新教材《调查家中使用的能量》课例探思

〔摘""要〕"小学科学新教材以大单元的方式构建内容，以情境化、体系化、跨学科的方式组织探究实践活动，让学生亲身经历和体验指向问题解决的科学实践过程。本文以《调查家中使用的能量》的教学为例，深入探讨新教材如何通过生活化的教学内容、探究式的学习方式以及跨学科的知识整合，促进学生科学素养的全面提升。〔关键词〕"小学科学；新教材；设计；研究教科版小学科学新教材以新修订的《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）为指导，体现了《课程标准》的理念，落实了《课程标准》的要求。新教材在内容设计、教学方法以及教育理念上均实现了显著的创新与突破，不仅注重知识的传授，更强调对学生实践能力和创新思维的培养，新教材的有效教学对于提升学生的科学素养至关重要。本文以教科版小学科学六年级“能量”单元中的《调查家中使用的能量》教学活动为例，探究小学科学新教材教学设计与实践。一、单元整体课程特点与学情分析教材中“能量”这一大单元整体教学设计的主题，主要是引导学生了解不同形式的运动，如声、光、电、热、磁均是能量的一般表现形式。同时，通过让学生学习不同形式能量转化的知识，全面培养和发展学生的核心素养（科学知识、科学思维、实验与观察技能、科学沟通与表达、科学伦理与社会意识）。而教材中“能量”这一单元的本质概念是较为抽象的，所以需通过生活化的教学案例，引导学生回顾身边的各类能量，从而把能量守恒以及转化等定律渗透到每一课的教学中。学情：六年级学生已接触过“能量”一词，并对能量有了一定的感性认知，但其逆向思维以及主观思维的形成，还受经验的局限，他们对守恒概念以及转化概念还存在模糊认识。所以，立足于单元整体教学的主题，以合作探究以及生活化教学作为切入点、内化学生理论知识与核心素养更具可行性。二、教材特点分析新教材《调查家中使用的能量》是面向小学生设计的一节综合实践课程，旨在通过调查学生家庭中的能量使用情况，培养学生观察、分析、解决问题的能力，同时加深其对能源利用和环境保护的认识。本节课教学具有生活化教学内容、探究式学习方式、跨学科知识整合、注重创新思维等特点。生活化教学内容：《调查家中使用的能量》将抽象的能量概念与学生日常生活紧密联系，引导学生观察、记录并分析家庭能源的使用情况。这种生活化的教学内容不仅易于被学生理解，还能激发他们的学习兴趣和探索欲望。探究式学习方式：新教材鼓励学生通过实地考察、数据收集、分析讨论等探究活动，自主发现能量转化与守恒原理以及节能减排的重要性。这种学习方式强调学生的主体地位，培养其观察、思考、解决问题的能力。跨学科知识整合：该单元不仅涉及物理学中的能量知识，还融入了环境科学、经济学等跨学科内容，如能源对环境的影响、家庭能源消费的经济考量等，促进学生形成综合性的知识结构和全球视野。注重创新思维：鼓励学生提出节能减排的创意，培养他们的创新意识和实践能力。三、教学目标与方法《调查家中使用的能量》的教学目标：可以使学生认识到日常生活中所知道的各类能量形式，通过多媒体展示了解机械能、声能、光能、热能；通过对理论概念的学习，了解日常生活中的各类电器和出行物品的能量来源，以及是否可以根据所学常识应用节能的方法；理解能量之间的转化形式与节约能源的重要性，培养学生的宏观思维能力以及科学探究能力；增强学生的节能减排意识，培养环保责任感。教学方法包括情境导入、分组调查、数据分析、讨论交流、展示分享等。四、教学重难点重点：考虑到小学六年级学生整体认知视域的共性特征，本次教学主要是通过生活化的教学形式，以小组合作探究作为切入点，引导学生认识家中的各类电器和出行物品的能量来源，并适当掌握家用电器功率和耗电量的计算方法，从而内化能源转化的本质联系。难点：本次教学的难点是引导学生在实践探究过程中，理解可再生能源和不可再生能源二者之间的抽象区别，并把所学习到的理论知识应用于实际生活中，从而提出具备合理性的节能建议，实现科学教学的生活化。这对培养学生的科学认知视域，具有事半功倍的应用作用。五、教学探究准备将多媒体音频、视频以及一些常见电器，如电灯、电视机、冰箱等的功率标签作为教学的辅助资料，引导学生根据调查表的模板，记录电器和出行物品的能量消耗。前置任务设计：预先设计记录表，要求学生调查家中各类电器的能耗情况，包括电能、水能、燃气能等，并初步了解这些能量的来源和转化过程。六、教学探究活动（一）导入新课播放有关我国太阳能发电站、风力发电站奇观的视频，这里建议应用三峡水电站的视频，直观地给予学生视觉冲击，然后提出问题。教师：“同学们，你们从视频中看到的各类风力发电以及水力发电，已经成为推动我国工业、农业和社会发展的关键形式，我们所看到的水、风以及电的利用，在日常生活中都较为常见。那么，这些常见的能源是如何转化的呢？”设计意图：由此引导学生进一步思考，能源在我们日常生活中所提供的便利。然后，以小组讨论的形式探究太阳能发电可以用来做什么，风力发电机的能量又有哪些用途，从而思考能源应用的重要性。有学生认为：“风力发电以及水力发电可以在一定程度上缓解用电问题，因为我在新闻上看到西部地区的能源比较少，所以可以利用这些自然能源促进地区经济的发展。”从这一学生的回答中可以看出，其科学思维以及科学探究意识非常值得表扬。教师：“那么，就让我们一起探究日常生活中所能接触的能量——《调查家中使用的能量》，感受这些能量为我们的日常生活提供了哪些便利吧。”（二）回顾能量的形式通过多媒体展示播放之前所学习到的内容。教师：“机械能、声能、光能、热能等在日常生活中较为常见，我们在以往的学习中，对该类能量已有了一定的了解。比如机械能——像飞行中的飞机，就是物体由于运动而产生的能量，同样，鸟在飞翔时也会产生机械能。对于声能，谁能做出说明？”有的学生说：“声能是由物体振动所产生的能量，乐器振动时也会产生声能。这些能量的形式是多种多样的。”设计意图：通过对以往所学课程的学习，引导学生回顾知识，并将其与新知识进行有效衔接。教师：“你们能说出这些能量在日常生活中具体应用的例子吗？以小组讨论的形式进行总结，最好是日常生活中我们所能看到的。”（三）聚焦家中能量的使用情况实践探索“这是课前的一份调查表，里面包含了各种电器的使用信息，像电灯、电视、冰箱，其功率、来源、功能和每天使用的量是不一样的”。由此展示调查表，并向学生介绍每一项调查的含义：“我们日常生活中所使用的各类电器，它们的能量来源是哪些呢？可以通过小组讨论以及用微课查询资料填写这份调查表。每个小组在讨论结束之后，需要将汇报表进行总结，书写到黑板上。”教师：“通过大家的调查，我们可以知道家中各类电器能量的来源都是电能，而电能是由发电厂提供的，我们在使用这些电器时也在消耗着能量。而且可以看出，不同家庭所应用的各类电器，其功率以及使用时间存在一定的差异性，我们要做的就是合理使用电器，并注意随时随地节约能源。”出示家中电器的功用概念，也就是工作时单位时间内耗电量的大小，功率是瓦，符号是W，并举例说明，100瓦的灯泡工作10小时所耗电量就是1000W，也就是一度电。其中某小组有一名学生在调查中，注意到家用电冰箱的牌子上标注的功率为150W，但是在实际应用中却没有连续消耗电能。因此，他们查阅了一些相关数据，了解到了电冰箱的实际工作功耗需要按照平均使用时间的计算来估计。在小组活动中，学生不但学会了寻找及转换用电设备所消耗的能量，而且了解了各种能量源所带来的环保效应。在报告阶段，每个团队都呈现了自己的研究成果，并以简单明了的方式说明如何正确使用家电，为大家提供节约能源的建议。（四）探究风力发电以及家用电器能源提出问题：既然我们知道日常生活中所用的电器电源是由发电厂提供的，那么该类能源是如何获得的，是否可以再生呢？小组讨论什么是可再生能源以及不可再生能源，尝试举例分析。如：洗衣机的能源是电能，电能是由发电厂所提供的，但是部分能源也来源于太阳能和风能，这些就是可再生能源。实践操作：小组合作选择合适的材料（如塑料瓶、风车模型、发电机等），共同商讨设计风力发电装置的结构和布局。设计完成后小组成员按照设计方案，分工合作，共同搭建风力发电装置。在搭建过程中，学生需要相互协作，共同解决问题。完成装置搭建后，学生进行测试，观察风力对风车的影响，以及发电机能否产生电能，并讨论改进的可能性。展示交流：各小组派代表上台展示搭建的风力发电装置，并分享他们的设计思路和实践经验，其他学生和教师进行点评和提问。在分享交流过程中，学生可以互相学习，共同进步，进一步加深对节能减排的认识和理解。通过小组合作设计和搭建活动，学生学会了相互倾听、相互尊重、相互合作，共同解决问题，实现共同的目标。合作学习中学生不仅提高了学习效率，了解了风力发电的基本原理，还培养了协作能力和创新意识，增强了团队意识和社会交往能力，促进了科学素养和实践能力的全面发展。（五）课后延伸实践活动调研列举使用的五种家电产品，寻找和解释其运作中所包含的能量转化过程。写一篇约300字的小汇报，概括在调研及反思中所得到的结论，建议至少写出两个节约能源的方法。七、教学评价与展望本次教学中采用了多种有效教学方法指导学生开展探究学习，学生的学习热情较高，并能把所学内容与现实联系，很好地解决问题，不仅提高了学习兴趣和动手能力，还培养了创新意识和环保责任感。然而，在教学探究过程中也存在一些