的意義。在學生理解“檢測一塊橡皮導電性的過程”的科學與規范性之后,可以指導他們操作檢測一塊橡皮的全過程。
3.檢測20種物體的導電性。
教師在一個材料盤中為學生提供20種供檢測的材料,一張“我們的檢測記錄”表。在檢測前,要求學生對每一種物體是否可以使小燈泡發亮做出預測,然后進行嘗試實驗,并做好檢測記錄,把檢測完的材料放到一個材料盤中。同時要關注每組學生活動的參與性、興趣的持久性,鼓勵他們學會合作。
待所有的檢測都完成后,各組整理分析檢測的結果。
4.表達與交流。
各組在全班匯報交流哪些物體能使小燈泡發亮,哪些物體不能使小燈泡發亮,然后組織全班在觀察的基礎上對20種物體進行分類,并從分類中發現一定的規律,由學生對導體和絕緣體做出自己的描述。
對插頭、卷筆刀等復雜物體可以引導學生進行識別,知道許多物體構成復雜,有的部分能使小燈泡發光,有的部分不能使小燈泡發光。我們常利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。
5.討論教室電器設備的絕緣措施和進行安全用電教育。
引導學生觀察教室里哪些設施是絕緣體做的,哪些是導體做的。描述絕緣材料的用處,理解各種材料的作用。提醒學生要好好保護電器設備上的絕緣體部分,注意安全用電。
(五)評價建議
1.本課為每組同學提供了20種供檢驗的物體,這樣就為每個同學都提供了進行實驗操作的機會。觀察各組學生是否能做到讓每個同學輪流操作實驗。一些操作能力強的學生是否能耐心地指導有困難的同學完成實驗操作。
2.收集各小組的檢測結果記錄單。
3.觀察學生連接電路檢測器時的熟練程度。
第6課 做個小開關
(一)背景和目標
開關是所有電路的重要組成部分,學生每天都在使用各種各樣的開關控制著電路。在前面的學習中,學生一直在采用斷開連接或取下電池盒中電池的方法來斷開電路,他們會感覺這樣做很麻煩。在這一課中,學生將首先觀察手電筒的結構,了解手電筒的開關是怎樣控制手電筒電路的斷開和閉合的,再利用身邊的材料制作一個開關,并用它來控制電路。在制作小開關的過程中,學生要思考小開關的什么地方需要用導體來制作,什么地方需要用絕緣體來制作。
科學概念
●開關可以用來連接或斷開電路,控制電路中電器元件的工作狀態。
●開關有的地方需要用導體來做,而有的地方必須用絕緣體來做。
過程與方法
●利用身邊的材料設計并制作一個簡單的開關,并用它來控制電路。
情感態度價值觀
●培養動手實踐能力和創新意識。
(二)教學準備
為每個小組準備:1只手電筒和相應的干電池,軟木塊(橡皮)1塊、圖釘兩個、曲別針1個,小燈泡1個,小燈座1個、電池盒1個、電池1節,導線若干,紅燈、綠燈和黃燈各1個。
(三)教科書說明
第一部分:觀察手電筒
大多數學生都有用手電筒的經歷,但是可能大多數學生沒有仔細觀察過手電筒。為此,教科書首先安排了手電筒的觀察活動,這是有一定教學意義的。
首先觀察手電筒各部分使用的材料,在這些材料中,哪部分是導體做的,哪部分是絕緣體做的。最好提供外殼透明的手電筒,這樣容易觀察到它的內部結構。這種手電筒的外殼一般是塑料做的,前面燈罩內有一個擰小燈泡的小燈座。小燈座的螺紋將和小燈泡的螺紋連接,并連接一根金屬片,金屬片的另一端連接到開關的一個觸點,開關的另一個觸點連接另一金屬片的一端,這個金屬片的另一端與手電筒后端連接,并將與電池的負極連接。小燈座的底部有一個金屬的接觸點,接觸點和小燈座的螺紋之間用絕緣材料隔開,接觸點的一端和小燈泡下邊的連接點接觸,另外一端和電池的正極連接。
要引導學生認真觀察手電筒里電池和小燈泡的安裝方法,分析電流的路徑,并試著畫出手電筒的電路圖,并同前面學過的接亮小燈泡的電路進行比較。這時學生可能會開始關注到手電筒上的開關。
觀察手電筒的開關,是教學活動的重點。要讓學生通過對開關的操作,體驗開關對手電筒內小燈泡的亮與滅所起的作用。這個活動要注意讓每一個學生都參與,感受開關的功能。學生通過動手實際操作,能夠了解開關的“開”和“關”與小燈泡的“亮”和“滅”之間的關系。在電路圖上標出開關。教科書提供了一張手電筒內部構造的電路圖,圖中表示的是電路斷開的時候。可以引導學生想一想,如果手電筒的電路是通的,圖上的開關該怎樣表示?畫一畫電流是如何從電池的一端通過開關和小燈泡回到電池另一端的。
第二部分:做個小開關
明白了手電筒的開關原理之后,為自己制造的電路設計一個開關來自由控制小燈泡的亮和滅,是學生們感興趣的。
教科書上的插圖展示了學生可以制作的小開關的樣子,并提示利用回形針可以做成扣式開關和按壓式開關。當學生自己設計和制作完成小開關后,可讓他們把小開關連接到一個簡單電路中,檢驗他們制作的小開關能否控制小燈泡的亮與滅。
紅綠燈裝置不過是用一個開關來交叉控制兩個電燈而已。教科書首先讓學生嘗試組裝一組紅綠燈裝置,要求能用一個開關來控制紅綠燈的亮與滅。在裝好紅綠燈后,要啟發學生思考如果要在紅燈變綠燈、綠燈變紅燈的中間亮起一盞黃燈的話,應該怎么辦?這實際上是要在一個開關控制兩個電路的基礎上,再增加一個電路,用一個開關控制三個電路。
第三部分:各種各樣的開關
隨著科學技術的發展,為了人們使用方便,也為了滿足一些用電器的工作需要,現在的開關可以說是五花八門。教科書提供了幾種不同類型的開關圖片,讓學生了解這些開關是怎樣在用電器中控制電流通斷的。布置學生調查家里用電器的開關是什么樣的,這些開關是怎樣控制電路通斷的。
(四)教學建議
1.引入。
可以先讓學生回憶點亮小燈泡的電路是怎樣的,檢查學生對回路的已有認識,隨機
出示回路的簡圖。然后啟發學生思考,在生活中,如果一個回路就這樣一直連著,會出
現什么問題?怎樣才能自如地控制小燈泡的亮和不亮呢?
2.探究活動。
(1)觀察手電筒。
可以先組織學生觀察手電筒的組成材料,討論為什么有些地方要用導體,有些地方
要用絕緣體。然后觀察手電筒的構造,比較它和小燈泡的電路有什么相同和不同。其中
特別要注意引導學生觀察并操作手電筒的開關,體驗開關是怎樣控制小燈泡的亮和滅的。
(2)做個小開關。
提供給每一組一個斷開的電路,小組討論用什么材料來控制小燈泡的亮和滅。然后
利用身邊的材料,討論并設計制作一個小開關,然后在全班展示交流。
利用每組準備好的材料,小組合作制作一個能交叉控制紅綠燈的電路。推測一下,
什么時候紅燈亮,什么時候綠燈亮。實驗成功之后,再要求學生在控制紅綠燈裝置的電路中,增加一個連接有黃燈的電路,使紅燈變綠燈、綠燈變紅燈的中間亮起一盞黃燈。
在全班的交流匯報活動中,可以引導學生有順序地說明下列問題:在小組活動中發現了哪些問題,解決了哪些問題,還有哪些問題沒有解決。一共運用了幾種小開關的制
作方法。自己設計的紅綠燈是怎樣控制的,和生活中的紅綠燈有什么區別。
3.延伸與拓展。
介紹幾種不同的開關,如遙控開關、拉線開關、閘式開關、活動開關等。布置學生
課后調查家里用電器的開關是什么樣的,這些開關是怎樣控制電路的。
(五)評價建議
收集各小組制作的小開關。
觀察學生能不能用他們設計并制作的小開關來控制電路。
第7課 不一樣的電路連接
(一)背景和目標
很多的用電器其實就是一個“黑匣子”,我們只能看到它們外面的樣子,而難以看到它的內部結構。但不管多么復雜的用電器,都是由一些簡單電路通過不同的連接方式組合而成的。在本課,學生將用電路檢測器探究接線盒內部的電路是怎樣連接的,并探究不同電路連接方法的區別,觀察、描述、發現不同電路的特點。
科學概念
●如果電能從一點流到另一點,兩點之間一定有導體連接,這兩點之間就構成一個電的通路,否則就是斷路。
●串聯電路和并聯電路是兩種用不同連接方法組成的電路。
過程與方法
●用電路檢測器檢驗接線盒內電路的連接情況。
●嘗試用不同的方法連接電路,并在反復觀察和實驗中發現不同連接方式的特點。
情感態度價值觀
●培養勇于挑戰、繽密推斷的態度。
●樂于交流自己的觀點。
(二)教學準備
為小組準備:1個電路檢測器、兩個4個接線柱的盒子(其中一個只有一組通路,另一個有三組通路)、實驗記錄單;1節電池(配電池盒)、1個小燈泡(帶燈座)、導線幾根。
(三)教科書說明
第一部分:里面是怎樣連接的
在這部分活動中,學生將研究一個盒蓋上有四個接線柱,內部連有導線的封閉盒子。盒子內部導線是如何連接的,不能直接看到,學生只能使用電路檢測器,推測出盒子里面電線的連接情況。這部分活動的目的是讓學生在經歷探究的過程中,學會根據檢測記錄推測盒子里面的導線是怎樣連接的。
教科書首先安排了觀察一個有四個接線柱的接線盒,盒蓋上面分別用數字表示四個接線柱的號碼。打開盒蓋觀察到1號接線柱和3號接線柱用導線連接在了一起。蓋上盒蓋,用電路檢測器來檢驗,只有當電路檢測器的兩個線頭同時接觸1號和3號接線柱的時候,小燈泡才會亮。這個活動主要是讓學生明白盒子外面和盒子內部的關系,為后面的檢測活動做鋪墊。
另外一個和前面類似的接線盒,在不打開盒蓋的條件下,利用電路檢測器檢驗出接線柱內部的連接情況。教師給每組發的接線盒的內部連接情況應相同。活動分兩個階段:檢測并記錄檢測結果和根據檢測結果推測盒內導線的連接情況。檢測和記錄檢測結果的關鍵是怎樣才能做到任意兩個接線柱之間都進行了檢測,不遺漏也不要重復檢測。啟發學生按照一定的順序檢測。有了檢測結果之后,根據檢測結果推測接線盒內部是怎樣連接的,是一項非常有趣而又有一定智力挑戰的活動。讓學生把推測的結果先畫出來的時候,學生會發現其實推測結果不是唯一的。可以讓學生把他們的推測都畫出來。
各組匯報自己的推測結果,并說出推測的依據。由于推測的結果不同而又都能說出充分的依據,學生會認識到根據推測得到的結論,即使推測的依據是充分的,結果也不一定是確定的。
第二部分:比較兩種不同的電路連接
這部分教學的關鍵是讓學生了解并聯電路和串聯電路在連接方法上的本質不同。教科書安排了兩個活動。
活動一:兩節電池的不同連接方法。提供給每組學生兩節電池、兩個電池盒、1個小燈泡、1個燈座和4根導線,要求學生用這些材料組裝兩種不同的電路。鼓勵學生們試一試。在試的過程中學生們會發現,有兩種不同的連接方法。一種是串聯,一種是并聯。學生們還會發現串聯和并聯小燈泡的亮度是不同的。怎么會這樣呢?教師可以作適當的講解:1節電池的電壓是1. 5伏,兩節電池串聯起來的電壓就是3伏,所以小燈泡就比較亮;兩節電池并聯在一起電壓還是1. 5伏,所以小燈泡不太亮。
活動二:兩個小燈泡的不同連接方法。提供給每組學生兩個小燈泡、兩個小燈座、1節電池、1個電池盒和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路。學生同樣會發現兩個小燈泡可以并聯,也可以串聯,而且發現串聯時兩個小燈泡比較暗,并聯時兩個小燈泡比較亮。教師可以向學生作適當的講解:兩個小燈泡串聯時,1節電池的電壓平均分配給兩個小燈泡,每個小燈泡兩端的電壓就是1節電池電壓的一半,所以小燈泡比較暗;兩個小燈泡并聯時,兩個小燈泡兩端的電壓和電池的電壓相同,所以比較亮。
(四)教學建議
1.里面是怎樣連接的。
活動一:關于第一個接線盒的研究
發給每組1個接線盒,觀察接線盒外面的4個接線柱及對應的數字標號,再打開盒
蓋,看到1號和3號接線柱在盒子的里面是用導線連接在一起的。蓋上盒蓋,讓學生討論一下,如何用電路檢測器檢驗出哪兩個接線柱之間是通路?哪兩個接線柱之間是斷路?然后用電路檢測器實際檢測一下,看看檢測結果是不是和前面觀察到的一樣。
活動二:檢測、推測第二個接線盒內導線的連接情況
發給每組另外1個接線盒,說明盒子上面的4個接線柱在盒子里面是有導線連接的。
不打開盒子,直接用電路檢測器來檢驗,能知道哪兩個接線柱之間是通路嗎?
學生先討論檢測順序,然后再開始檢驗,并把檢驗結果記錄在表格中。
檢驗完后,根據檢驗結果推測接線盒內的連接情況,把推測結果畫在記錄紙上。
組織各小組匯報推測結果,并討論哪種推測是合理的。
然后打開接線盒,讓學生看看里面到底是怎樣連接的。
2.比較兩種不同的電路連接。
活動一:電池的兩種不同連接方法
發給每組兩節電池、兩個電池盒、1個小燈泡、1個燈座和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡亮起來,看看有幾種不同的方法。
啟發思考:在不同的兩種方法中,你有什么發現。學生匯報后,教師作適當講解。
活動二:小燈泡的兩種不同連接方法
發給學生兩個小燈泡、兩個小燈座、1節電池、1個電池盒和4根導線,要求學生用這些材料組裝不同的電路,讓小燈泡都亮起來。看看能有幾種方法。
啟發思考:在不同的連接方法中,你有什么發現?學生匯報后,教師作適當講解。
“比較兩種不同的電路連接”這一活動,在教學中還可以采用讓學生直接用教師提供的材料,按照教科書上的電路連接方式連接電路,重點放在讓學生觀察兩種連接方法有什么不同,觀察小燈泡的亮度有什么不同上。這樣做更有利于讓學生發現并聯電路和串聯電路的本質不同。
(五)評價建議
1.觀察各組的檢測記錄單,看看他們的檢測是否是按照一定的順序進行的。
2.在討論他們的推測結果的過程中,評價他們的思維推理能力和敢于質疑、提出不同見解的能力。
四、教學案例
“生活中的靜電現象”教學活動設計
(一)體驗靜電現象
1.引入。
出示:充滿氣的氣球(氣球上裝飾人的頭部的圖案)。
談話:同學們,今天老師給大家帶來了一個漂亮的氣球小朋友,可是,她很煩惱,因為她覺得自己沒有頭發,老師想請一位同學來幫助她,誰想讓她擁有和你一樣健康漂亮的發型呢?
用氣球的頂部與學生的頭發相摩擦,然后吸引桌面上的小紙條。
談話:哈!真不錯啊,小氣球變得真漂亮?你知道這是為什么嗎?
學生對為什么小紙條能粘在氣球上發表各自的意見。初步了解學生對靜電現象的初始想法。
2.交流更多的生活中常見的靜電現象。
你還見到過哪些類似的現象呢?班級交流生活中見到的靜電現象。
請同學們利用身邊的物體找一找靜電現象。學生利用教室中的物品(如文具等)通過摩擦的方式體驗靜電現象。班級交流。進一步了解學生對靜電現象的認識。
小結:這些都是靜電現象,靜電存在于我們身邊的一切物質之中,包括我們人類自身在內的生命體和非生命體。
我們再來看一下自然界中的其他靜電現象。出示課件:常見的靜電現象。
(二)了解不一樣的電荷之間的相互作用
靜電既然存在于所有的物質之中,為什么我們通常感覺不到物體帶電呢?
1.認識正負電荷。
出示課件:正電荷和負電荷。
講解:物質同時帶有兩種電荷,正電荷和負電荷。由于正負電荷數量相等,所以物質不顯示帶電。當物質受到外力作用(如摩擦)時,物體表面的電荷發生了轉移,正負電荷數量不一樣了,物體就顯示帶電了。
2.認識不同的電荷及電荷之間的相互作用。
在前面認識的基礎上,教師可以用資料的形式(有條件的可以配合電腦動畫)向學生介紹靜電現象產生的原因。
然后,通過分組觀察兩個實驗,探究電荷之間的相互作用。
活動一:用羊毛制品摩擦充氣氣球后,再用這個氣球的摩擦面靠近頭發,觀察有什么現象發生。
活動二:讓兩個都用羊毛制品摩擦過的充氣氣球相互靠近,觀察有什么現象發生。
當學生觀察了上面的兩個實驗后,組織學生對上面兩個實驗中觀察到的現象進行整
理和分析。整理和分析的步驟如下。
(1)教師出示氣球和頭發的示意圖,結合學生對第一個實驗現象的觀察幫助學生進行整理和分析:如果氣球和羊毛制品摩擦后,氣球帶正電荷,羊毛制品應該帶什么電荷?當氣球再去接觸頭發時,你觀察到什么現象?同時完成示意圖。
(2)兩個都和羊毛制品摩擦后的氣球帶什么電荷?當它們相互靠近后,你觀察到什么現象?學生獨立完成示意圖,并結合示意圖對自己觀察到的現象進行解釋。
兩個摩擦后的物體,有時相互吸引,有時相互排斥,這時引導學生對這一現象進行完整的解釋。教師可引導學生把這一現象和以前學習到的磁鐵知識進行類比,加深學生對電荷之間相互作用的理解。
3.游戲:我們都是小電荷。
利用正負電荷模型,模擬電荷交換的過程。當模型呈現出帶電時,要與遇到的同學
相互判斷吸引或排斥,并且說出來,如果是吸引則相互交換電荷,排斥則繼續與其他同
學交流,直到使模型中的正負電荷相互平衡為止。
(三)電流的形成和電源
出示課件:電流和電源。
1.認識電流。
剛才的游戲中,同學們代表的小電荷都是運動起來的,那是因為摩擦時電荷從一個物體轉移到另一個物體上,并使物體產生靜電。在接觸的過程中,電荷相互作用趨于平
衡,但是,不能持續流動,要使電荷流動起來,需要讓導線上所有的電荷同時流動。
2.認識電源。
要幫助電荷流動起來,還需要提供動力裝置,這個動力就是電源。
總結:這節課,我們簡單了解了有關靜電的一些知識,并且知道了流動的電荷形成電流,才能使我們的用電器正常工作,在接下來的課程中,我們還會繼續了解電的奧秘!
“導體與絕緣體”教學活動設計
(一)情境導入,初步認識到物體可以分為導體和絕緣體
1.教師出示一個電路檢測器。談話:上節課我們共同制作了電路檢測器,我們先來
檢查一下這個電路檢測器好不好使。在此過程中引導學生發現電路檢測器的兩個金屬頭
接在一起,小燈泡會亮,而把外面的塑料皮接觸在一起或把一根導線的金屬頭和另一根
導線的塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。當小燈泡亮時,引導學生說一說電流在電
路中是怎么流的。
2.討論為什么電路檢測器的兩個金屬頭連接在一起,小燈泡會亮,而把兩根導線外
面的塑料皮接觸在一起或把金屬頭和塑料皮接觸在一起,小燈泡就不會亮。
(設計意圖:簡單電路演示,通過簡單電路中燈泡亮與不亮的原因分析,了解學生對導體和絕緣體的初始認識)
3.說明導線里的銅絲能讓電流通過,那我們說銅絲容易導電,像銅絲那樣容易導電
的物質叫做導體。(板書)而導線外面的塑料不容易讓電流通過,像塑料那樣不容易通過
電流的物質,叫做絕緣體。(板書)
(設計意圖:出示導體、絕緣體概念,為后面的物體的導電性檢測奠定基礎)
(二)制訂一個“檢測一塊橡皮”的計劃
1.(出示一塊橡皮)橡皮是導體還是絕緣體呢?光靠猜是不行的,必須通過實驗檢測才行。那么怎樣利用電路檢測器來檢測橡皮的導電性呢?給大家3分鐘時間,一起來商
量怎樣去做。(小組討論,并制訂研究計劃)
2.交流匯報。(學生匯報時邊說、邊做,其他同學仔細聽,提不同意見或對意見補
充,當有好的意見時及時追問為什么)
(設計意圖:讓學生先制訂一個檢測計劃,全班交流,并試著讓他們自己去補充、糾正、相互評價,日的是了解學生現有的科學探究能力)
3.根據學生的匯報和補充,整理出一個規范的檢測程序,進一步引導學生明白每個
程序的意義所在。
(設計意圖:在進行實驗檢測前,對檢測方法的指導是非常重要的,通過討論、匯報的形式,與學生共同研討一個“科學規范”的檢測一塊橡皮的研究計劃,日的就是保證檢測數據的準確性,這是科學課的根本特征)
4.根據要求重新檢測橡皮的導電性。小燈泡亮了嗎?說明橡皮是導體還是絕緣體?
(設計意圖:親自經歷檢測一塊橡皮導電性的過程,學會并理解一種科學規范的檢測方法,為后面的檢測活動奠定基礎)
(三)檢測身邊20種物體的導電性
1.在我們身邊還有哪些物體容易導電呢?今天為大家準備了20種物體,請你按照檢
測要求一個物體一個物體的來檢測它們的導電性,并把檢測結果記錄下來。
(發材料,學生活動,在檢測前要求學生對每一種物體是否可以使小燈泡發亮做出預測,然后進行嘗試實驗,把檢測完的材料放到材料盤中,并做好檢測記錄。等全部材料都檢測完畢后,根據檢測記錄上收集到的信息,進行整理和分析)
(設計意圖:提供足夠多的材料,為的是讓每個學生都獲取足夠多的感性認識,創設良好的探究氛圍,能依據檢測一塊橡皮的“科學規范”的計劃去檢測更多的物體,能對所收集的信息進行整理與分析,并提出問題)
2.交流匯報。
(1)說說通過檢測,哪些物體能使小燈泡亮,是導體;哪些物體不能使小燈泡亮,是絕緣體?(提出不同實驗結果)
(2)在檢測時,有沒有出現預測與檢測結果不一致的情況?(追問為什么會預測錯)(對插座等進行判斷,知道插座有的部分是導體,有的部分是絕緣體)
(3)說說你們通過檢測發現導體和絕緣體在材料上有什么特點?
(設計意圖:建立平等、自由、認真、有序的科學報告會氛圍,參與交流與質疑,體現學習的共同體。同時對導體、絕緣體概念加深認識,明確材料的特點,初步形成尊重事實的實證精神和認真細致的探究習慣)
(四)討論教室里電器設備的絕緣措施和進行安全用電教育
導體和絕緣體是組成電路的重要材料,你來找找在我們教室中與電有關的物體哪些地方用到了導體,哪些地方用到了絕緣體?這樣選擇材料有什么好處?(學生尋找、交流)
(設計意圖:日的是讓學生積累一些感性經驗,加深對導體和絕緣體的認識,并注意安全用電)
(五)總結
人們利用導體把電送到人們需要的地方,利用絕緣體阻止電流到人們不需要的地方。為保障我們的安全,我們在生活中要做到安全用電,保護絕緣體。
(總評分析:總之,本課是一堂典型的科學探究活動課。在本課的活動中注重引導學生檢測物體是否導電的“科學規范”性,悉心引導學生經歷一個科學探究過程。重視學生對所收集的信息進行整理與分析,并提出問題,從而發現規律,形成科學概念,促進學生的思維由具體形象向抽象邏輯過渡,真正實現小學科學課程的教學目標——提高學生的科學素養)
五、參考資料
愛迪生
愛迪生(1847~1931),美國發明家。他未受過正規教育,是一位自學成才的科學家,畢生從事電學實驗研究和發明工作。一生中有2000多項發明,被稱為發明大王。留聲機、電話、電燈都是他發明的。
雷電實驗
1752年7月的一天,天空烏云密布,一場雷雨即將來臨。這時,美國科學家B.富蘭克林正帶著他的兒子放風箏。風箏是用絲綢做的,頂端豎著一根細鐵絲,這根細鐵絲與細麻繩相連,繩的末端系了一把銅鑰匙。當電閃雷鳴時,富蘭克林感到手中一陣麻木,
他立刻掏出絲綢手i泊裹住麻繩,另一只手靠近系在麻繩上的鑰匙,這時藍白色的火花又向他手上擊來。“天電”被引下來了!實驗的成功,使他萌發了用金屬吸引雷電的念頭,并因此發明了避雷針。
電荷
經過摩擦的物體,如塑料筆桿、玻璃棒,能夠吸引輕小物體,我們就說這些摩擦過
的物體帶了電荷。這些電荷靜止在物體上,這類現象叫做靜電現象。
人們最早注意到的靜電現象是摩擦起電。公元1世紀,我國學者王充在《論衡》一書中記述了“頓牟掇芥”。“頓牟”指玳瑁的甲殼。“掇芥”的意思是吸引芥子之類的輕小物體。古希臘人也發現了琥珀等物體經摩擦后能吸引草屑等輕小物體的靜電現象。歐洲文藝復興時期,由于思想的解放,人們對自然的好奇心很強,靜電現象重新受到關注。英國學者吉爾伯特崇尚實驗研究,發現許多物體都有跟玻拍一樣的性質,并把這類物體叫做“琥珀體”。
在大量的摩擦起電實驗中,人們發現:電荷有兩種,正電荷和負電荷。用絲綢摩擦
過的玻璃棒帶正電荷,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負電荷。電荷的多少叫做電荷量,用
Q(q)表示。在國際單位制中,電荷量的單位是庫侖,簡稱庫,用符號C表示。通常,正電荷用正數表示,負電荷用負數表示。庫侖是一個很大的單位,通常一把梳子與衣袖
摩擦后所帶的電荷量不到百萬分之一庫侖,但閃電之前在巨大云層中積累的電荷量可以
達到數百庫侖。
物質的原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的。原子核的正電荷數量與周
圍電子的負電荷數量一樣多,所以整個原子對外表現為電中性。在摩擦起電過程中,一
些被原子核束縛得不緊的電子轉移到另一個物體上,于是失去電子的物體帶正電,得到
電子的物體帶負電。在用絲綢摩擦玻璃棒時,玻璃棒上的電子跑到絲綢上去了,玻璃棒因缺少電子而帶正電,絲綢因有多余電子而帶負電。
除摩擦外,其他的方法也可以使物體帶電。把帶電荷的物體移近不帶電的導體,可
以使導體中的正負電荷分開,使電荷從導體的一部分移到另一部分,導體就表現出帶電
性,這種現象叫做感應起電。
經過長期研究,人們認識到,電荷之間存在著一種叫電場的物質,電荷之間是通過
電場發生作用的。只要有電荷存在,電荷的周圍就有電場。電場的基本性質是對其中的
電荷有力的作用。
電荷守恒定律
大量事實表明:電荷既不能創生,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一個物體,
或者從物體的一個部分轉移到另一個部分,在轉移的過程中,電荷的數量不變。這個結
論叫做電荷守恒定律,是物理學中重要的基本定律之一。
雷電
暴風雨時,空中的閃電是一種放電現象。閃電一般發生在云和陸地或兩塊云層之間
這些閃電的溫度可高達3萬攝氏度,閃電會擊斃人畜,釀成火災。
避雷針
避雷針是截留閃電并將電流導入地下,以保護建筑物不被閃電擊毀的金屬棒。由于
閃電往往擊打相鄰地區的最高物體,所以金屬棒應放置在建筑物的最高點,并用低電阻
電纜與地連接。避雷針提供的錐形保護區,其地面半徑相當于避雷針距地面的高度。
電池的發明
1791年的一天,意大利科學家伽伐尼發現,只要用銅絲和鐵絲將青蛀的腳與暴露的
神經連起來,就能使死青蛀的腿抽動起來。科學家伏打繼續這項研究后發現,當兩種不
同的金屬用各種鹽或酸溶液分隔時,就會產生電。他在實驗中,把銅片和鋅片分別放在
鹽水里,并把兩個金屬片用導線連接起來,在儀器上就顯示出有電流通過,這就是最早
的電池。后來,電壓的單位被命名為伏特,用V表示。
燈泡為什么會發光
燈泡會發光是由于在燈泡內有一根由金屬鎢做成的細絲,稱作“鎢絲”。當我們打開電源時,電流會通過燈絲,使燈絲產生熱而不斷提高溫度,由紅色轉成白色。燈絲被燒紅時所發出的強烈光線就是我們看到的“燈光”。
導體
容易導電的物質叫做導體。各種金屬材料都是導電的好材料,所有傳輸電的導線都是用金屬做的。金屬中以銀的導電性能最好,但是它比較貴重,用它來做導線成本太高,所以導線用銅來做。銅的導電性能也很好,而且礦藏量也比較大。金屬所以能導電,是因為金屬里有一些電子脫離了原子核的勢力范圍,它們可以在金屬里自由移動,叫自由電子。電就是靠自由電子的移動來傳導的。導體并不只有固體,液體也能導電,在水中加點鹽,導電性能就會好得多。干電池中糊狀的液體,蓄電池中的溶液都是很好的導體。液體導電靠的是液體中帶電的離子。同樣道理,平時不導電的空氣,如果比較潮濕,空氣中就會產生大量離子,這時它也能導電了。
絕緣體
絕緣體也叫“非導體”,是不導電的物質。像玻璃、塑料、橡膠、木頭、棉花、陶瓷等都是不容易導電的,因為它們里面的電子被原子核緊緊拉住不放,只能圍繞原子核轉動,不能在原子空隙間自由移動,它們里面又沒有其他可以自由行動的帶電粒子,所以不容易導電。為了安全用電,又避免電白白地漏掉,人們在導電的銅線外面包了一層不導電的塑料。
但是,絕緣體并不是絕對不導電。在某些條件下,絕緣體也可能變成導體。非常純
凈的水,如蒸餾水,它是不能導電的,如果在水中放進了雜質,成了普通的水,就變成
電的良導體了。干布是不導電的,但濕布就能夠導電。如果不懂這個道理,用濕抹布去
擦電燈開關、燈頭、插座,就容易觸電。
短路
指將電路中電勢差比較大的兩點用一根很短的導線連起來。因為短導線的電阻小到
接近零,根據歐姆定律,這兩點間的電流將一下子變得很大,結果會把電路中的用電器、電表、電線等燒壞。電路短路的危險性很大,一定要注意防止。
但是在日常生活中,短路的作用又是十分有益的。例如:在高樓房頂上都有避雷針,
它是金屬做成的,有金屬導線將它與地相連。當空氣中的雷電擊中它時,它立即將電傳
到地下,保護房屋不被雷電擊毀。因此,避雷針與地的通路一定要暢通無阻,最好是短路。
偶然發明的手電筒
康拉德·休伯特在100年前從俄國移民到美國,并發明了手電筒。一天,休伯特下班回家,一位朋友自豪地向他展示了一個閃光花盆。原來,他在花盆里裝了1節電池和1個小燈泡。電門一開,燈泡照亮了花朵,顯得光彩奪日。休伯特看得人了迷,這件事給他以啟示。他有時在黑暗中走路,高一腳低一腳很不方便;就在不久前他還不得不提著笨重的油燈到漆黑的地下室找東西。他想,如果能用電燈隨身照明,不是實用方便嗎?于是,休伯特把電池和燈泡放在一根管子里,結果第一個手電筒問世了。
觸電和觸電事故
當通過人體的電流強度較大時,就會發生觸電事故。1毫安的電流通過人體時,會感覺發麻。當電流不超過10毫安時,觸電人自己可以擺脫電源,不致造成事故。電流在20毫安~25毫安的時候,就會使人感到劇痛,甚至神經麻痹,肌肉劇烈收縮,自己無法擺脫電源,有生命危險。如果電流達到100毫安時,很短時間就會使人窒息,造成死亡。
最常見的觸電事故是照明電路引起的。由于人體直接或間接跟照明電路的火線連通,較強的電流通過人體而造成傷害。
因接觸照明電路而觸電的事故有兩種。一種是人站在地上,一手接觸火線,這時電
流從火線通過人體流入大地;另一種是人的兩手分別接觸火線和地線,盡管人站在絕緣
體上,照樣有很大的電流通過身體,會造成事故。
新的生命
一、單元概述
在前面的科學課中,學生們已經觀察認識了生命體的特征,建立起了生命體的概念,
并通過種植風仙花、養蠶等活動,認識了動植物的一生所要經歷的主要生長過程及其變
化,建立起了生命周期的概念。在此基礎上,本單元試圖幫助學生建立起繁殖的概念。
讓學生認識到,生物物種并不以生物個體的死亡而結束,它們可以通過繁殖產生新的生
命,使物種得以延續。通過本單元的研究學習,可以為學生以后研究生物與環境、生物
多樣性打下基礎。
新生命的誕生是學生非常感興趣的,對于本單元的核心概念——“繁殖”——學生理解起來也并不困難。但是要真正研究生物的繁殖過程或繁殖方法,學生們會感到比較
陌生和困難。因此,教科書從學生比較熟悉的植物的花開始,研究開花植物是怎樣繁殖
的,進而研究動物是怎樣繁殖的。
第1~5課為本單元的第一部分,是幫助學生認識開花植物的繁殖方式。
第1課,觀察研究活動從觀察油菜花開始。油菜花的構造典型、簡單。本課通過解
剖、觀察油菜花,讓學生初步了解花的基本構造。
第2課,觀察各種各樣的花,認識花在構造上的多樣性和相同性(一般的花都有花
蕊——雄蕊和雌蕊),建立起花的構造和果實與種子的聯系,知道植物開花是為繁殖做準備的。
第3課,細致觀察雄蕊和雌蕊,了解它們在形成果實與種子中的作用,知道給花傳粉的意義。
第4課,通過觀察油菜果莢和多種植物的果實,了解不同的植物有不同的傳播種子的方式,植物種子的某些特點適合于用這樣的方式來傳播種子。
第5課,觀察發芽的蠶豆,了解種子的內部構造以及種子萌發的必要條件。
第6~7課為本單元的第二部分,是幫助學生認識動物的繁殖方式。通過認識動物的
卵、卵的孵化過程及哺乳動物的繁殖方式,幫助學生建立起“繁殖也是動物的共同特征,不同的動物有不同的繁殖方式”的概念。
二、單元教學目標
科學概念
●繁殖是生物的基本特征。動物和植物都需要通過繁殖延續物種。
●許多動植物在繁殖方式上具有相似性,植物的花和動物的卵都要經過受精后才能產生新的生命。
●花是植物的繁殖器官,花的特殊構造使它能夠承擔生產種子、繁殖新生命的任務。
●植物種子和動物卵的構造是與它們發育新的生命的作用相適應的。
●植物傳播種子的方式是多種多樣的,植物傳播種子的方式與植物的果實和種子的結構是有聯系的。
過程與方法
●用解剖的方法觀察花和種子的內部構造。
●用適當的形式記錄花的變化過程和果實的生長過程。
●按一定順序對雌蕊和雄蕊這樣更細小的結構進行觀察。
●持續觀察種子發芽的變化過程。
●經歷觀察卵的構造和青蛀卵的孵化過程。
情感態度價值觀
●保持探究新生命產生的奧秘的好奇心。
●養成認真細致、堅持觀察的科學態度。
●認識到自然界的生命是生生不息的,繁殖對于每個物種的延續都至關重要
三、分課時教學建議
第1課 油菜花開了
(一)背景和目標
生物在其生長變化的過程中,其物種并不因生物個體的死亡而結束,生物可

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