青岛版（六三制2017秋）科学六年级下册第四单元《能量的转换》大单元整体教学设计

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 六年级下册
单元名称 第4单元《能量的转换》
单元主题 能量探秘者——解锁转换的密码
课时安排 4课时
一、单元主题
“能量探秘者——解锁转换的密码”
围绕能量的形式、转换规律及工程应用，引导学生通过实验探究、模型制作与跨学科实践，理解能量守恒定律，培养科学思维与创新能力。
二、单元情境
“校园能量工程师挑战赛” 学生化身“能量工程师”，完成三项任务：
1.任务一：破解能量密码（探究机械能与热能的转换）
2.任务二：追踪能量足迹（分析光、电、热的相互转化）
3.任务三：设计能量转换器（制作太阳能小车或风力发电模型）
最终形成《能量转换手册》，举办“能量转换博览会”展示成果。
三、课标分析
核心概念 核心概念4.能的转化与能量守恒
（根据《义务教育科学课程标准（2022）》 ）
学习内容 4.1能的形式、转移与转化
学段目标
（5~6年级） ①举例说明动能、热能、电能等能量的转换现象； ②设计实验验证能量守恒定律。
四、教材分析
本单元包括《有趣的碰碰球》《摩擦生热》《无处不在的能量》三课，聚焦能量形式、转换规律及其在生活中的应用，引导学生通过实验探究理解能量守恒的核心概念。
第14课《有趣的碰碰球》通过小球碰撞实验（如牛顿摆），观察动能与势能的相互转换。关键活动为探究小球被拉起后释放的能量传递过程；分析“拉起小球数量=撞出小球数量”的规律，理解机械能守恒； 实验验证势能→动能的转换（如纸杯蒙纸被玻璃球击穿）。培养动能与势能统称机械能，可相互转换且总量不变的科学思维。
第15课《摩擦生热》主要探究机械能向热能的转换，解释钻木取火等生活现象。关键活动为：摩擦砂纸、铁片感受发热现象；分析打气筒发热、拍桌子发声等实例；拓展机械能→电能（发电机）、电能→机械能（电动机）的转换。培养摩擦生热是机械能转换为热能的过程，能量形式可跨领域转换的科学观念。
第16课《无处不在的能量》辨识多种能量形式（光能、声能、磁能等），分析复杂转换链条。关键活动为：列举生活中能量实例（行驶的汽车、炉火、电磁铁）；设计实验探究能量转换（如弯折金属条生热、瘪乒乓球复原）；用能量转换原理解释电视声像与太阳能的关系（太阳能→风能/水能→电能→光能/声能）。培养能量是一切活动的源泉，自然界时刻进行跨形式转换的科学观念。
三课之间符合递进式知识链逻辑关系。从单一机械能转换（动能与势能）到机械能跨界转换（机械能→热能），最终拓展至多形式能量系统转换（太阳能、电能、化学能等）。以实验为载体，将抽象能量概念具象化，引导学生形成“能量转换观”，为后续学习宇宙能量（第五单元《浩瀚宇宙》）及可持续发展（第三单元《地球资源》）奠定基础。
五、教学目标
科学观念 1.知道能量形式（动能、热能、电能）及转换规律。 2.理解能量守恒定律。
探究实践 设计太阳能小车模型，实现光能→电能→动能的转换。
科学思维 通过对比实验归纳能量转换条件（如摩擦力度与温度变化的关系）。
态度责任 树立节能意识，提出校园能源优化方案。
六、学情分析
1.认知基础：五年级已学习“简单机械”，但对能量转换缺乏系统认知。
2.学习难点：
（1）抽象理解“能量守恒”；
（2）多因素控制实验（如摩擦生热的变量控制）。
3.兴趣点：动手制作能量转换模型（如水力发电装置）。
七、学习活动设计
第13课 “碰碰球的能量旅行” 探究动能与势能的转换 实验：测量小球弹跳高度（数学：数据折线图）
第14课 “摩擦生热实验室” 验证机械能向热能的转化 对比实验：不同材质摩擦温度变化（劳动：安全操作指导）
第15课 “能量转换侦察兵” 分析家用电器中的能量链 调查：冰箱/电灯的能量路径（语文：撰写调查报告）
单元实践 “设计能量转换器” 制作太阳能风扇模型 工程制作：电路连接+叶片设计（信息技术：3D建模演示）
八、教学方法
1.实验探究法：
第14课分组实验：木棒摩擦生热（控制变量：压力、材质）。
2.项目式学习（PBL）：
以“为校园路灯设计太阳能供电系统”为驱动任务，整合科学、工程、数学知识。
3.类比推理：
用水流类比电流（第15课），帮助学生理解能量流动。
九、学习方法
1.合作学习：
4人小组分工：记录员、操作员、汇报员、材料员。
2.思维可视化：
用流程图绘制能量转换路径（如太阳能→电能→光能）。
3.反思迁移：
家庭实验：记录电器24小时耗电量，提出节能方案。
十、评价策略
（一）单元总体评价
1.过程性评价（60%）：实验记录单（30%）、模型设计图（20%）、课堂参与（10%）。
2.终结性评价（40%）：能量转换器功能测试+成果答辩。
（二）活动评价表
活动1：能量及其形式（第1课）
观察记录能力 能完整记录3种以上能量形式的实例
分类准确性 正确区分动能、声能、光能等能量形式
现象解释能力 用科学语言解释“运动的物体具有能量”
合作探究表现 积极参与小组讨论，提出有价值的问题
活动2：能量的转换（第2课）
实验设计能力 设计对比实验验证摩擦生热
数据分析能力 准确记录实验数据并绘制温度变化折线图
结论科学性 用“机械能→热能”解释现象，无科学性错误
创新应用 列举3个生活中能量转换的创新案例
活动3：能源（第3课）
分类逻辑性 按可再生性对煤、太阳能、风能等正确分类
社会问题分析 分析化石能源使用对环境的2条具体影响
解决方案可行性 提出家庭节能方案并论证可行性
责任意识 在小组讨论中主动倡导绿色生活方式
分层作业设计
活动1：能量及其形式
基础作业 列举5种生活中的能量形式 ★：列举3种
★★：列举5种且分类正确
★★★：额外说明能量形式转换关系
提升作业 解释“为什么说声音具有能量”，并设计小实验验证 ★：解释合理
★★：解释+实验设计
★★★：实验设计有创新性（如用手机分贝仪量化数据）
拓展作业 制作“能量形式思维导图”，包含自然与人工能量源 ★：包含5个节点
★★：节点间有逻辑箭头
★★★：体现能量循环
活动2：能量的转换
基础作业 完成课本P47“摩擦生热”实验记录表 ★：记录数据
★★：数据+结论
★★★：结论对比不同材料
提升作业 分析电饭煲工作时的能量转换链（至少3步） ★：写出2步转换（如电能→热能）
★★：3步转换
★★★：加入热散失分析
拓展作业 设计“动能发电装置”草图（如脚踏发电机），标注能量转换节点 ★：草图结构合理
★★：标注3处转换点
★★★：计算能量效率
活动3：能源
基础作业 完成“能源分类表” ★：分类5种能源
★★：分类8种+正确
★★★：补充新兴能源（如氢能）
提升作业 撰写《给市长的信》：分析本地能源结构问题，提出2条改进建议 ★：问题描述准确
★★：建议合理
★★★：建议有数据支撑
拓展作业 家庭能源审计：统计一周家电耗电量，制作节能计划表 ★：数据统计
★★：计划表（如替换LED灯）
★★★：计算节能量（如月省10度电）
评价说明
一星（★）：达成基础目标，符合学科基础要求。
二星（★★）：准确应用概念，逻辑清晰，体现探究深度。
三星（★★★）：创新解决问题，建立跨学科联系，体现社会责任感。
评价主体可结合自评、互评、师评三栏勾选（ ），实现多元评价。
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