《能量从哪里来》教学设计
科学概念目标
1. 太阳是自然界最大的能量来源。
2. 电能是由其他形式的能量转换来的。
3. 能量有多种形式,能相互转换,可以储存在一些物质中。
科学探究目标
1. 用已有的知识和经验通过逻辑推理思考问题。
2. 通过观察、实验和阅读资料认识电能的来源。
科学态度目标
1. 乐于探索生活中各种能量之间的相互转换。
2. 能够以事实为依据做出相应的判断。
科学、技术、社会与环境目标
了解科学技术的发展和应用影响着社会的发展。
【教学重难点】
重点:能量之间的相互转化。
难点:小电动机中能量的转化。
【教学准备】
为学生准备:资料卡、手摇发电机、小电动机、发光二极管、线、学习单。
教师准备:教学课件、资料卡、微视频、班级记录表。
【教学过程】
一、聚焦
1. 谈话:通过前面几节课的学习,我们认识了多种多样的能量,能量无处不在。我们每天要进行各种各样的活动,也需要能量。维持我们各项活动的能量从哪里来?(食物)那食物中的能量又来自哪里呢?
二、探索
1. 太阳的能量是怎样传递到地球上的。
(1)出示教科书第74页图片,通过图片你能获取什么信息,小组之间互相讨论。
提问:太阳的能量是怎样传递给植物的?阳光在植物的生长中起到了什么作用?
展示“植物光合作用图”,学生谈谈发现。
图片描述的是绿植物是“生产者”,它们通过光合作用把太阳的光能转化为有机物中的化学能储存起来。
(2)提问:那以植物为食的动物和人类又是如何获取能量的呢?太阳能在这个过程中又是怎样为我们提供能量的?
出示教科书第74页食物链图,学生参照图片箭头指向说一说能量在食物链中的流动。
(3)小结:太阳能经过植物的光合作用后,会以化学能的形式在食物链和食物网中从生产者到消费者一级一级流动。例如兔子吃草,兔子消化掉的那部分草的能量就被兔子储存起来了;狼吃兔子,狼消化了的那些食物能量就被狼储存起来了,没被消化的部分就由其他一些分解者来消化,生物自身也要维持自己的生命活动,需要消耗一部分能量,这部分能量变成热能而散失到环境中。能量消耗了自然就要补充,因此,生态系统要维持平衡就需要源源不断的太阳能,因此我们说太阳是自然界最大的能量来源。
设计意图:通过图片示意,让学生用已有的知识和经验通过逻辑推理思考问题。
2. 电能是从哪里来的。
(1)太阳的能量不仅能提供给生物生存,还有其他的用途,我们来看资料卡,从资料中你发现无人驾驶飞机是靠什么飞行的?这其中能量又是怎么转换的?
那么不在高空的没安装太阳能电池板的用电器又是靠什么工作运行的呢?用电。
(2)请一位同学体验用手摇发电机点亮小灯泡。
提问:发电机把什么能转化成电能了?(把动能转化成电能)
观察手摇发电机的内部结构,你联想到我们之前学习的什么装置?(像前一节课学过的小电动机)
那么我们手中的小电动机,它能发电吗?
要知道是否发出电来,我们应该怎么检验?
用你们说的方法试一试吧!
(3)各小组用转动小电动机轴的方式发电去点亮二极管,尝试过后发现二极管可以亮,但是一闪一闪的,不持久。能不能想办法使二极管亮的时间长一些或一直亮着?
学生思考方法,试着用想出来的方法试一试。(用棉线绕在轴上试一试)
(4)当电动机被用来发电时,它就是发电机了。发明了发电机后,人们就能把其他不同形式的能量大规模地转化成电能了。
核电站利用什么发电设计意图:通过动手操作体验用小电动机发电的活动,体会动能转化为电能的过程。
三、研讨
1. 我们现在使用的电绝大部分来自发电厂,发电厂都是用发电机发电的。那么发电厂用什么力量推动发电机转动呢?
学生小组之间将之前查好的资料、记录好的表格进行交流,认识发电站可以把风能、水能、煤储存的化学能、核能等转化成电能。(对于准备不充分的小组,教师可以适当提供一些资料。)
请小组派代表介绍一种,教师板书在班级记录大表中。
思考:多种能量转换方式中你认为哪些方式比较好?好在哪里?
设计意图:通过查阅资料,提炼资料中不同发电厂能量的转化,体会到电能不是直接就有的,都是由其他形式的能量转化而来的。
2.通过本单元的学习,说一说你对能量有了哪些新的认识。
(1)能量有多种形式,能量之间可以相互转化。
(2)电能都是由其他形式的能量转化而来的。
……
四、拓展
课外可以去组装一辆太阳能驱动的小车,并测试一下。课堂上让学生观看教师做好的视频。
设计意图:通过观看视频,激发学生课后去动手实践制作太阳能小车的兴趣,去更进一步研究能量之间的相互转化问题。
【活动手册使用说明】
活动手册中的表格建议课前查阅资料时完成,课堂上进行展示与交流,教师基于学生的学习情况进行适当讲解与补充。
“电能的来源”一栏填写电能是从哪里输出的,这里主要分两种情况:一种是储存在电池里的电能,主要的电池种类有普通电池(干电池)、光电池;一种是由发电站输送的电能,主要的发电站类型有水力发电站、风力发电站、热电厂(火力发电站)、核电站、太阳能发电站等,利用地热能、潮汐能、太阳能发电的发电站还比较少。
“转换的能量形式”一栏填写是哪种形式的能量转换成了电能,这里的能量形式填写能量的来源即可,不写中间转换的过程。例如热电站的能量转换过程是燃料的化学能——热能——动能——电能,在这一栏中只写“化学能”。水力发电站利用水能发电,风力发电站利用风能发电,核电站利用核能(也叫作“原子能”)发电,太阳能发电站利用太阳能发电,地热能、潮汐能也是可以发电的。这多种形式的能量都能转换成电能,说明电能不是自然存在的能源,而是由其他形式的能量转换而来的二次能源。
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