新教材《調(diào)查家中使用的能量》課例探思

〔摘" "要〕" 小學(xué)科學(xué)新教材以大單元的方式構(gòu)建內(nèi)容，以情境化、體系化、跨學(xué)科的方式組織探究實(shí)踐活動，讓學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)指向問題解決的科學(xué)實(shí)踐過程。本文以《調(diào)查家中使用的能量》的教學(xué)為例，深入探討新教材如何通過生活化的教學(xué)內(nèi)容、探究式的學(xué)習(xí)方式以及跨學(xué)科的知識整合，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

〔關(guān)鍵詞〕" 小學(xué)科學(xué)；新教材；設(shè)計；研究

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 10" " 065-067

教科版小學(xué)科學(xué)新教材以新修訂的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）為指導(dǎo)，體現(xiàn)了《課程標(biāo)準(zhǔn)》的理念，落實(shí)了《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求。新教材在內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法以及教育理念上均實(shí)現(xiàn)了顯著的創(chuàng)新與突破，不僅注重知識的傳授，更強(qiáng)調(diào)對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，新教材的有效教學(xué)對于提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要。本文以教科版小學(xué)科學(xué)六年級“能量”單元中的《調(diào)查家中使用的能量》教學(xué)活動為例，探究小學(xué)科學(xué)新教材教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐。

一、單元整體課程特點(diǎn)與學(xué)情分析

教材中“能量”這一大單元整體教學(xué)設(shè)計的主題，主要是引導(dǎo)學(xué)生了解不同形式的運(yùn)動，如聲、光、電、熱、磁均是能量的一般表現(xiàn)形式。同時，通過讓學(xué)生學(xué)習(xí)不同形式能量轉(zhuǎn)化的知識，全面培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)（科學(xué)知識、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)與觀察技能、科學(xué)溝通與表達(dá)、科學(xué)倫理與社會意識）。而教材中“能量”這一單元的本質(zhì)概念是較為抽象的，所以需通過生活化的教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生回顧身邊的各類能量，從而把能量守恒以及轉(zhuǎn)化等定律滲透到每一課的教學(xué)中。

學(xué)情：六年級學(xué)生已接觸過“能量”一詞，并對能量有了一定的感性認(rèn)知，但其逆向思維以及主觀思維的形成，還受經(jīng)驗(yàn)的局限，他們對守恒概念以及轉(zhuǎn)化概念還存在模糊認(rèn)識。所以，立足于單元整體教學(xué)的主題，以合作探究以及生活化教學(xué)作為切入點(diǎn)、內(nèi)化學(xué)生理論知識與核心素養(yǎng)更具可行性。

二、教材特點(diǎn)分析

新教材《調(diào)查家中使用的能量》是面向小學(xué)生設(shè)計的一節(jié)綜合實(shí)踐課程，旨在通過調(diào)查學(xué)生家庭中的能量使用情況，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問題的能力，同時加深其對能源利用和環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識。本節(jié)課教學(xué)具有生活化教學(xué)內(nèi)容、探究式學(xué)習(xí)方式、跨學(xué)科知識整合、注重創(chuàng)新思維等特點(diǎn)。

生活化教學(xué)內(nèi)容：《調(diào)查家中使用的能量》將抽象的能量概念與學(xué)生日常生活緊密聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生觀察、記錄并分析家庭能源的使用情況。這種生活化的教學(xué)內(nèi)容不僅易于被學(xué)生理解，還能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望。

探究式學(xué)習(xí)方式：新教材鼓勵學(xué)生通過實(shí)地考察、數(shù)據(jù)收集、分析討論等探究活動，自主發(fā)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化與守恒原理以及節(jié)能減排的重要性。這種學(xué)習(xí)方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)其觀察、思考、解決問題的能力。

跨學(xué)科知識整合：該單元不僅涉及物理學(xué)中的能量知識，還融入了環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等跨學(xué)科內(nèi)容，如能源對環(huán)境的影響、家庭能源消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)考量等，促進(jìn)學(xué)生形成綜合性的知識結(jié)構(gòu)和全球視野。

注重創(chuàng)新思維：鼓勵學(xué)生提出節(jié)能減排的創(chuàng)意，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

三、教學(xué)目標(biāo)與方法

《調(diào)查家中使用的能量》的教學(xué)目標(biāo)：可以使學(xué)生認(rèn)識到日常生活中所知道的各類能量形式，通過多媒體展示了解機(jī)械能、聲能、光能、熱能；通過對理論概念的學(xué)習(xí)，了解日常生活中的各類電器和出行物品的能量來源，以及是否可以根據(jù)所學(xué)常識應(yīng)用節(jié)能的方法；理解能量之間的轉(zhuǎn)化形式與節(jié)約能源的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的宏觀思維能力以及科學(xué)探究能力；增強(qiáng)學(xué)生的節(jié)能減排意識，培養(yǎng)環(huán)保責(zé)任感。

教學(xué)方法包括情境導(dǎo)入、分組調(diào)查、數(shù)據(jù)分析、討論交流、展示分享等。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：考慮到小學(xué)六年級學(xué)生整體認(rèn)知視域的共性特征，本次教學(xué)主要是通過生活化的教學(xué)形式，以小組合作探究作為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識家中的各類電器和出行物品的能量來源，并適當(dāng)掌握家用電器功率和耗電量的計算方法，從而內(nèi)化能源轉(zhuǎn)化的本質(zhì)聯(lián)系。

難點(diǎn)：本次教學(xué)的難點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐探究過程中，理解可再生能源和不可再生能源二者之間的抽象區(qū)別，并把所學(xué)習(xí)到的理論知識應(yīng)用于實(shí)際生活中，從而提出具備合理性的節(jié)能建議，實(shí)現(xiàn)科學(xué)教學(xué)的生活化。這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知視域，具有事半功倍的應(yīng)用作用。

五、教學(xué)探究準(zhǔn)備

將多媒體音頻、視頻以及一些常見電器，如電燈、電視機(jī)、冰箱等的功率標(biāo)簽作為教學(xué)的輔助資料，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)調(diào)查表的模板，記錄電器和出行物品的能量消耗。

前置任務(wù)設(shè)計：預(yù)先設(shè)計記錄表，要求學(xué)生調(diào)查家中各類電器的能耗情況，包括電能、水能、燃?xì)饽艿龋⒊醪搅私膺@些能量的來源和轉(zhuǎn)化過程。

六、教學(xué)探究活動

（一）導(dǎo)入新課

播放有關(guān)我國太陽能發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站奇觀的視頻，這里建議應(yīng)用三峽水電站的視頻，直觀地給予學(xué)生視覺沖擊，然后提出問題。教師：“同學(xué)們，你們從視頻中看到的各類風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電，已經(jīng)成為推動我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)和社會發(fā)展的關(guān)鍵形式，我們所看到的水、風(fēng)以及電的利用，在日常生活中都較為常見。那么，這些常見的能源是如何轉(zhuǎn)化的呢？”設(shè)計意圖：由此引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考，能源在我們?nèi)粘Ｉ钪兴峁┑谋憷Ｈ缓?，以小組討論的形式探究太陽能發(fā)電可以用來做什么，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量又有哪些用途，從而思考能源應(yīng)用的重要性。

有學(xué)生認(rèn)為：“風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電可以在一定程度上緩解用電問題，因?yàn)槲以谛侣勆峡吹轿鞑康貐^(qū)的能源比較少，所以可以利用這些自然能源促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?！睆倪@一學(xué)生的回答中可以看出，其科學(xué)思維以及科學(xué)探究意識非常值得表揚(yáng)。教師：“那么，就讓我們一起探究日常生活中所能接觸的能量——《調(diào)查家中使用的能量》，感受這些能量為我們的日常生活提供了哪些便利吧?！?/p>

（二）回顧能量的形式

通過多媒體展示播放之前所學(xué)習(xí)到的內(nèi)容。教師：“機(jī)械能、聲能、光能、熱能等在日常生活中較為常見，我們在以往的學(xué)習(xí)中，對該類能量已有了一定的了解。比如機(jī)械能——像飛行中的飛機(jī)，就是物體由于運(yùn)動而產(chǎn)生的能量，同樣，鳥在飛翔時也會產(chǎn)生機(jī)械能。對于聲能，誰能做出說明？”有的學(xué)生說：“聲能是由物體振動所產(chǎn)生的能量，樂器振動時也會產(chǎn)生聲能。這些能量的形式是多種多樣的。”

設(shè)計意圖：通過對以往所學(xué)課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生回顧知識，并將其與新知識進(jìn)行有效銜接。教師：“你們能說出這些能量在日常生活中具體應(yīng)用的例子嗎？以小組討論的形式進(jìn)行總結(jié)，最好是日常生活中我們所能看到的。”

（三）聚焦家中能量的使用情況

實(shí)踐探索“這是課前的一份調(diào)查表，里面包含了各種電器的使用信息，像電燈、電視、冰箱，其功率、來源、功能和每天使用的量是不一樣的”。由此展示調(diào)查表，并向?qū)W生介紹每一項(xiàng)調(diào)查的含義：“我們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫母黝愲娖?，它們的能量來源是哪些呢？可以通過小組討論以及用微課查詢資料填寫這份調(diào)查表。每個小組在討論結(jié)束之后，需要將匯報表進(jìn)行總結(jié)，書寫到黑板上?！?/p>

教師：“通過大家的調(diào)查，我們可以知道家中各類電器能量的來源都是電能，而電能是由發(fā)電廠提供的，我們在使用這些電器時也在消耗著能量。而且可以看出，不同家庭所應(yīng)用的各類電器，其功率以及使用時間存在一定的差異性，我們要做的就是合理使用電器，并注意隨時隨地節(jié)約能源?！?/p>

出示家中電器的功用概念，也就是工作時單位時間內(nèi)耗電量的大小，功率是瓦，符號是W，并舉例說明，100瓦的燈泡工作10小時所耗電量就是1000W，也就是一度電。其中某小組有一名學(xué)生在調(diào)查中，注意到家用電冰箱的牌子上標(biāo)注的功率為150W，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻沒有連續(xù)消耗電能。因此，他們查閱了一些相關(guān)數(shù)據(jù)，了解到了電冰箱的實(shí)際工作功耗需要按照平均使用時間的計算來估計。在小組活動中，學(xué)生不但學(xué)會了尋找及轉(zhuǎn)換用電設(shè)備所消耗的能量，而且了解了各種能量源所帶來的環(huán)保效應(yīng)。在報告階段，每個團(tuán)隊都呈現(xiàn)了自己的研究成果，并以簡單明了的方式說明如何正確使用家電，為大家提供節(jié)約能源的建議。

（四）探究風(fēng)力發(fā)電以及家用電器能源

提出問題：既然我們知道日常生活中所用的電器電源是由發(fā)電廠提供的，那么該類能源是如何獲得的，是否可以再生呢？小組討論什么是可再生能源以及不可再生能源，嘗試舉例分析。如：洗衣機(jī)的能源是電能，電能是由發(fā)電廠所提供的，但是部分能源也來源于太陽能和風(fēng)能，這些就是可再生能源。

實(shí)踐操作：小組合作選擇合適的材料（如塑料瓶、風(fēng)車模型、發(fā)電機(jī)等），共同商討設(shè)計風(fēng)力發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)和布局。設(shè)計完成后小組成員按照設(shè)計方案，分工合作，共同搭建風(fēng)力發(fā)電裝置。在搭建過程中，學(xué)生需要相互協(xié)作，共同解決問題。完成裝置搭建后，學(xué)生進(jìn)行測試，觀察風(fēng)力對風(fēng)車的影響，以及發(fā)電機(jī)能否產(chǎn)生電能，并討論改進(jìn)的可能性。

展示交流：各小組派代表上臺展示搭建的風(fēng)力發(fā)電裝置，并分享他們的設(shè)計思路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其他學(xué)生和教師進(jìn)行點(diǎn)評和提問。在分享交流過程中，學(xué)生可以互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步，進(jìn)一步加深對節(jié)能減排的認(rèn)識和理解。

通過小組合作設(shè)計和搭建活動，學(xué)生學(xué)會了相互傾聽、相互尊重、相互合作，共同解決問題，實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)。合作學(xué)習(xí)中學(xué)生不僅提高了學(xué)習(xí)效率，了解了風(fēng)力發(fā)電的基本原理，還培養(yǎng)了協(xié)作能力和創(chuàng)新意識，增強(qiáng)了團(tuán)隊意識和社會交往能力，促進(jìn)了科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)踐能力的全面發(fā)展。

（五）課后延伸實(shí)踐活動

調(diào)研列舉使用的五種家電產(chǎn)品，尋找和解釋其運(yùn)作中所包含的能量轉(zhuǎn)化過程。

寫一篇約300字的小匯報，概括在調(diào)研及反思中所得到的結(jié)論，建議至少寫出兩個節(jié)約能源的方法。

七、教學(xué)評價與展望

本次教學(xué)中采用了多種有效教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情較高，并能把所學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)聯(lián)系，很好地解決問題，不僅提高了學(xué)習(xí)興趣和動手能力，還培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和環(huán)保責(zé)任感。然而，在教學(xué)探究過程中也存在一些不足之處，比如：有些學(xué)生對能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識還不夠深刻，尤其是對電器工作中能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)的辨識比較困難；部分學(xué)生在提出創(chuàng)新方案時缺乏實(shí)際考慮，方案的可行性有待提高。針對這些問題，在今后的探究中，應(yīng)以具體例子及直觀演示，加深學(xué)生對抽象概念的認(rèn)識，同時進(jìn)一步加強(qiáng)指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生多關(guān)注生活細(xì)節(jié)，提高實(shí)踐能力。此外，考慮到“能量”單元的整體教學(xué)，在后續(xù)的復(fù)習(xí)中，會把本次課時作為一堂實(shí)踐課程，以鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)應(yīng)用。

【本文系陜西省“十四五”教育科學(xué)規(guī)劃2023年度課題“小學(xué)高段科學(xué)新教材典型課例研究”的研究成果，課題批準(zhǔn)號：SGH23Y1937】

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