教科版四年级科学下册2.点亮小灯泡教学设计

教科版四年级科学下册点亮小灯泡教学设计
【教材分析】
本单元从《电和我们的生活》这一课题开始，整理已有的电的知识，并引发出关于电的各种各样的问题，而学生真正研究电是从《点亮我的小灯泡》这一课开始的，这节课中学生将通过使用简单的电池、导线使小灯泡发光，并且探究使小灯泡发光的不同连接方式，激发探究电的兴趣，为后续学习拉开序幕。本课的教学目的不是用多种方法点亮小灯泡，而是探索电在这个装置中是怎样流动的，也就是电流经的路线—电路，并让学生初步建立电路的概念，从而在后面的几课中不断去巩固这一概念。教材分为三个部分，第一部分聚焦手电筒是怎样亮起来的，第二部分探索小灯泡的结构以及如何让它亮起来，第三部分展示研讨亮起来的小灯泡电流的流动路线，即初步建立电路概念。
【学情分析】
点亮小灯泡对四年级的孩子来说，看起来很简单，但实际上有很多东西值得研究。有的学生拿到导线、电池很快就能使一个小灯泡亮起来，有的学生根本不会点亮小灯泡，他们不知道电路是一个回路。所以引导学生了解小灯泡的结构很重要的，当了解小灯泡的结构后，再提供给学生一根导线、一节电池、一个灯泡去点亮小灯泡。这一活动看似简单，但他们将在活动中认识电、电路，想象电流是怎样流动的，他们会提出更具挑战性的问题。并尝试着用更多的连接方法使像小灯泡亮起来。
【教学目标】
科学观念：
1.只有电流流过灯丝时小灯泡才会发光。
2.利用电来点亮一只小灯泡需要一个包括电池、导线在内的完整的闭合回路。
3.一个完整的电路可以使用相同的材料，而用不止一种方法建立起来。
4.电池两端直接用导线连接在一起，就会发生短路。
科学思维：
1.观察并描述小灯泡的构成要素，分析并表达小灯泡各部分的作用。
2.敢于根据现象，重组思维，做出大胆的想象与推测。
探究实践：
1.用电源、导线和小灯泡连接简单电路。
2.能准确讲述并反思自己的探究过程和结果，初步具有交流评价的意识。
3.观察、描述和记录点亮小灯泡的实验现象，分析实验现象，得出结论。
态度责任：
1.体会对周围事物进行有目的、细致地观察的乐趣。
2.敢于根据现象做出大胆的想像与推测。
3.激发进一步探究电的兴趣。
【教学重难点】
重点：掌握小灯泡的各个组成部分
难点：利用电来点亮一只小灯泡需要一个包括电池、导线在内的完整的闭合回路。
【教学准备】
为每组学生准备：1只小灯泡，1节1.5v的干电池，1根导线，科学活动手册。
教师准备：小灯泡的剖面模型图，电池和小灯泡的图片。
教学过程
一、聚焦：创设情景（预设3分钟）
今天的科学课老师将带你们去到19世纪中期，我们一起去看看吧。（看视频）
在一代一代科学家的努力下，小灯泡诞生了，你想不想让他亮起来呀。你觉得还需要什么？
（设计意图：用灯泡的科学史进行导入，让学生感受到一代一代科学家的努力付出，从而也激起学生对小灯泡的兴趣，让学生想要点亮小灯泡。进而引导学生思考点亮小灯泡还需要什么材料。通过学生的回答，出示本节课的材料。教学时，这个环节很流畅，可以看出这样的设计既符合学生的认知又顺应了学生的思维。）
二、探索：点亮小灯泡（预设18分钟）
活动1：尝试让小灯泡发光。（3分钟）
1.万事俱备，接下来就可以去试一试了。我想选一名本班最聪明的同学来挑战让小灯泡亮起来一次，挑战时间为一分钟。
2.为什么他没有成功？
(设计意图:本环节设计的理论依据是建构主义理论，通过一名学生尝试点亮小灯泡的情景，充分调动学生的兴趣和已有知识经验。从而也让学生开始思考怎样点亮小灯泡，进而生长出新的知识点。在没有任何知识的铺垫学生在短时间内很难成功。从而开始分析他失败的原因。让学生知道在认识新事物时，我们首先应该仔细观察它，并学习它的基本知识。从而生长出新的知识点。)
活动2：了解小灯泡、电池和导线的结构（5分钟）
灯泡的结构：（1）灯丝：小灯泡中能够发光发亮的部分。它是一种耐高温的金属丝，在通电以后能够发光、发热。
（2）金属架：将灯丝架起来的部分，金属架是由耐高温并且导电的金属丝制成，它在固定灯丝的同时能够将电流导入灯丝。
（3）连接点：在金属架的外部安装了一个能够导电，带有螺纹的金属壳，用来保护、固定金属架。金属壳侧面和下端有两个凸起的小圆点。两个小圆点和不同的导线连。
（4）玻璃泡：玻璃罩子是玻璃泡，它能够很好地保护灯丝，同时又不影响它的发光。一般，在玻璃泡里充有氮气、氩气等气体，用于延长灯丝的寿命。
(设计意图：此时的学生脑海中想点亮小灯泡，他们的重点会放在观察小灯泡的连接点上。但是由于金属螺旋的遮挡，学生看不到内部的连接情况，借助同伴李依萍老师制作的灯泡剖面模型就让学生更直观看到灯泡内部的连接情况。)
电池的结构：金属铜帽端是正极，另一端是负极，当导线直接与电池的正、负极相连，而没有经过小灯泡时，就会造成短路。短路时，电池中的电会很快消耗完，并且电池还会在一瞬间发热变烫，甚至可能爆炸。所以，避免出现短路。
活动3：尝试让小灯泡发光（10分钟）
（1）同学们已经了解它们的结构，你怎样连接可以使小灯泡发光？请大家将你们的方案画在记录单上。
（2）交流分享学生的连接方法。
（3）请小组长领取材料，按照你的连接的方式试一试，哪些连接能够让小灯泡发光？在能发光的图下面打勾。
（4）学生实验。（设计意图：交流讨论环节，学生们表达自己的想法。经过了讨论，充分点燃学生的学习兴趣，再给学生提供一根导线，一个小灯泡，一节干电池让学生以小组的形式进行尝试，组间和组内同学们点亮小灯泡时欢喜的心情感染着周边的同学，让学生们的探究热情高涨。学生实验时，动态地收集学生能点亮小灯泡的方法，并让学生板书到黑板上，这种做法不单能加快学生之间的竞争，也能让同学们更好的去探究点亮小灯泡的其他方法。）
三、研讨：实验发现（预设12分钟）
1.分析交流：同学们，刚刚在同学们实验过程中老师收集了几种能点亮小灯泡的方法，请同学们找找小灯泡点亮的秘密？
2.学生讨论并发言。
3.师生小结
出示定义：电从电池的一个正极流出来，通过导线流到小灯泡的一个连接点，再经过与连接点相连的金属架流到灯丝，再从另一个金属架流到另一个连接点，通过连接这个连接点流回到电池的另一极。电在这样一个闭合的，往复的路径里流动。电流过的路径就是电路。
4.出示四幅图，通路、短路和断路的辨别。
（设计意图：本环节设计的原理是认知学习理论，对点亮小灯泡的内在性质进行讨论交流，从而有所顿悟，让学生自己表达出来，避免与这一问题情境不相干的想法。再通过通路、短路和短路三种情景的判断，从而提高学习迁移的能力。）
四、总结拓展：（预设5分钟）
1.通过这节课你学到了？感受到了？你还想做什么？
（设计意图：课堂总结环节，让学生回顾学习的内容，重视学生的情感态度，着重培养学生的想象力和创造力）
2.观看视频，复习回顾这节课。
教学反思
本节课教学环节流畅，教学设计符合学生的认知水平，我的反思有以下几点：
1.动态板书展示学生的成果方式效果更好。
本节课通过小组探究的形式一次得到几种点亮小灯泡的方法。学生在实验时，老师巡查课堂，当有学生成功点亮小灯泡时，邀请同学上台来板书他们的方法。其他同学在他们的刺激和启发下，速度也加快了，很快就有第二种、第三种……。以前我总是让学生完成实验后，再汇总学生的方法，时间长，效率低，学生的积极性也不高，采用动态板书的方式正好解决了这个问题。
2.合适的教学用具能更好的突破难点。
在认识小灯泡的时候，但是由于金属螺旋的遮挡，学生看不到内部的连接情况，借助同伴李依萍老师制作的灯泡剖面模型就让学生更直观看到灯泡内部的连接情况。学生很容易想到这两个连接点可能对我们点亮小灯泡很重要。这也是本节课材料选择的突破点。
3.充分尊重学生的想法会有意想不到的收获。
本次实验，只给学生准备了一根导线，学生要点亮小灯泡就必须有一个连接点与电池的正极或者负极直接相接，从而让电流过。由于距离太短，学生感受不到电的流动。实验环节，二组的一个同学问我多要了一根导线时，我随口问了句为什么，他说一根把电从送出去，另一根把电收回来。他的解释让我豁然开朗。我给了他导线，最后在实验汇报环节，他把电流的流动方向说得很清楚。这位同学通过两根导线分别连接电池的正、负极和小灯泡的两个连接点，一根导线从电池正极出发，把电送给灯泡，另一根导线从灯泡出发，把电再收回电池的负极，这样电的流动更加的清晰。下一次设计本节课时，我也应该多给学生准备一根导线，顺应学生的思维的发展。
教学实录
师：同学们，今天老师要带你们看看十九世纪的科学家在研究些什么？
播放十九世纪科学家研究灯泡的视频
师：同学们，在十九世纪时,科学家们在研究些什么？
生（齐声）：灯泡
师：今天老师也带来了经过一代一代科学家努力研究出来的钨丝小灯泡，现在我想把这个小灯泡给你，你想干什么
生：想点亮它
师：今天我们一起来学习点亮小灯泡.（板书：点亮小灯泡）
师：那点亮小灯泡，你们需要些什么？
生：需要电线和电池。
师：为什么？
生1：电线必须作为一个导体，将电导入到灯泡中，没有电小灯泡亮不起来，有了电线的话,就可以了
师：你说的有道理嘛，现在老师提供给你电源和电线这两样东西，谁能把它点亮？好，我们班那位既聪明又勇敢的同学，请你来上台来试一试。老师给你一分钟时间，看你能不能挑战成功？（投屏让所有同学一起观摩）
师：好，时间到了，你等一下，老师想采访一下。你觉得为什么没有点亮小灯泡？
生：电池的电导不出来？
师：你有这个疑问是不是？挺好的，请回座位，谁还想补充一下？你说。
生：他这里的电路没有形成一个通路，所以小灯泡亮不起来。
师：你真的很厉害，还知道通路这个名词。
师：同学们，怎么把电给小灯泡呢 还有我们这个小灯泡，怎样能够接到电呢？最主要的原因是我们对他们还不太了解？我们中国有句古话叫做知己知彼，才能百战百胜。那现在我们是不是要先了解一下小灯泡呢？接下来老师给你们两分钟的时间，请每一组的材料员将一号信封拿出来观察一下小灯泡。
（一分钟的时间观察小灯泡的结构）
师：同学们，谁先来说说小灯泡？最后面那个男生
生：就是把电线要放到这里，然后把电输进去。
师：你觉得是连接螺旋的金属壳这里，就可以输电进去是不是？同学们关注到了这个点，老师这里呢，也有一个灯泡的剖面模型，他可不可以输电进去呢？我们把它打开看看，它连接的什么？
生（齐）：灯丝
师：是的，灯丝连着两根电线，一个是连接这个金属壳，还有一个连接的是灯泡的底部。那你们觉得这两个地方有什么用？
生：输电进去的
师：那你觉得应该怎么连？
生：需要将电线连到这两个点上。
师:是的，只有连接了这两个点我们的电才能进入小灯泡内，这两个点，我们叫做连接点，连接灯丝的两根小柱子叫做金属架，它也可以（支撑灯丝）还可以（导电）。最外面是我们的（玻璃泡）。
师：接下来请一个同学从上往下给我们介绍一下小灯泡。
生：最上面是玻璃泡，然后是灯丝，接下来是金属架，接下来是这两个连接点。
师：说得很完整。刚刚我们已经了解了小灯泡，接下来我们来了解一下电池。后面同学请你说
生：正极和负极。
师：正极在哪里，负极在哪里
生：上面+号就是正极，下面-号就是负极。
师：同学们，对电池，很了解嘛，但是老师还想告诉你们，正极他能把电输出去，而负极就能把电给收回来。
师：但是电池也有一个很难受的时候，就是把它的正极和负极直接用导线连接起来，我们的电池就短路了，短路的时候他会发烫发热，甚至有可能会爆炸，所以在实验中同学们要尽量避免出现短路现象。
师：这两个物品我们已经了解完了，接下来我们来看看导线，熟悉吗？生：熟悉，比平时我们见到的电线比它细小一点。
师：是的，它里面是我们的铜丝，外面是塑胶壳，它能导电。那同学们，现在我们已经了解了他们，你想怎么样使这个小灯泡发光呢？下来老师给你们两分钟的时间，小组讨论，把你们的想法记录在实验单的第一项中，开始吧！
师：好，同学们都有自己的想法，那你们想不想来试试啊？
生：想
师：那你们心情是跃跃欲试还是迫不及待？
生：迫不及待。
师：好，请材料员把我们的二号材料拿出来，开始实验，实验时间八分钟。
二组的同学：老师，我们点亮了。
师：请你把你的方法板书到黑板上来
二组的同学：老师能再给我一根导线吗？
师：为什么
生：一根把电送出去，一根把电收回来
师：嗯嗯……好
（依次有小组点亮了小灯泡，教师巡回指导）
师：如果点亮小灯泡的方法跟黑板上不一样的，请举手
师：还有其他方法吗？再试一试，如果有跟黑板上不一样的方法，请同学上来板书。
四组举手：亮了（老师查看，并请同学上台板书）
十组举手：亮了（老师查看，并请同学上台板书）
八组：老师，老师，看我们的。
师：仔细看看黑板上有没有这种方法？
八组同学：没有哦
师：请你们把你们的方法贴到黑板上
师：抓紧时间还有最后的一分钟
师：最后二十秒，材料员可以开始收材料了
师：同学们，刚刚你们的小灯泡亮了吗？刚刚在你们实验中，老师也收集了几组同学的连接方法。这些方法，他们都点亮了小灯泡，请同学们仔细观察找找小灯泡，点亮的秘密？
生：这个电流是从正极流到小灯泡，然后再从负极流回去
师：怎样流到小灯泡？
生：一根导线连到小灯泡的一个连接点，再从另一个连接点连接负极，电从负极流回电池
师：我觉得你字用得很好，一个连接点，另一个连接点，还有电池的正极和负极。我们来观察下，刚刚这位同学说，电从电池的正极，然后连接灯泡的一个连接点，然后另一个连接点要连接负极，我们来看看这几个图是不是这样？
生：是的
师：咦，这里有个图不一样，我们再讨论。首先，老师要说一下，为什么他们组有两根线？因为刚刚做实验的过程中呢，他们找老师多要了一根导线，所以他们的连接呢，有两根导线。接下来我们再来看看他们连接方法，跟我们刚刚说的方法一样吗？
生：不一样
师：哪里不一样？
生：另一个连接点没有连到电池的负极。
师：是的，他们能点亮小灯泡吗？
生：能
师：请这一组同学上来试一试吧，看看他们这种方法能不能点亮小灯泡？
师（投屏展示）：合作真的很重要，两个同学配合地非常的默契。
师：你们连接方法和你们的图有点不一样哦！这个图是不是需要改改？那请你们自己来。
师：他们改好了，那以后我们看看跟我们刚刚讲的规律是不是一样呢？
生（齐声）：是的
师：好，谢谢这两位同学的展示。同学们刚刚我们发现了小灯泡点亮的秘密主要是我们的电能够从电池输送到小灯泡，然后再回来，形成一个闭合的回路。我们一起把这个过程梳理一下。
生：电从电池的一个正极流出来，通过导线流到小灯泡的一个连接点，再经过与连接点相连的金属架流到灯丝，再从另一个金属架流到另一个连接点，通过连接这个连接点流回到电池的负极。电在这样一个闭合的，往复的路径里流动。电流过的路径就是电路。
师：接下来老师这里有四幅图，老师给你们一分钟的时间，快速判断一下这四幅图能不能亮？
师：有速度快的，没关系我们等一等
师:好，可以了，第一幅图谁来说？
生：第一幅图可以点亮。
师：说说电流是怎么流的呢？
生:电从一个连接点连到了灯丝，然后再回到了负极。
师：像这样电能流通的路，我们称为通路。接下来第二个，请你说说？
生：能点亮，也是通路
师：同学们学习你能力真强。接下来第三个
生：不可以点亮，
师：为什么？
生：它的导线是连接的不是小灯泡的另一个连接点。应该连着那个铁的地方，这样不然会短路
师：有道理吗？这种现象叫做短路，把电池的正负极直接相连的时候，小灯泡电流直接从电池的正极流回了电池的负极，没有通过小灯泡。
最后一幅图，请你来说说，
生：不可以
师：为什么
生：导线连到了电池的上面。应该连到电池的负极
师：还有想说的，请你来说
生：这个叫断路
师：你的知识很丰富呀，是的，这个叫断路。断路就像我们刚刚看到这个电路一样，它的电路是断开的，像开关呀，还有导线没接好啊，电器损坏呀，或者没安好等等，整个电路呢，都是处于断开的一个状态，电流是不能够通过的。
师：那同学们通过今天这节课，你学到了什么？请你用下面的这个句式来说一说这一节课你的收获。请你来！
生：通过这一节课，我知道了怎样点亮小灯泡，我感受到了科学家他们制作灯泡的不容易。我觉得，我觉得这节课很有趣，我还想再点亮一次小灯泡。
师：还请位同学来说说
生：通过这节课，我知道了小灯泡的内部结构，感受到了科学家们当时的辛苦，我觉得这种办法点亮小灯泡有一定的危险性，我还想看看电池的内部结构。
师：你刚刚说有危险性，你想不想改变这种现象呢？
生：想
师：你有什么方法吗？
生：就是找种装置，橡胶做的，不导电，把灯泡和电池放进去。
师：真不错，还有自己的创新！还有没有想说的？
生：通过这节课，我知道如何点亮小灯泡，我感受到了电的流动，我觉得电灯泡更大的话会更亮，还想试试大一点的灯泡，
师：老师这里要提醒一下同学们，我们电池的电是1.5伏，对人体是安全的，但如果是家里的家里插座的电是220伏，对人体是伤害很大的，所以一定要注意不能轻易的尝试，那通过这一节课，我感受到我们81班同学的热情，也感受到了你们的课外知识是如此的丰富，我觉得在以后的学习中，点亮小灯泡，只是你们的起点，后面你还会有更大的收获。接下来，我们通过一个小视频，回顾一下，本节课的内容。
（播放复习视频）
师：好，同学们，这节课上到这里，下课。
点评
基于儿童视角的“小灯泡”
张三老师主动承担这次在新文学校的研究课，并且在课前做了大量的功课，不管是环节设计还是调整，材料的选择还是舍弃，甚至问题的提出还是有无，不得不说，这堂《点亮小灯泡》达到了很好的教学效果，有几个点值得回味，我以文字的形式提出来，与大家共勉。
1.首先课堂伊始设置了第一个交集点。
点亮小灯泡对四年级的孩子来说，看起来很简单，但实际上有很多东西值得研究。有的学生拿到导线、电池很快就能使一个小灯泡亮起来，有的学生根本点不亮，张三老师这堂课开始就碰到了这样的孩子，在这里，孩子在一分钟时间内没有将小灯泡点亮，这是个很有意思的事情（确切地说，应该是当事者有点尴尬，旁观者很兴奋），一下子便能将所有学生的眼球牢牢地吸引过来。有的爱“绣花”的老师此时喜欢一个一个叫学生站起来发表自己的见解，目的是为了挖掘多个孩子脑容量中有关电的知识，这种零散的汇聚答案式的教学方式，表面上参与面广，学生个性张扬，课堂气氛也很活跃热闹，得出的结论也貌似趋向完美，因此在公开课上是很受欢迎的。
也有的老师担心部分孩子在意识的仓库里正好缺“电”，可是有少数学生思路正好在“电”这一块连接很稳，同时又善于表现自己在这方面的才能，于是把手高高举起，老师便叫他（可能一个可能两个，总之少数）回答为什么小灯泡没有被点亮，由于答得滴水不漏直击问题核心，老师露出了笑脸，其他孩子只是在旁边静听，也就是在大部分人还没有启动思维模式的情况下，标准答案已经浮出水面，再加上老师对他们的肯定，其他同学也就懒得去想了。充其量也就是在给几个思维尖子生上课。
这节课，张三老师却是这么处理的。当学生上台自行连接一根导线、一节电池和一个小灯泡，怎么都不能点亮小灯泡时，大家就沉不住气了，问题一个接一个：老师是不是电池没电了？老师小灯泡不会是坏的吧？这时候如果我们的张三老师能够不动身色地将小灯泡上到手电筒内，并且提醒孩子们仔细看，一推手电筒按钮小灯泡就亮了，哦，小灯泡没坏。那就更好了。
排除了第一个“故障”，告诉孩子们电池也是刚买的，并且当着孩子们的面现场拆开一节新电池，打消了他们来自电池方面的顾虑。这时候他们将注意力转移到了导线连接方式上，连声说自己连错了，那么到底该怎样连接，小灯泡才会亮了？（这个才是接下来要解决的大问题）要想研究这个问题，我们得先弄清哪些基本知识呢？于是小灯泡的基本构造和电的流动方向等知识作为智力背景和铺垫，到了不得不弄懂学透的地步。
之所以把这里认定为本节课的第一个交集点，因为在这个活动中，孩子们用自己的双手感受到了、真真切切地触摸到了、没有上台的孩子看到了小灯泡不亮这个事实，恰似两套大纲之间的桥梁，使他们产生了很多高品质的疑问，教师抓取到这个交接点，很自然地让学生向现象向材料提出有效的疑问，可以通过语言解决的便不是问题，例如解释电池是刚买的。当排除了来自电池和小灯泡本身的原因后，引发了孩子们来自思维深处的真正的疑问疙瘩——怎样连接小灯泡才会亮这个大问题后，事情就好办了。
二、了解小灯泡的构造。
认识小灯泡的构造可以说是这节课的第二个交集点，因为在金属架的外部安装了带有螺纹的金属壳，正是这个金属壳遮挡了里面的连接方式，可是这里却是孩子们做梦都想知道里面是怎么连接的地方，因为这也是关系到小灯泡能不能亮的关键，所以他们迫切地想知道里面的连接方式是怎么样的，要是能打开来看个究竟该多好呀。当老师在讲解的时候，孩子们都能跟着老师的思路来，有的问金属架是用来干什么的，当发现有孩子有疑虑时，如果老师能够设计这样的问题，那就更棒了：你觉得连接点是用来干什么的？能不能只有一个连接点？孩子们都能够比较果断地答出来，这种偶尔一问一答式的点拨式补充，可以感觉到孩子们是在真正地获取知识，而不是流于形式的跟随潮流，都是带着思考在主宰自己的科学核心思维，在那个即将迷路的空白地带，也就是电是从哪里进入小灯泡的，又是从哪里出来的这个问题，困扰着好多个孩子，他们猜测：电是从底部那个点进去，从金属壳出来；或者是从金属壳进去，从底部点出来。分析来分析去，大家始终相信电是流动的，至于到底是怎么流动的，将小灯泡拆开来看看里面的构造是怎样的，是孩子们特别渴望的活动。自制的小灯泡模型，其实就是将金属壳这个“遮羞帘”揭开来，让孩子们亲眼见证了自己的猜测是不是正确的，这可是比吃了巧克力还要美好的事情。也就是下图中张三老师的作品，我将它当作这节课的第二个交集点。