苏教版科学（2017）六年级下册1-3《能量的转换》教案

苏教版科学（2017）六年级下册1-3《能量的转换》教案【教材分析】《能量的转换》是苏教版科学六年级下册第1单元《神奇的能量》的第三课时。《能量的转换》引领学生探究各种形式的能量之间是如何转换的，为他们今后学习能量守恒定律打下感性认识的基础。本课通过观察、实验引领学生探究各种形式的能量之间是如何转换的，为今后学习物理学最普遍的定律之一——能量守恒定律打下基础。本课教学内容由三个活动组成。活动一，通过动手做动能与势能、热能、电能、化学能的转换实验，认识到一种形式的能量可以转换成另一种形式的能量。活动二，用火柴点燃酒精灯，体验能量可以连续转换。活动三，针对一个具体的生活情境，了解能量可以多次连续转换，能量的转换在生活中很常见。【学情分析】本节课的学习内容是在学了《什么是能量》《各种各样的能量》之后的一节有关能量转化的课，学生已经知道了能量无处不在，能量存在形式有很多种，在这个基础上再进一步了解能量之间的转换。对于学生来说，在生产生活中能的形式与转化有一定的知识储备和生活积累，且已基本具备独立思考、自主探究、小组讨论与合作交流的学习习惯，但要完全理解能量转换的实际意义与应用上会出现一定的困难。能量的转化是一个很抽象的知识，所以需要学生自己动手实验，结合相关的视频辅助学生理解，将抽象的内容进行分解，变成具体的知识，让学生容易理解和吸收。六年级学生已经具有了丰富的科学知识和良好的科学素养，教师应充分利用学生的学习优势，在教学中尽量做到生活化和实践性，在探索中给予适时的指导，培养学生以事实为依据，将分散的知识点，通过一定的有序的整理与归纳，提升到一个理性认识水平。【教学目标】1．科学观念：通过搓手游戏，认识到一种形式的能量可以转换成另一种形式。2．科学思维：通过体验活动，分析其中能量形式的变化，甚至可以多次转换。3．探究实践：能针对具体情境，通过探究与交流，说出其中的能量转换形式。4.态度责任：通过观察、分析、交流等活动，产生进一步探究的兴趣。【教学重点】体验到一种形式的能量可以转换成另一种形式的能量。【教学难点】能针对具体的生活情境，说明能量形式发生的变化，甚至可以多次转换。【教学准备】教师材料：教学课件、活动手册等。学生材料：牛顿摆、扣子、细绳；瓶子、硬币、水杯、水；直径1厘米的有机玻璃管、漆包线、发光二极管、条形磁铁；小苏打、白醋、瓶塞、锥形瓶；火柴、酒精灯、废火柴收集器、湿抹布。【教学时间】1课时【教学过程设计】一、导入新课，初步感知能量的转换1．在上节课里我们讲到各种各样的能量都有着不同的作用，请同学们看图（烤箱烤面包），你知道烤箱工作时需要什么能量吗？电进入到它们的身体里后，变成了什么？烤箱把电能转换为热能，就能把面包烤熟。2．现在我请大家做个游戏，我们一起来制造点热量，大家和我一起搓搓手，你有什么样的感觉？同学们边做游戏边思考。学生搓手，然后描述自己的感觉。师：在搓手的时候，同学们会感觉到手里慢慢有点热，这是由于动能转换成了热能了。3．其实，能量有一个重要的特点：就是它可以从一种形式转换成另一种形式。这就是我们今天要研究的课题（能量的转换）。（板书课题：能量的转换）［设计意图：教学时通过身边的生活实例帮助学生弄清能量的转换是怎么回事，再通过搓手活动，引导学生认识能量可以转换并经常转换，能量的转换与我们的生活非常贴近，从而激发他们进一步研究的兴趣，充分调动学生思维，为本课重难点突破做好铺垫。]二、实验探究，体验能量的转换在日常生活中存在多种多种能量，那到底一个形式能量是怎样转换成另一个形式能量？下面我们就经过几个小试验来了解一下能量是怎样进行转换。（一）体验动能与势能的相互转换1．出示牛顿摆，介绍：牛顿摆是一个19世纪60年代发明的桌面演示装置，五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。2．你知道牛顿摆怎么玩吗？猜一猜会出现怎样的情况？。是不是像我们同学猜的这样呢，我们再来试一试。3．学生活动：玩一玩牛顿摆，观察并思考：你看到了什么现象？其中有没有能量的转换？4．交流：你在玩的过程中观察到什么现象？拿起A球时，A球具有怎样的能量？释放A球，其中的能量怎样转换？A球撞B球、B球依次撞击CDE球，传递的是怎样的能量？E球被撞起，其中的能量又怎样转换？接着，E球又将A球撞起，能量有怎样转换？5．演示并介绍：当将球A拉到一定高度时，球A就有一定势能。松开球A，势能逐渐转换成动能，直到碰撞球B，将动能传递给球B，B又传递给C……直到E。球E被撞到一定高度，将动能又转换成势能，球E向相反的方向摆回，又将球A撞到一定高度，如此循环。6．玩飞旋扣子具体方法是：①准备一个大扣子或是穿了孔的圆形厚纸板。②在扣子或纸板中间穿入1米左右的线绳，两端打好结。③把扣子或圆纸板放在线的中间，甩动绳子15-20圈。④拉紧绳子，让扣子或圆纸板向相反方向旋转。⑤不停地拉、松，使扣子或圆纸板有节奏地旋转。7．说一说你在玩的过程中有什么发现？教师引导提问：（1）往扣子上穿线时，一般应该穿扣子的个孔。（2）把扣子放在线的中间，向前甩动扣子，这是绳子有了能。（3）这时，人拉，放）绳子，扣子开始向（内，外）转，转动的速度由变。转动的过程中，绳子的势能逐渐变，扣子的动能逐渐变。发生了能和能的转换，（4）人再（拉，放）绳子，扣子转动的速度是由变，这时，扣子动能逐渐变，绳子的势能逐渐变。发生了能和能的转换。通过上面的实验可以得出结论：扣子转的快，扣子动能（大，小），扣子转的慢，扣子的动能（大，小），绳子绕的紧，绳子的势能（大，小），绳子绕的松，绳子的势能（大，小），动能和势能是可以相互转化的。8．小结：通过这两个实验你知道了什么？通过两个实验，我们体验到了动能与势能是可以相互转换的。原来小玩具里也包含着科学道理呢！你能说说生活中还有哪些情况也是动能和势能之间的相互转换的？溜溜球跳水板蹦床［设计意图：动手玩牛顿摆和飞旋扣子，符合学生的发展水平和认知特性，学生的学习热情被激发，能顺利完成操作，在学生玩过之后探究讨论这里是什么形式的能量转换成什么形式的能量，很容易理解动能与势能之间能量转换关系。这组动手操作内容的设计不仅让学生充分感受平常的事物里蕴藏着的科学道理，而且初步感知了机械能守恒定律。]（二）体验动能与热能的相互转换1．同学们还记得开始时叫大家做的搓手游戏吗？搓一搓手，你能感觉到（热），说明有什么能量？（热能）追问：热能是哪里来的呢？搓手又是什么能？师：搓一搓手，动能转换成了热能，手心温度升高。大家猜一猜，热能可以转换成动能吗？2．下面看老师给大家表演一个魔术：硬币跳舞拿起一个瓶子，瓶口盖一枚硬币，双手捂紧，过一会儿硬币跳动起来。问：你知道硬币为什么会跳动吗？3．你也想做一做这个实验吗？先看要求：（1）将瓶口和硬币放入水中浸湿。（2）把硬币放在瓶口上，用双手紧捂住瓶子，观察硬币的变化情况。问：做这个实验要注意什么？为什么？4．学生实验。你做成功了吗？不成功的说一说是什么原因，要怎么改进？成功的说一说是什么原理？5．追问：在这个实验中，有什么能量的转换？手掌的热能让瓶子里的气体受热膨胀，使得气体有了动能，气体的动能推动硬币，硬币会在瓶口微微跳动。6．看来，动能与热能也是可以相互转换的。［设计意图：用生活中的小事例引导学生用科学课堂上学到的知识来解释生活中的现象。热能和动能的相互转换的实验，可以放手让学生去尝试，并一点一点地学会分析其中的能量转换过程。]（三）体验动能与电能的相互转换1．动能除了能与热能相互转换，还能与电能相互转换。比如风力发电就是将动能转换成电能。电动机就是将电能转换成动能。2．今天我们就来做个简易发电机，将动能转换成电能，你想试一试吗？出示活动要求：在直径为1里面的有机玻璃管上缠绕漆包线，并在线圈两端连接发光二极管。在玻璃管里放入条形磁铁，用橡皮塞塞紧两端管口。挥动玻璃管，让条形磁铁在管道内来回移动，观察发光二极管有什么变化。3．学生动手操作。汇报交流：你的装置成功发电了吗？如果没成功，找找是什么原因，思考一下要怎样改进。4．小结：条形磁铁在管道内来回移动穿过线圈，其实就是不断切割磁感线，产生了感应电流，因此二极管会发光。制作这个装置时，线圈绕的匝数越多，产生的感应电流会越多。在这个实验中，动能转换为电能。同学们平时玩的电动玩具，小风扇等里面都有电动机，它们是把电能转换为动能。动能与电能可以相互转换。［设计意图：动能和电能相互转换的原理，对于小学生来说比较抽象，教师可以通过结合视频资料，让学生感受到其中的能量转换。不需要像前面那样，作详细的分析。]（四）体验化学能转换为动能1．关于能量转换，老师这还有一个有趣的实验，这里有一些小苏打和白醋，如果把它们混合会发生什么现象呢？2．在瓶子中放少量小苏打，导入白醋后盖上瓶塞，观察变化情况。3．为什么会出现这样的现象？小苏打遇到白醋，会发生化学反应，释放出二氧化碳，产生大量气泡，这是化学能的体现。大量气泡不断积聚，会把松松的瓶盖子顶开。这是动能的体现。这个实验展示的就是化学能转换为动能。小结：我们通过实验活动、生活经验、观看视频，找到了许许多多能量转换的例子。确实，能量可以从一种形式转换成另一种形式，这是能量的一个重要的特点。［设计意图：化学能转换为动能的实验，可以结合前面学过的物质变化中的知识，理解小苏打和白醋会产生化学反应，生成新物质，气泡内部就是二氧化碳，其中就储存着化学能。二氧化碳不断生成，把瓶盖顶开，这是动能形式的体现。]三、体验描述能量形式的转换（一）体验能量的多次转换1．同学们还记得酒精灯的使用方法吗？（1）先观察，确定酒精灯内酒精量不超过瓶体的三分之二，打开瓶帽，将瓶帽竖放在灯旁。（2）用点着的火柴自下而上斜向点燃酒精灯灯芯。（3）用完酒精灯后，用灯帽自右上方斜向盖灭火焰。2．点燃酒精灯，描述能量是如何进行转换的学生活动，汇报。划着火柴，火柴燃烧，发出了（光）和（热）？火柴中的（化学）能转换成了（光）能和（热）能？点燃就酒精灯，酒精灯的（化学）能转换成了（光）能和（热）能？3．师生共同小结：划着一根火柴，火柴中的化学能转换成了光能和热能。点燃酒精灯，酒精灯的化学能转换成光能和热能。［设计意图：对能量与能量转换的理解是后续学习的一个重要基础，通过不断地训练，加深学生对能量转换的认识和理解，是非常重要和必要的。]（二）描述能量的转换1．出示图片，这张图片显示的是能量从一种形式转化成其他形式的实例，我们来试着描述能量的如何相互转换的。你们看，太阳的能量以光能的形式辐射到地球，植物接收了来自太阳的光能，把光能转换成化学能储存在植物体内-----就像这样说，我们一起把这个过程描述出来。2．学生交流。师：“太阳的能量以光能的形式辐射到地球，植物接收了来自太阳的光能，并转换成化学能储存在植物体内，人吸收植物的化学能转换成机械能，发电机把机械能转换为电能，电热水壶把电能转换为热能和声能。”3．小结：看来能量的转换在生活中运用非常广泛，有的我们能观察到，有的我们虽然观察不到，只要你留心，生活中到处都存在能量的转换。［设计意图：科学课强调使学生学会科学的看问题和想问题，定量分析能使他们的头脑更精确化更科学化，只有能用一定数据来描述事物时，才算达到对事物性质的真正了解。采用探究式教学方法，师生共同讨论梳理图上的一组复杂而连贯的能量转换过程。通过浅入深出地探究将一个抽象的科学知识体系——能量守恒定律在学生的头脑中留下科学的概念和思维。]四、运用与拓展1．今天我们一起研究了什么？在学习过程中，你有什么收获？2．根据能量转换的知识，用卡通画的形式将你设计的能量转换的过程记录下来，其中应包括两种能量的转换。【板书设计】3．能量的转换转换一种形式的能量另一种形式的能量【知识要点】1．观察冰的融化，体验双手握住冰块时的感觉：手握冰块时手变冷了，因为冰块要从手部吸收热能。热能也是能量的一种表现形式。冰块融化的过程实际上是热能从热的物体传递到冷的物体的过程。手里的冰吸收人体的热能融化，大自然里的冰吸收环境的热能融化。热传递的方式有三种：热传导、热对流、热辐射。太阳的热能通过辐射的方式传递到地球，温暖着地球万物。夏天，手摸在单杠上感觉有点烫，是因为热能从温度高的金属铁传导到手上。对流是液体和气体中热传递的特有方式。较热液体或气体上升，较冷液体或气体下降，循环流动，使冷、热液体或气体相互混合，热能从温度较高处传递到温度较低处。对流分为自然对流和强制对流两种。3．电能常见的作用：（1）照明，使电灯亮起来；（2）煮饭烧菜，使电饭锅、电磁炉、微波炉等工作；（3）通信，使电视、广播、互联网等工作；（4）动力，通过电动机驱动电风扇、洗衣机、汽车等。4．化学能是一种隐蔽的能量，绿色植物、食物、电池、煤、汽油中均储存着化学能。5．化学能只有在发生化学变化时才释放出来，变成热能或其他形式的能量。食物在人体内发生化学变化释放能量，支持人做各种运动。篝火燃烧时发生化学变化释放光能和热能。汽油燃烧、电池接通电路时发生化学变化释放能量，使汽车开动，遥控小车运动。6．体验光具有能量：①将辐射计平放在桌面，待叶片静止。②打开手电筒，照射叶片黑色一面。③观察叶片的变化情况。结论：可见光是一种看得见的电磁波，微波、X光是看不见的电磁波，它们所具有的能量都属于电磁能。微波是一种不可见的电磁波，微波炉利用微波的电磁能加热食物。X射线也是一种不可见的电磁波，它的光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍。它的波长约为0.001～10nm，医学上应用的X射线波长约为0.001～0.1nm。8．核能是原子核在聚变或裂变的过程中产生的能量。太阳等恒星发出的光是由原子核聚变产生的，核电站发电所用到的热能是由原子核裂变产生的。人们开发核能的途径有两条：一是重核裂变，二是轻核聚变。核裂变已得到实际应用，如核电站。核聚变的和平利用正在积极探索中。9．体验动能与势能的相互转换。（1）牛顿摆是一个既能碰撞又能摆动的能量转换与传递的演示装置。当将球A拉到一定高度时，球A就有一定的势能。松开球A，势能逐渐转换为动能，直到碰撞球B，将动能传递给球B，球B又将动能传递给球C……直到球E。E上升过程中，动能又转换为势能，然后球E向相反的方向摆回，又将球A撞到一定高度，如此循环。（2）飞旋的扣子：当人拉紧细线时，人体的化学能转换为细线的势能，然后细线的势能转换为扣子的动能；当人放松细线时，扣子的动能转换为细线的势能（使得细线缠紧）。如此反复，能量不断转换。10．体验动能与热能的相互转换。（1）动能转换为热能：快速搓动双手，体会手心热量的变化。结论：快速搓手，人体的化学能转换为动能，动能再转换为热能（手心的温度升高）和声能（听到搓手的声音）。热能转换为动能：①将瓶口和硬币