四年级上册科学教学设计-14.电路暗箱（苏教版2017）

第四单元简单电路14.电路暗箱【主要概念】借助外显的现象合理推测暗箱的内部情况，从而发现事物之间是相互联系、相互作用的，每一种现象的背后都存在一个或多个原因。【涉及课标】6.4电可以在特定的物质中流动，电是日常生活中不可缺少的一种能源。●电路是包括电源在内的闭合回路，电路的通断可以被控制。18.2工程的关键是设计●针对一个具体的任务，按照设计的基本步骤来设计一个产品或完成指定的任务。【教材分析】本课是苏教版科学四年级上册《简单电路》单元的第三课。在前两课《点亮小灯泡》和《导体和绝缘体》的基础上，利用简单电路对电路暗箱进行检测，并根据观察到的现象，对暗箱内部情况做出合理的推断，培养学生的实证意识和逻辑推理能力。此外，本课还将科学探究与工程实践相结合，让学生设计制作一个电路暗箱，并检测暗箱，动脑推断暗箱内的电路情况。本课分为三个活动：活动一，联系前两课的知识，用电路检测器来判断导线的通与不通。活动二，认识接入小灯泡和电池时，检测器的现象。为接下来解暗箱的活动做好必要的准备。活动三，制作暗箱并解暗箱。本活动设计了两个不同层次的环节。环节一，制作只有一个电路元件的电路暗箱，并解暗箱。学生在此环节中，意识到需要根据检测到的现象来合理推测暗箱里的情况，培养学生逻辑推理、合作探究能力，以及工程实践技能。环节二，解有两根导线的暗箱。发现同样的现象却会有不同的推断。这三个活动围绕“解暗箱”这一主题，环环相扣，不断推进。让学生在操作、记录、思考、推断的过程中，不断加深对“解暗箱”的认知，能不断地借助一些外显的现象来推测暗箱内部情况，并作出合理的解释，并意识到暗箱内的情况具有多样性。【学情分析】学生在一年级时就已对暗箱和解暗箱有所了解，但对于解暗箱的过程则体验较少。同时，学生经过前两节课的学习，对电路知识已经有了一定的认知，知道了构成电路的必要元件，了解了电路形成的条件及控制电路的方法；能利用简易的检测装置识别导体与绝缘体。但他们认知还是比较浅显，综合运用与实践操作比较匮乏。本课将电路知识与解暗箱结合起来，让学生经历解电路暗箱的过程，这既是让学生对所学知识进行一次综合运用，进一步加深他们对闭合电路、电流路径的理解，也是对学生解暗箱的意识、方法、操作技能的一次培养和提升。【教学目标】1.知道什么是暗箱。2.学会利用一一列举策略，对电路暗箱进行全面有序的检测和记录。3.能根据检测电路中灯泡的亮灭、明暗等情况，对暗箱里的电路连接情况进行合理的推断。4.意识到自己的推断可能与事实相符也可能不相符。【重点与难点】重点：根据所观察到的现象合理推测暗箱里的电路连接情况。难点：有序地对4个触点进行检测，做到不重复，无遗漏。【教学准备】教师材料：导线、小灯泡、电池、电路暗箱、电路检测器。学生材料：小灯泡、电池、电路检测器、空的电路暗箱、装有两根导线的电路暗箱、电路暗箱设计图、电路暗箱检测单。【教学过程】一、情景迁移，激发前知1.谈话：同学们，前两天老师家里的灯突然不亮了，换了灯泡也没用。于是我请来了一位电工师傅检查电路。电工检查后说，是墙里的导线出了问题。老师把我家的这个电路情况搬到了教室里，这个箱子就相当于是墙，里面有一根导线。2.提问：导线到底通不通呢？不打开箱子，你有办法知道吗？3.学生交流想法。4.聚焦可行的方法：用电路检测器检测，并说出导线通与不通时，检测器应该出现的现象。5.进行检测，做出推断。（1）强调检测器在检测之前要自检。（2）用检测器检测导线，推断通与不通。6.小结：同学们非常厉害，用一个简单的检测器就能检测出导线的通不通，你们都可以当个小电工了。【设计意图：科学来源于生活，将生活中的事例为原型，迁移至课堂，既能让学生觉得亲切，又能有效激发学生的研究兴趣和已有经验，更能让学生意识到课堂上的研究是来解决生活中的实际问题的。此外，用箱子来模拟墙，也便于之后迁移到暗箱上。】二、验证猜想，关联现象（一）认识接入灯泡时，检测器出现的现象1.提问：（1）老师这里还有一个箱子，里面又会是怎样的情况呢？让我们用检测器来测测。（2）你发现了什么？小灯泡变暗是因为箱子里面有什么？（3）为什么里面是一个灯泡，检测器里的灯泡就会变暗？2.打开验证3.小结：又被你们猜对了，这里面确实是一个小灯泡。现在电池里的电要分给两个灯泡，检测器里的小灯泡就会因为供电不足，变得比自检的时候暗。（二）认识接入电池时，检测器出现的现象1.提问：如果箱子里面藏着一个电池会怎么样呢？你为什么这么想？2.检测验证，发现与之前的猜想不同，检测器不亮。3.思考、交流检测器不亮的原因。4.交换检测，验证学生对正负极导致检测器不亮的的猜想。5.小结：小灯泡果然更亮了。看来，如果箱子里是一节电池，我们的检测器可能会更亮，也可能会因为正负极连接的问题而不亮。6.提问：（1）箱子里导线断了和有一节电池，都会导致检测器不亮。那你怎么才能知道到底是导线不通，还是里面有电池？（2）如果里面是电池，交换检测，检测器里的小灯泡会怎么样？如果是不通的导线，检测器里的小灯泡会怎样？7.小结：看来，要想确定里面是什么，我们要检测2次。我们先测接点A和B，然后还要交换检测，检测接点B和A。【设计意图：通过多次经历“有依据的猜想”与验证猜想的过程，让学生将不同的电路元件与检测器出现的现象进行一一关联。于此同时，学生也在一次次地将“证据”与“合理的推断”进行关联，在潜移默化中培养学生的实证意识和逻辑思维能力。】三、感知暗箱，认识电路暗箱1.谈话：通过刚才的活动，我们发现，箱子里面如果有不同的电路元件，检测器里的小灯泡就会出现不同的现象。2.揭示课题：刚在，我们是通过把箱子打开来看，来验证我们的猜想的。但是生活中有很多东西是不能打开的，我们需要想办法通过各种检测工具来了解里面的情况。这种不能打开来直接看到内部情况的东西，叫做暗箱。里面藏着电路的暗箱，就是电路暗箱。3.出示暗箱并介绍：这就是一个电路暗箱，这里有ABCD四个接点。两个接点之间，可能连着一个电路元件，也有可能没有。【设计意图：从打开箱子进行验证，迁移到无法打开；从电路检测器，迁移到其他检测工具。不光让学生了解什么是暗箱，更可以让他们意识到可以用科学的检测方法和检测工具去解暗箱。】四、设计制作，初解暗箱（一）设计并制作简单电路暗箱1.谈话：那么各位小电工，你们想不想设计一个电路暗箱，然后去考考别的组，看看他们能不能检测出来？2.我们先来设计一个简单一点的暗箱，如果只能从灯泡和电池元件中选择一个，你想选哪个？然后把它连在哪两个接点之间？3.出示并介绍设计图：4.学生完成设计图。5.介绍暗箱组装方法，并明确质检要求。（1）接下来我们要按照设计图，把电路元件装进去。（2）安装好后，请先检查一下自己生产的产品是否合格。先看一看是否连接牢固；再检查是否按图安装；最后用检测器检测，看看检测出的现象与你安装的电路元件是否一致。6.学生领取材料组装暗箱（二）初步解电路暗箱1.讨论检测顺序（1）提问：我们按什么顺序检测？先测哪两个接点，再测哪两个接点？一共要测几次呢？（2）小组讨论。（3）交流汇报，强调交换检测。（4）小结：我们可以按这样的顺序检测：从A点出发，先和B点连，进行检测，检测好后，交换两个连接点的位置再测一次，也就是先测A—B，再测B—A。再用同样的方法将A点分别和C点、D点连接进行检测。A点测完了，再从B点出发，分别和C点、D点连接检测,最后，再从C点出发，和D点连接进行检测。一共要检测12次。2.出示并介绍检测单3.介绍注意事项：检测之前先自检，灯泡亮度要牢记。电路暗箱不打开，记录现象做判断。4.学生交换暗箱并解暗箱5.交换设计图，对照设计图判断暗箱解得对不对。（三）进一步解复杂电路暗箱1.谈话：刚才我们自己动手、动脑设计制作了一个简单的电路暗箱，绝大部分小组还成功地解开了其他组的暗箱里的秘密。老师这里还有一个电路暗箱，里面有两根导线。这两根导线连接在哪里呢？你能用刚才的方法把它找出来吗？2.学生解暗箱3.学生展示检测结果4.交流分析：（1）每组的暗箱都是一样的，你们为什么会有这么多种推测呢？首先，你们检测的现象一样吗？（2）展示学生的检测现象。（3）提问：检测的现象一样，为什么你们的连接却不一样呢？你们的想法有没有道理呢？你们为什么认为A-D之间是导线？A-D之间没导线，小灯泡为什么会亮呢？电是怎么从A走到D的？5.小结：看来，同样的检测现象，暗箱里的电路可能有不同的连接方法，这就是电路暗箱的神奇所在。【设计意图：此环节将科学探究与工程实践操作相联系，旨在对学生进行思维的训练。通过制作并解暗箱的活动，让学生经历工程实践中设计、制作、检测的过程。既能培养学生工程制作方面的技能，又能提升他们逻辑思维的能力。第一次解暗箱，是解唯一对应的暗箱：暗箱内只有一个电路元件，学生检测的现象具有唯一性，通过对比设计图，学生能获得成功的体验。第二次解暗箱，是不唯一对应的暗箱：两根导线的连接方法具有多样性。因此，只求合理，并不给出正确与否的判定。学生画出的电路，只要电能走通，能与检测出的现象匹配即为合理。推断的多样性，也体现了解暗箱过程中的科学性与不确定性。我们对暗箱的推断只是一种可能，与事实可能相符可能不符。在暗箱无法打开的前提下，我们无法直接验证其真伪。因此，我们需要不断改进检测方法和检测工具，以获得更多的现象（证据），不断地完善、修正自己的推断，以期能与事实相符。】五、总结全课，回归生活1.同学们，通过今天这节课的学习，我们认识了电路暗箱。还学会了利用检测工具对暗箱进行检测，并利用观察到的现象对暗箱里的情况做出了推测。2．除了电路暗箱，在生活中还有许多其他无法打开的暗箱，需要我们用科学的方法和仪器来进行检测，解开其中的秘密。课后，请同学们去找找生活中还有哪些无法打开的