《能量的轉換》教學實錄與評析

《能量的轉換》是蘇教版《科學》教材六年級下冊第五單元的內容。能量是一個抽象的概念，但它又是自然界中真實存在的，能量之間的相互轉換也是普遍的規律。小學引入能量的概念是為學生將來學習能量守恒定律打下基礎。

教材中設計了一個實驗：燃燒一顆花生米，產生熱能，熱能傳遞給水，使燒杯中水的溫度升高。通過水的熱能變化發現花生米中的化學能可以轉換成熱能。教師引導學生從一種現象歸納出能量是可以相互轉換的這一規律。這個實驗的本質是將“不可見”的現象轉換成“可見”的現象。這是一種非常好的思路。但是實際教學中，我們發現加熱過程很長，一節課中學生很難完成這項任務。

筆者引用了教材中的設計思路，將本課分為2課時：第1課時，引領學生探究水果中的化學能是可以向電能轉換的；第2課時，驗證其他能量之間的相互轉換。

這樣的設計有兩點好處：

（1）實驗材料相對簡單，只需要準備水果、飲料、銅片、鋅片和伏特表。這些都是學生身邊和實驗室中最常見的物品，容易獲取。

（2）學生自己帶來的飲料具有隨機性，更符合統計學規律，歸納的實驗結論更有科學性。

教學過程

1.情境導入，揭示課題

師：同學們，通過上節課的學習，我們認識了各種各樣的能量。看看這幾幅圖（草原上的風車、水壺里的熱水、加油站及汽油），你能說出與圖片相關的能量嗎？

生：轉動的風車里有風能。

生：沸騰的開水里有熱能。

生：汽油里有化學能。

評析：復習上節課的內容，了解學生對化學能的認知情況，為本節課的研究打下基礎。

師：同學們看這幅圖片（點亮的小燈泡，電池、開關和導線構成的閉合電路），亮著的小燈泡具有什么能？

生：光能和熱能。

師：想要小燈泡發光，我們需要什么能量？

生：電能。

師：這些電能是從哪里來的？

生：來自電池中的化學能。

評析：引導學生思考不同形式能量的來源，就是為能量的轉換打下堅實的基礎。這也是能量轉換的過程。

師：真的來自于電池，而不是導線？怎樣證明我們的想法呢？

（學生思考，沒有結果。）

師：我這里有一樣工具，叫伏特表，可以將看不見的能量轉換過程顯示出來，將其變成可見的。它和小風扇一樣，當有電流經過時，指針會發生偏轉。偏轉的角度越大，說明化學能向電能轉換的量越大。我們分別將電池和導線接入伏特表，觀察指針的偏轉情況。

（教師在投影儀下，出示提前解剖好的1號電池，演示伏特表檢測電池中化學能向電能轉換的過程。教師講解連接方法及其他注意事項。）

評析：在這里引出伏特表有兩個目的：一是驗證電池中的化學能確實可以轉換成電能；二是告訴同學們這臺儀器的指針可以轉動，可以將看不見的過程轉換成為看得見的過程。建立一個思維模型，學生想要驗證蔬菜水果中的化學能能夠轉換成為電能時，會想到使用伏特表，想到老師演示的方法。這也是教師為學生預留的“腳手架”。

2.以紫包菜為例，體驗化學能向電能轉換

師：（出示圖片：橘子、蘋果、梨子、西紅柿和紫包菜）這些物體內都含有化學能。它們也像電池中的化學能一樣，轉換成電能嗎？

生：我認為橘子是可以將化學能轉換成為電能的。

師：為什么呢？

生：因為橘子是酸的。酸的水果應該是可以的。

師：其他的呢？

生：其他的我不是很清楚，但是我認為紫包菜是不行的。

評析：同學們有一個固有的思維，認為只有吃起來酸的水果才可以將化學能轉換成為電能；其他的都不行。當老師問起紫包菜時，所有的同學都說其中的化學能不能轉換成為電能。

師：你們的預測對嗎？我們可以怎樣來驗證自己的想法呢？

生：我們可以用伏特表來檢測，它可以檢測電池，應該也可以檢測紫包菜。

評析：因為有了前面的鋪墊，孩子們順其自然地想起了伏特表。選擇恰當的工具才能事半功倍。

師：你說得真好！但是它還需要兩個小幫手：一個是銅片，另一個是鋅片。老師以紫包菜為例，做一個實驗：將銅片和鋅片插入紫包菜的內部，兩個金屬片不能接觸；紅接口與銅片連接，黑接口與鋅片連接（如圖1）；不能接錯了，觀察指針的變化；再把實驗的結果記錄下來，要注意安全，不要劃傷手。

師：你們看指針轉動了。伏特表里面有一個小電動機，電動機轉動需要什么？

生：電能。

師：電能從哪里來的？

生：從紫包菜的化學能中來的。

師：這說明了什么？

生：紫包菜里面的化學能真的能轉換成電能。

評析：化學能轉換成電能是孩子們最難理解的知識點。難在哪里？那就是這個過程看不見。我們用電壓表巧妙地將無形轉換成有形。面對孩子們普遍質疑的問題，我們可以采取演示實驗的辦法集中解決，為后續的研究節約時間。

3.學生分組探究

（學生分組實驗，教師指導。）

師：哪個小組來匯報實驗結果？

生：這些物質中的化學能都能夠轉換成電能。

生：產生的電能大小不同。

師：大家總結得真是太好了。

評析：有了前面的鋪墊，這里的體驗活動就顯得簡單了。動手做一做并體驗它們之間的轉換過程，可以幫助學生更好地理解。

4.討論焦炭中的化學能向電能轉換

師：即便我們把這些物品放到火上煅燒，使其變成焦炭，它們的化學能依然存在。大家看，這是家庭里常見的炭包。焦炭里的化學能也能轉換成電能。這個能量還不小呢！

（教師示范，并講解實驗方法。）

師：將錫箔紙平鋪在桌面上，在第一層錫箔紙上平鋪一張餐巾紙，接著在餐巾紙上均勻地撒上焦炭，在焦炭里加上適量的鹽水，最后再蓋上一層錫箔紙。我們壓緊錫箔紙，將紅色的夾子夾在最上面的錫箔紙上，黑色的夾子夾在最下面的錫箔紙上，觀察指針的變化。

師：看到了嗎？這里也有電能，電能從哪里來？

生：太神奇了！原來焦炭中的化學能也可以轉換成為電能。

評析：體驗焦炭中的化學能向電能轉換，進一步激發孩子的好奇心。

5.體驗液體中化學能向電能轉換

師：這些物品都是固體。常見的液體里也有化學能。上課之前，老師請大家帶來了飲料。它們也會轉換成為電能嗎？

（學生預測。）

評析：課前布置一項作業：每人帶一瓶飲料，并思考所帶的飲料里有沒有化學能，說一說自己的理由。這樣做的目的是讓學生帶著問題來上課，同時充分調動孩子的自主學習意識。

師：我們也來試一試，好不好？看，老師帶來了一個小杯子。這個小杯子的兩側的內壁上分別安裝了一個銅片和一個鋅片（如圖2）。你們把自己帶來的液體倒進去，裝滿這個小杯子，然后將紅色的夾子夾在銅片上，黑色的夾子夾在鋅片上，再觀察指針的變化。實驗完，將廢液倒入廢液箱里。

（學生按照固體的檢測辦法，體驗液體中的化學能轉換成電能。）

評析：液體具有流動性，容易污染桌面。這樣一個小裝置既簡單又實用，還可以重復使用。

師：哪個小組愿意上來匯報？

生：我們組檢測了雪碧飲料。這種飲料中的化學能也能夠轉換成電能。

生：老師，我有一個疑惑：這些飲料喝下去能產生電能，為什么我的肚子沒有感覺到呢？

師：有人知道答案嗎？

（沒有學生回答。）

師：好吧，大家看我們在檢測時，需要銅片和鋅片幫忙。我們把銅片和鋅片拆除，再試一試（教師演示）。現在有人知道答案嗎？

生：我認為能量轉換是有條件的。我們的肚子里沒有銅片和鋅片，要不然，這些飲料真的可以發電。

評析：在教學中，我們經常會看到，因為有些問題不在教學設計范圍內，所以很多老師喜歡用“課后繼續研究”來搪塞學生。在這節課中，老師不但沒有搪塞學生，反而放慢了腳步，帶著學生一起探究發現，最終達成共識，即能量的轉換是需要條件的。

6.體驗海水中的化學能向電能的轉換過程，認識能量轉換的意義

師：剛才我們體驗了液體中的化學能向電能的轉換過程。你們知道地球上哪里的液體最多嗎？

生：肯定是海洋啊。

師：海水中的化學能可以轉換成電能嗎？

生：我認為肯定可以。

師：我們試一試吧！老師需要幾名同學來幫忙。誰愿意？

（7名同學上臺，手持教師自制的容器，先將7個自制的容器并串聯成電路，然后用海鹽調制成海水，并倒入容器內，最后將LED小燈泡串聯在電路中。）

師：同學們看，燈泡真的亮了。這說明了什么呢？

生：海水中的化學能真的可以轉換成電能。

師：鹽中的化學能也可以轉換成電能，你們知道嗎？化學能的應用非常廣泛，掌握化學能轉換成電能的技術，在危急時刻，可以幫助我們擺脫困境，這也是野外生存的必備技能之一。科學家們正在研究如何將海水中的化學能直接轉換成電能，相信在不久的將來，同學們一定能享受到廉價、環保、取之不盡的新型能源。

評析：和學生一起完成實驗，是伙伴學習的一部分。同學們親眼見證能量轉換的過程。強烈的視覺感官，激發了他們的求知欲，為將來研究新型能源打下基礎。

總評

《能量的轉換》分為2課時。第1課時，我們引領學生探究某一種能量——化學能是可以向電能轉換的。第2課時，我們驗證不同能量之間都是可以相互轉換的，為今后學習物理學中最普遍的定律——能量守恒定律打下感性認識基礎。

1.讓實驗操作簡單易行

為了驗證物品內的化學能可以轉換成電能，教材采用了燃燒花生米，并加熱適量的水，使得水溫升高的辦法。這個實驗中，學生雖然能感受到能量在轉換，但是這個實驗耗時長，可操作性不強。

我們設計的這個實驗，通過伏特表指針的轉動，就能“看出”化學能轉換成電能，化無形為有形。蔬菜和水果是身邊常見的物品，都具有化學能，化學能向電能轉換的例子和化學能向熱能轉換的例子很接近。

2.讓深度學習真正發生

俗話說：眼見為實，耳聽為虛。動手做一做并體驗能量間的轉換過程，可以幫助學生更好地理解。體驗式學習需要教師準備充足的實驗器材，而且實驗室里的很多實驗器材是需要進一步加工的。

例如，檢驗液體內的化學能向電能轉換時，我們準備了一個小杯子。這個小杯子的內壁上貼了兩種金屬片并固定好，確保實驗的成功，也避免孩子問這兩個金屬片為什么不能接觸——這個問題在本課中沒有辦法解決，也不是重點，這個實驗的目的主要是讓孩子體驗完整的轉換過程。

3.讓靈動課堂精彩紛呈

在匯報時，有學生突然提出問題：“這些飲料喝下去能產生電能，我的肚子怎么沒有感覺到？”在教學中，我們經常會遇到類似的問題。因為這些問題不在教學設計范圍內，所以很多老師喜歡用“課后繼續研究”來搪塞學生。這節課，老師不但沒有搪塞學生，反而放慢了腳步，帶著學生一起探究發現，最終達成共識，那就是能量的轉換是需要條件的。突如其來的問題，讓課堂更加靈動，讓知識更加完整。

除此之外，本課還特別注意伙伴學習的意義及重要性。伙伴學習著眼于人的主動、內在的生長力量，遵循人的發展規律和教育規律，堅持學生立場，讓教師的“教”服務于學生的“學”，讓教與學的過程真正成為師生相互探討、共同研究，教學相長的過程。