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第四单元《能量》大单元整体教学设计
教材版本 教科版（2017） 单元（或主题）名称 能量
单元主题 小明想制作一个桌面吸尘器来清理自己书桌上的细小物体。制作之前，他遇到了困难：利用什么原理来制作吸尘器？需要什么材料？这些材料容易获取吗？怎样制作吸尘器？同学们，我们一起来帮助小明解决这些困难吧～
课标要求 核心概念：能的转化与能量守恒 学习内容： 4.1能的形式、转移与转化（5~6年级）：知道动能、声能、光能、热能、电能、磁能等都是能得形式，了解这些能得相互转化现象。 4.2能源与可持续发展（5~6年级）：了解太阳能、水能、风能、地热能、化石能源等能源。 学业要求： 知道自然界中存在多种形式的能，如动能、声能、光能、热能、电能、磁能等，不同形式的能可以相互转化。 能对自然界存在的各种形式的能进行简单分类，能简单解释能得转化现象 能设计并实施调查活动，说明能的转化现象。 感受自然界不同形式的能相互转化的奇妙之处；意识到能源的开发和使用关系到生产生活的方方面面，以及新能源、绿色能源开发的重要性。
教材分析 本单元引导学生从回顾身边的能量表现形式入手，选择了学生最熟悉的电和磁为切入口展开对能量的认识和探索。能量守恒定律和转换定律渗透在每一课的学习中，另外还涉及了新能源的开发和低碳环保生活方式。 本单元总共有7课，分别是《各种形式的能量》、《调查家中使用的能量》、《电和磁》、《电能和磁能》、《电磁铁》、《神奇的小电动机》和《能量从哪里来》。教材一开始从学生熟悉的驱动汽车的能量引入，引导学生了解身边的能量形式，使学生知道能量使物体发生了变化，初步感知能量；接着引导学生通过调查、分析、统计等方法，发现家中的各种能量表现形式、来源和转换，初步养成节能的意识；然后引导学生“重演”奥斯特发现电产生磁的过程，从中寻找、思考电和磁转换的依据，培养学生逻辑思维能力；引导学生制作电磁铁，帮助学生进一步了解电能和磁能之间的转换；引导学生实际、验证电磁铁磁性强弱与线圈圈数、电流大小的关系，培养学生科学论证的能力；引导学生探索小电动机的结构，感受能量转换，提升对能量的新认知。最后，通过食物链理解太阳能，通过动手实验、查阅资料等方式了解电能的来源和转换，完善“能量”概念的建构。 整个单元以“能量”为研究支点，以生活实例为研究载体，引导学生用“转换”的观念把声、光、热、电、磁等多种能量形式联在一起，在生活调查、资料查阅以及大量实验探索的积累过程中，逐渐充实对“能量”的认识。
学情分析 六年级的学生已经接触过“能量”这个词，并对能量有了一定的感性认识，知道任何物体工作都需要能量，如果没有能量，自然界就不会有运动和变化，也不会有生命。但是，学生的头脑里还没有形成关于能量守恒和转换的相关科学概念。
单元目标 1.科学观念： 通过观察讨论，认识到自然界存在声、光、电、热、磁等各种能量的表现形式。 通过实际调查和查阅资料，了解生产生活中的能量形式多种多样，能量之间可以相互转换，并储存在一些物质中。 通过实验研究，知道电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 通过对比实验，理解改变电池正负极的连接方式或改变线圈绕线方向，会改变电磁铁的南北极。 通过对比实验，知道电磁铁的磁力大小与线圈匝数、电流大小等因素有关。 通过食物链的分析，理解太阳的能量对生物的意义，了解太阳能是生活中可利用的一种清洁、可再生能源。 2.科学思维： 通过分析、比较、概括等方法，展示对能量概念、能量转换的理解。 掌握分类的基本要求，对自然界存在的各种形式的能进行简单分类，简单解释能得转化现象。 针对具体问题提出假设，基于交流情境提出观点，建立证据与假设或观点之间的联系。 分析科学实验中的变量控制。 3.探究实践： 能通过观察讨论、实际调查、查阅资料、实验研究等多种方法，寻找能量存在及像话转换的证据。 亲历奥斯特实验、电磁铁搬运大头针实验、改变电磁铁南北极实验、电磁铁磁性强弱对比实验、小电动机工作原理探索实验等，经历科学探究过程，领悟科学探究中各个要素的特征。 经历围绕问题设计方案、动手实验收集数据、同伴研讨解释现象的合作探究过程。 学会用分部观察和整体观察的方法研究小电动机的构造。 4.态度责任： 在好奇心的驱使下，乐于调查、探索生活中的各种能量表现形式及能量之间的相互转换。 具有基于证据和推理发表个人见解的意识，愿意与他人合作，善于倾听他人的意见，体会到合作的必要性和重要性。 能主动倡导珍惜能源、节约能源，并有具体的行为表现。 初步了解生活中的各种能量表现形式对自认环境、人类生活和社会发展的影响，体会合理利用能源，保护人类赖以生存环境的重要性。 初步体会人类生活和社会发展需求是推动新能源开发与应用的动力，反之新能源的创新应用又能促进社会的发展。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析 3.对能量来源、能量转换的综合测试性评价 围绕单元和主题目标 1.分层设置单元测试 2.解决制作桌面吸尘器的困难。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务（或问题） （一般1-2个）达成评价1实验课各种形式的能量1.通过交流与探讨，知道自然界中各种能量的表现形式。 2.通过对汽车的运动分析，知道机械能可以使物体运动起来。1.哪些能量形式可以让车动起来？ 2.能量有哪些形式？ 1.知道各种能量的表现形式。 2.能找出各种形态能量可以转化成机械能。 3.知道机械能可以使物体运动起来。1实验课调查家中使用的能量1.通过调查交流，知道家庭里经常使用的能量形式有声能、光能、电能、热能、磁能、太阳能等。 2.通过调查、分析，了解每一种能量形式都需要付出一定的经济成本和环境代价。1.日常生活中，我们家里使用了哪些能源？能量之间发生了哪些形式的转换？ 2.提出一些节能的建议。1.知道家里使用的能量形式。 2.能了解使用能源时会付出相关的经济成本和环境代价，提出合理的节能方法。 1实验课电和磁通过亲历直导线实验探究建构通电导线周围产生磁性的认识。 1.通过奥斯特实验，你有什么发现？ 2.电和磁之间能否相互转化？你的依据是什么？1.建构通电导线周围产生磁性的认识。 2.能够通过分析建立电和磁之间可以转换的解释。1实验课电能和磁能通过自制电磁铁，理解并能描述电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质；通过搬运大头针，知道电能和磁能可以互相转换，也能从一个物体转移到另一个物体；通过测试电磁铁南北极实验，知道电磁铁像磁铁一样也有南北极，且改变电流方向会改变电磁铁的南北极。了解电磁铁通电实验现象。 用电磁铁搬运物体，能量是怎样转移的？在这个过程中能量是怎样转化的？1.能描述电磁铁具有接通电流产生磁性、断开电流磁性消失的性质。 2.知道电能和磁能可以互相转换，也能从一个物体转移到另一个物体。 3.知道电磁铁像磁铁一样也有南北极，且改变电流方向会改变电磁铁的南北极。1实验课电磁铁通过对比实验，知道电磁铁的磁性强弱和线圈匝数、电流大小有关系。电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小有怎样的关系？ 1.通过对比实验，认识到电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关：匝数少磁性弱，匝数多磁性强；电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流小磁性弱，电流大磁性强。 2.能设计对比实验研究线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。1实验课神奇的小电动机通过按步骤做探究小电动机工作原理的实验，能说出电动机的工作原理：用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动。1.小电动机的工作原理：用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动。 2.哪些地方用到了电动机？1.知道小电机的工作原理：用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动。 2.能说利用电动机的地方。 1实验、讨论课能量从哪里来1.用已有的知识和经验通过逻辑推理思考太阳能的作用，了解太阳能是自然界最大的能量来源。 2.通过观察、实验和阅读资料，知道电能是其他形式的能量转换而来的。 3.知道能量有多种形式，能相互转换，可以储存在一些物质中。1.我们知道哪些发电的方法？能量又是怎样转换的？ 2.说一说对能量的新认识。1.知道发电的方法以及能量转换。 2.能说出对能量的新认识。
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第七课时《能量从哪里来》教学设计
一、教学目标
科学观念
1.通过观察分析图示，知道太阳是自然界最大的能量来源。
2.通过研讨电能的来源和转化，了解电能是由其他形式的能量转换来的。
3.通过分析太阳的能量是怎样传递到地球上的，知道能量有多种形式，能相互转换，可以储存在一些物质中。
科学思维
1.通过分析、比较、概括等方法，展示对能量来源和转换的理解。
2.能形成植物光合作用和食物链的动态图景，分析太阳的能量是怎样传递到地球的。
3.具有基于手摇发电机的结构，理解怎样使小电动机发电点亮小灯泡。
4.运用归纳推理的方法，概括各发电站的能量转换。
探究实践
1.用已有的知识和经验通过逻辑推理思考问题。
2.通过观察、实验和阅读资料认识电能的来源。
态度责任
1.乐于探索生活中各种能量之间的相互转换。
2.能够以事实为依据做出相应的判断。
3.了解科学技术的发展和应用影响着社会的发展。
二、教学重难点
重点：通过分析太阳能的传递和电能的转化，建构不同能量之间是可以相互转化的概念。
难点：通过亲历小电动机能发电的体验活动，发现小电动机可以成为发电机，并分析其中的能量转换。
三、评价任务（根据需要设计评价量规）
1.根据所给的任务情境，提出有价值的方法来初步解决问题。
2.活动一：“太阳的能量是怎样传递到地球上的”小组表现性评价量表。
评价量表1
评价标准 小组自评 师评
能仔细观察分析图示，用能量转换或转移的形式来分析“太阳的能量是怎样传递到地球上的”，并做好记录得2★。 （ ）★ （ ）★
能分析得出“太阳的能量是通过食物链和食物网传递到地球上的”得1★。 （ ）★ （ ）★
能理解并表述“太阳能是所有生命活动的能量来源”得1★。 （ ）★ （ ）★
小组合作：“小组四人分工明确，都积极参与到活动中来”得2★；“小组分工不明确，但能完成任务”得1★。 （ ）★ （ ）★
3.活动二：“探究电能是从哪里来的”小组表现性评价量表。
评价量表2
评价标准 小组自评 师评
会使用手摇发电机点亮小灯泡得1★。 （ ）★ （ ）★
能根据手摇发电机的结构，了解小电动机发电点亮小灯泡需要让小电动机转动得快一些得4★。 （ ）★ （ ）★
会利用齿轮和尼龙绳转动小电动机点亮小灯泡得2★。 （ ）★ （ ）★
发现小电动机转动越快，发电越多得1★。 （ ）★ （ ）★
小组合作：“小组四人分工明确，都积极参与到活动中来”得2★；“小组分工不明确，但能完成任务”得1★。 （ ）★ （ ）★
4.活动三：“研讨电能来源和转换”小组表现性评价量表。
评价量表2
评价标准 小组自评 师评
能说出电能的来源，每说出两个得1★。 （ ）★ （ ）★
能准确说出电能来源转换的能量，每说出一种得1★。 （ ）★ （ ）★
能认识到并表述出电能是由其它形式的能量转换而来的得1★。 （ ）★ （ ）★
小组合作：“小组四人分工明确，都积极参与到活动中来”得2★；“小组分工不明确，但能完成任务”得1★。 （ ）★ （ ）★
4.通过阅读资料，评价学生自主学习的能力、分析解决问题的能力。
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）情境导入 师创设情境：同学们，我们已经知道桌面吸尘器中的小电动机的作用，也知道了桌面吸尘器工作时的能量转换。要制作桌面吸尘器，让小电动机动起来的能量从哪里来？ 预设：电池。 师：电池在工作时，能量是如何转换的？ 预设：化学能→电能。 师肯定学生的回答，指出事实现象并提出问题：能量无处不在，时刻在发生转换。这些能量之间是如何进行转换的呢？ 师引出课题并板书课题：能量从哪里来。 教师通过制作桌面吸尘器的情境，引导学生说出小电动机的能量来自哪里、电池工作时的能量转换，提升学生分析问题的能力。教师又通过描述事实：能量无处不在，时刻在发生转换，引出本节课的研究主题。 教师观察学生的活动参与程度及回答，给予学生及时的鼓励。
（二）探究活动 评价活动一：太阳的能量是怎样传递到地球上的 师引导学生思考：上午第三节课的时候，有些同学肚子饿了，无法注意力集中学习。同学们，这个时候肚子饿的同学需要做什么事情，才能再继续认真学习？ 预设：吃点充饥的食物。 师：也就是说食物可以维持我们身体的各项活动。 师提出问题：食物中的能量来自哪里？ 师引导学生阅读书本P74植物图示，交流食物中的能量来自哪里？ 预设：来自土壤、来自太阳。 师：土壤为植物提供了什么样的能量？ 预设：土壤为植物提供生长的环境，为植物提供水分、矿物质等。 师：太阳的能量是通过什么作用传递给植物的？ 预设：太阳的能量通过植物的光合作用储存在植物体内。 师：阳光在植物的生长中起到什么作用？ 预设：阳光能为植物的生长提供能量。 师PPT出示学习任务：研讨太阳的能量是怎样传递到地球上的？并完成记录： 研讨“太阳的能量是怎样传递到地球上的”记录单 1.参照上图，请填写分析每一级能量名称及形式。 能量转化或转移过程：（ ）→（ ）→（ ）→（ ）。2.根据上图能量的转化和人类摄食情况，分析太阳的能量是怎样传递到人身上的？ 填写太阳能转移到人身体内的过程：（ ）→（ ）→（ ）→（ ）。结论：太阳的能量通过（ ）传递到地球上的。
生小组合作，研讨交流，完成记录单。 师引导小组汇报展示，一小组汇报完成，小组内先补充，其他小组再补充。 预设： 1.参照上图，请填写分析每一级能量名称及形式。 能量转化或转移过程：（太阳能）→（植物的生物能）→（鹿的生物能）→（狮子的生物能）。2.根据上图能量的转化和人类摄食情况，分析太阳的能量是怎样传递到人身上的？ 填写太阳能转移到人身体内的过程：（太阳能）→（植物的生物能）→（人体的生物能）或（太阳能）→（植物的生物能）→（动物的生物能）→（人体的生物能）。结论：太阳的能量通过（食物链和食物网）传递到地球上的。
教师补充：地球上的生物都会进行呼吸作用，消耗能量。 师小结：太阳能是所有生命活动的能量来源。 评价活动二：探究电能是从哪里来的 师过渡：我们每天摄食，从食物里获取能量。同时，每天我们要使用电来帮助我们完成各项工作和学习，比如教室里的电脑、电灯、空调，它们都需要电能。 师提出探究问题：电能从哪里来？ 生根据经验猜测（预设）：电能可能来自电池，比如爸爸妈妈使用的手机；电能也可能来自发电厂，比如我们教室里使用的用电器。 师肯定学生的回答，拿出手摇发电机，引导学生小组合作，体验用手摇发电机发电，点亮小灯泡。 生小组合作，用手摇发电机点亮小灯泡。 小组完成体验，师引导小组交流：手摇发电机里有什么结构，手摇动时，小灯泡就可以发光？ 预设：有一个小电动机。 师出示一个小电动机，提出挑战任务：同学们，我们把这个小电动机连接到小灯泡的两端，转动小电动机的轴，能不能点亮小灯泡？ 小组领取小电动机，用小电动机发电，发现（预设）：很难让小灯泡发光。 师引导学生观察比较手摇发电机和手转动小电机的区别，发现（预设）：手摇发电机里有齿轮，大齿轮带动小齿轮转动，小齿轮速度会变快，而大齿轮连接的是手柄，小齿轮安装在小电动机的轴上。转动小电动机点亮小灯泡，必须让轴转动得快。 师出示一个齿轮和一根尼龙绳，引导学生自己想办法利用这两种材料，让小电动机快速转动。 生小组合作，边操作边思考方法（预设）：将齿轮套在小电动机的轴上，在齿轮上缠绕多圈尼龙绳，快速拉动尼龙绳。 教师巡视指导，有困难的小组，适当引导。 小组完成小电动机发电，师引导学生交流发现。 预设：小电动机能发电，转动越快，小灯泡越亮，说明发电越多。 师引导学生说一说：小电动机在发电过程中，能量是如何转换或转移的？ 预设：手的机械能→小电动机的机械能→电能→小灯泡的光能和热能。 师小结：当电动机被用来发电时，它就是发电机了。发电站就用发电机来发电，我们生活中使用的电绝大部分来自发电站。 评价活动三：研讨电能来源和转换 师PPT出示电能来源和转换的记录表： 电能的来源转换的能量输出的能量形式电能
同学们，上课开始的时候，大家都说桌面吸尘器工作的能量来自电池，电池是将化学能转化为电能。 师引导小组记电池这种电能来源及其能量转化： 电能的来源转换的能量输出的能量形式普通电池化学能电能
师PPT展示水力发电站、热电站、风力发电站和核电站的图片，引导学生小组合作，观察分析这些发电站用什么能量发电。并在“电能来源和转换”记录表中做好记录。 小组完成观察分析以及记录，师引导小组汇报交流，其他小组补充，预设： 电能的来源转换的能量输出的能量形式普通电池化学能电能水力发电站水能（水的机械能）热电站热能（化学能）风力发电站风能核电站核能
师以热电站为例，表述“能量又是怎样进行转化的”： 热电站发电的过程是用煤烧锅炉，化学能变成热能并把热量传给水，高温、高压的水蒸气带动蒸汽轮机转动，热能变成动能，蒸汽轮机带动发电机发电，动能就变成了电能。 教师引导学生利用课余时间查阅资料，了解“水力发电站”“风力发电站”“核电站”的能量是怎样进行转化的。 师根据各小组的记录表，小结：电能是由其他形式的能量转换来的。 活动一：本活动通过分析植物的光合作用和食物链，引导学生充分发挥自主学习和交流沟通的能力，从图中寻找信息，发现解决问题的答案。教师引导学生根据图片的分析和结合实际人类摄食的情况，明白我们人体的能量是通过食物链逐级传递过来的，而能量的最终来源是太阳。让学生在观察分析中，学以致用，并建构起能量有多种形式储存在物质中，能相互转换，能从一种物质转移到另一种物质的科学观念。 活动二：教师引导学生经历手摇发电机、小电动机点亮小灯泡，经历由操作简单发电到操作困难发电，旨在让学生能够仔细观察和分析，想要点亮小灯泡，小电动机转动要快，越快，小灯泡越亮。引导学生思考小电动机发电过程的能量转换，认识到当小电动机用来发电时，就叫做发电机，并为后面的研讨生活中的电能来源和转换做好了铺垫。 活动三：研讨活动以上课开始的电池为切入口，引导学生联系生活，思考其他电能的来源，用什么能量来发电。教师补充热电站的能量转化过程，激发学生课后去寻找其它发电站的能量转换过程，培养学生知识迁移的能力，达到学以致用的效果。 活动一：教师通过引导学生研讨太阳的能量是怎样传递到地球上的，考察学生的自主学习和交流沟通的能力、观察分析能力。并引导学生完成评价量表1。 活动二 教师通过引导学生探究电能是从哪里来的 ，考察学生的观察分析能力和动手实践能力。并引导学生完成评价量表2。 活动三 教师通过引导学生研讨电能来源和转换 ，考察学生的观察分析能力和学以致用得能力。并引导学生完成评价量表3。
（三）生活应用 师引导学生书本P75的资料： 这是一架无人驾驶飞机，它巨大的机翼上有大面积的太阳能电池板，能吸收足够的太阳能并将其转换成电能，维持电动螺旋桨的运转，使飞机能在工控中飞行。 生说一说无人驾驶飞机飞行过程中能量的转换和转移。 预设：太阳能→电能→磁能→螺旋桨的动能→飞机的机械能。 通过阅读资料，交流无人机飞行过程中的能量转换和转移，提升学生自主学习和分析解决问题的能力。 通过阅读资料，评价学生自主学习的能力、分析解决问题的能力。
（四）知识总结 学生自主设计思维导图，总结归纳知识点。 帮助学生学会设计思维导图，通过导图总结归纳本节课内容。 教师考察学生运用思维导图进行归纳总结的能力，及时给予评价。
四、成果集成
学生通过观察分析图示，知道太阳是自然界最大的能量来源；通过研讨电能的来源和转化，了解电能是由其他形式的能量转换来的；通过分析太阳的能量是怎样传递到地球上的，知道能量有多种形式，能相互转换，可以储存在一些物质中。
五、作业设计
【知识技能类作业】
1.太阳能小汽车，是将（ ）转化成电能。
A.热能 B.太阳能
C.核能 D.电能
2.手摇发电机发电时，是将（ ）转化为（ ）；此时的小电动机被称为（ ）。
3.下列说法不正确的是（ ）。
A.自然界中最大的能量来源是太阳
B.绿色植物进行光合作用，把太阳能转换成生物能储存起来
C.用尼龙线拉动小电动机时，使热能转化成电能
D.我们每天吃的米饭里含有化学能
4.请将电能的来源与转换的能量用线连起来。
风力发电站 核能
火力发电站 化学能
核电站 风能
水力发电站 水能
答案：1.B。2.机械能；电能；发电机。3.C。
4.
风力发电站 核能
火力发电站 化学能
核电站 风能
水力发电站 水能
【综合实践类作业】
电磁起重机为什么磁性那么强，竟能吸起一辆小汽车？小马达的电磁铁在哪里？有什么特点？......课后可以去查阅一些资料，验证自己的解释和猜想。
板书设计
7.能量从哪里来 太阳能是所有生命活动的能量来源。 电能是由其他形式的能量转换来的。
七、教学反思
根据新课标，我创设了用什么让桌面吸尘器中的小电动机转动起来的问题情境，引出电池，并说一说电池的能量转换，从电池延伸到生活中的用电器需要电能，引出能量从哪里来的探究问题。活动一是通过观察分析图示，从植物的光合作用和食物链，了解到太阳能是所有生命活动最终的能量来源。活动二是用小电动机来发电，认识到功能不同，小电动机叫做发电机。活动三是联系生活实际，讨论记录电能的来源和转换。并通过阅读资料和课后的查阅资料以及设计制作活动，让学生能学以致用，不断深化科学思维。
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