小学生在家能做到的惯性小实验（小学科学通过螺旋上升的认识过程培养学生思维能力）

张翼1

学科：小学科学

作者简介：

1.张翼：北京市丰台区丰台第一小学，研究方向：小学科学课程与教学。

正文：

1. 教学目标

1.1 通过点亮小灯泡的活动，理解把电池、灯泡、导线连接成回路，可以点亮小灯泡。能够利用回路概念判断其它连接方法是否可以点亮小灯泡。

1.2 通过点亮小灯泡的活动，培养学生的归纳能力；通过判断多种方法是否可以点亮小灯泡的活动，培养学生对概念的演绎推理能力；通过利用放大镜多角度的观察小灯泡的结构，培养学生的观察能力。

1.3 培养学生勇于探究，实事求是的科学态度。

2. 全课流程

3. 本课教材简介

3.1 在课标中的位置与要求

本课属于“物质世界”的探究领域，而本课《点亮小灯泡》是关于能量的表现形式的研究。通过本课学习，学生能够说出电源、导线、用电器和开关是构成电路的必要元件，说明形成电路的条件；解释切断闭合回路是控制电路的一种方法。

点亮小灯泡是《点亮小电珠》的第一课时内容，教师应指导学生观察小灯泡的结构；用小灯泡、导线和电池连接成简单电路，尝试让小灯泡亮起来，了解电路形成的条件。

3.2 在教材中的位置与要求

《点亮小灯泡》是首师大版《科学》第三册教学内容，属于“电与生活”单元，目标学生四年级。在本课之前有《正电和负电》、《电池》，后面有《导体和绝缘体》作为后续教学内容。本课是学生已经认识了电池的基础上，指导学生认识小灯泡的构造以及认识闭合回路概念，为后面教学内容做好铺垫，起到承上启下的作用。

4. 本设计与其它设计的比较

4.1更加关注学生思维能力的培养

与传统的观察小灯泡外部、内部结构，再用电池、导线尝试点亮小灯泡的方法相比，本课侧重通过学生通过充分的思考，再尝试用有结构的材料点亮小灯泡，再观察小灯泡内部结构的活动归纳点亮小灯泡的方法，并且通过演绎推理的方法分析其它方法能否点亮。

4.2 实验材料的选择更加符合生活实际，便于概念的建构

考虑到在实验室里经常用到灯座、电池盒；生活中更是有安装灯泡的结构（相当于灯座）和电源，而且人们更多的是关注如何点亮小灯泡，而不是小灯泡的结构。所以我利用灯座、电池盒更好的帮助学生尝试点亮小灯泡，省去了学生很多盲目尝试而浪费的时间，也更符合生活实际。在学生认识了回路之后，不借助有结构的材料，回归到最原始的用一根导线、一节电池，点亮一个小灯泡，加深学生对于“回路”的理解。

4.3 学生的学习过程经历了“由表及里，由里及表，再由表及里”的螺旋上升的认识过程

当学生初步归纳，得出：电通过小灯泡“走”了一个圈，小灯泡就亮了的时候，是学生从外部认识到的粗线条的“路径”。老师创设“小灯泡坏了为什么就不能亮”的情境，引导学生认识小灯泡的内部。其实让学生认识小灯泡的内部并不是本课的最终目的，只是通过小灯泡内部的知识载体，使学生认识到：小灯泡坏了就不能亮的本质原因。即电通过小灯泡的“路径”被切断了，不能通过了。本部分的教学就是通过观察小灯泡亮灭的外部状态，初步感悟通过小灯泡的“圈”，逐步认识到观察小灯泡的内部构造，认识电流的路径--回路这个由表及里的过程。

当老师引导学生总结回路时，经历了裸灯泡—灯泡座—电池盒的过程，学生又清楚的看到了由里及外给电流路径穿衣服的过程。

最后的环节，我让学生判断小灯泡的亮灭，给学生的图片又是裸露的灯泡、电池等，目的是使学生认识到点亮小灯泡的本质，认识“回路”。

5. 教学过程

5.1 创设情境 提出问题

出示：点亮的自制小台灯

提问：是什么让小灯泡亮起来的？

预设：电池，导线（开关，追问：开关是做什么用的？生：控制电灯，追问：那让小灯泡亮起来的究竟是什么？生：电）。

板书：电池，导线。

提问：导线是做什么用的？

预设：传递电的，导电的。

提问：光有电池和导线小灯泡就亮了？（教师演示）

预设：需要连起来。

【设计意图】根据前测，我发现绝大部分学生认为有电池和导线就能点亮小灯泡，但是对于连接方法，大部分学生并不清楚，在这里暴露了学生的前认知。分析导线的作用是为了让之前没想到需要导线的学生认识电线的作用，帮助他们后续连接电路做准备，也为学生后面理解回路做好铺垫。

5.2 猜想并尝试点亮小灯泡，初步认识回路

提问：如果给你们提供导线和电池，怎么连接就能点亮小灯泡？（介绍电池盒，小灯座）请你们每个人都把想法画在记录单1上面（黑色笔画，红色笔修改）。

【设计意图】本环节利用电池盒与小灯座是为了降低学生操作时的难度。

（将学生的方法展示在实投上，一个一个地展示，教师引导：还有和这些方法不一样的吗？）(尽可能多的方法，能亮的需要有两个)

学生：汇报连接方法。

提问：你是怎么连的？你为什么认为这么连就可以点亮小灯泡。（学生汇报方法时教师实物展示在黑板上）

提问：老师这里也有几种连接方法，它们能不能点亮小灯泡呢？我们现在有这么多的连接方法，同学们想一想，你支持哪种连接方法呢？

学生：讨论。

提问：经过讨论，你改变想法了吗？为什么？

【设计意图】在尝试之前，让每个学生都充分地思考，讨论，而不是直接尝试，去碰运气。

活动：那我们就来验证这些方法，看一看是否可以点亮小灯泡。（黑板上一组学生尝试）

提问：我们看黑板上的这些方法，这几种可以点亮，成功的方法是怎么连的，它们的共同点是什么？

预设：将电池的两极与灯座的两个触点相连/必须将几个点都连上/必须连成一个圈。

提问：那这些不能亮的连法的共同之处是什么？

预设：没有连在一起/电没有通过灯泡。

追问：成功与不成功的方法有什么区别？

【设计意图】本环节，旨在引导学生通过猜想、分析、验证、对比的方法初步认识回路，培养学生的归纳能力。

小结：我们发现，像这样（手同时演示），将电池的两极和小灯座上的两个触点分别通过导线相连，就可以点亮小灯泡。

板书：点亮小灯泡。

5.3 观察小灯泡结构，进一步认识回路

提问：老师这里也还有个小灯泡（更换黑板上成功方法的小灯泡）为什么不亮了呢？

预设：灯泡坏了。（可能会提到没拧紧。即追问：为什么不拧紧就不亮呢？看来目前同学们还不能解释这个问题，希望大家在之后的学习中能告诉我答案。）

追问：同学们真厉害，你们说对了，老师的小灯泡的确坏了，灯泡坏了为什么就不亮了？看来我们需要认识下小灯泡的构造，先从外部观察。（教师演示介绍小灯泡的结构，引出金属架下面又哪里相连并不能够看到。）

预设：打开看看里面。

提问：看来小灯泡内部藏着秘密，我们需要打开它再次观察。

活动：接下来我们要用放大镜仔细观察小电珠内部的构造，看一看金属架下端与哪里相连，两根金属架下端非常非常不容易看清，希望同学们从多个角度认真看，看清楚后再画在记录单2上。

学生活动。

汇报：（实物投影展示一个学生的）你看到金属架是与哪里相连了吗？大家看到的和这位同学一样吗？

预设：金属架与两个连接点相连。

展示：我们看到金属架与两个连接点相连，刚才我们尝试的时候灯泡是放在灯座里的，为什么要用导线连接到灯座的触点呢？我们看（灯泡与灯座相连图示），原来灯泡的连接点与灯座的触点也是相连的，（整体图）而电池和电池盒也是相连的，他们又通过导线连在了一起。

提问：看了这幅图，你明白小灯泡为什么亮了吗？（手势引导）

预设：连通了。

小结：我们发现这么连，电就可以从电池正极出发，通过导线到达小灯泡，在灯泡里面通过灯丝，又通过导线回到了电池负极，形成了一条回路。形成了回路，就可以点亮小灯泡。

提问：（演示）刚才老师的小灯泡这里坏了，你能说说它为什么就不能亮了吗？

预设：因为回路断开了。

提问：那刚才这些方法，你能解释它们为什么没有点亮小灯泡吗？

预设：因为没有形成回路。

【设计意图】通过展示与学生相同连法灯泡却没有亮的情况，引发学生思考，把问题聚焦到小灯泡内部。通过观察，认识小灯泡内部与外部是相连的，建构完整的回路概念，并通过对回路概念的认识，解释之前错误连接方法所出现的问题。

5.4 利用回路知识，判断多种方法是否可以点亮小灯泡

提问：如果不用电池盒和灯座，只使用电池，灯泡，导线可以点亮小灯泡？老师这里有3种连接方法，你能判断一下吗？怎么判断呢？

预设：回路/需要验证（追问：利用我们学到的知识能不能在验证前就进行判断呢？谁知道应该怎么判断？）

活动：请你根据刚才所学到的回路的知识，判断一下，哪些可以点亮小灯泡，并在你认为可以点亮的方法上画出回路。

学生：活动并汇报。

教师验证有争议的连接方法。

【设计意图】让学生认识到，判断小灯泡能否点亮是有方法、有依据的，要检验学生对于回路概念的认识和理解。另外，学生的思维从前面环节中归纳回路概念到本环节中进行演绎推理，由此加深了对回路概念的理解。

5.5 分享收获，提出新问题

提问：这节课，你学到了什么？

提问：这个小台灯一直亮着，总得换电池，你有没有好的方法解决这个问题呢？

预设：开关。

追问：教室中的电灯又是怎样被开关控制的呢？在接下来的学习中我们会一一将这些问题解决，期待与同学们再次研究。

【设计意图】分享收获，从台灯引入，回到台灯的控制，并提出新问题，引发学生新的思考，为之后引入开关，完善简单电路的学习做铺垫。

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