小学科学教科版 (2017)四年级下册7.电路中的开关教案设计

7.电路中的开关

【教材简析】

开关是所有电路的重要组成部分，学生每天都在使用各种各样的开关控制着电路。在这一课中，学生将首先观察小开关都是用什么材料制作的，它们都起到什么作用，从而理清小开关是如何控制电路中电流的通与断。再利用身边的材料制作一个开关，并用它来控制电路。在制作小开关的过程中，学生把已形成的电路概念进一步发展为一个“可以控制的电路”，同时也深化对导体和绝缘体的认识，提升学生的创新能力。

本课的重点是通过观察开关组成材料和结构，形成统一的认识：开关由导体和绝缘体两类材料组成。进而从导体和绝缘体的角度来理解开关如何控制电路中电流的通与断。

【学情分析】

生活中，学生认识开关并知道其作用，但不知道开关的结构和原理。在学习本课之前，学生对简易电路及连接基本掌握，对导体与绝缘体基本了解，为学习开关的结构和原理奠定了较好的基础。做个回形针开关需要一定的动手能力和创新思维，四年级学生也具有这样一定的能力。另外，制作开关的材料在生活中容易找到，也为课后进一步研究、创新开关提供了便利，可以很好地保持学生的学习热情。

【教学目标】

[科学观念]通过观察和使用小开关，知道开关有的地方需要用导体来做，而有的地方必须用绝缘体来做；知道开关可以控制电流的通断。

[科学思维]通过观察和比较，了解生活中常见的开关结构和类型，理解开关基本原理。

[探究实践]在制作回形针开关活动中，能利用身边的材料设计制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

[态度责任]通过观察和制作开关活动，培养动手实践能力和创新意识，养成与同学交流分享自己的研究成果的习惯。

【教学重难点】

[重点]观察小开关是如何控制电路中电流的通与断。

[难点]设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

【教学准备】

[教师]1.班级记录表；2.教学课件。

[学生]1.每组提供软木块(橡皮)1 块、图钉两个、回形针若干个、小灯泡1个、小灯座 3个、带电池的电池盒1个、导线若干、红绿黄灯各 1个；2.活动记录单。

【教学过程】

一、聚焦引入（预设5分钟）

材料准备：课件，电池盒（电池）、灯座（小灯泡）、开关、导线3根

1.教师出示材料。

布置任务：利用材料，小组合作，组装一个能控制小灯泡亮灭的简易电路。

2.出示组装好的简易电路。

提问：控制灯泡亮灭的电器元件是什么？

3.讲述：开关能控制电路中电流的通断，这节课我们一起来学习电路中的开关。揭示课题：电路中的开关（板书）。

[设计意图]基于学生学习基础，提供材料让学生组装简易电路，既复习了前面所学知识，激发学习兴趣，又感受开关能控制电流通与断的作用，能更好地聚焦到电路中的开关怎样控制电流的通与断？

二、实验探究（预设20分钟）

材料准备：课件，闸刀开关、小木块、回形针、图钉2枚

1.观察小开关（预设5分钟）

    （1）教师出示小开关，引导学生分组仔细观察开关。

提问：制作这个小开关使用了哪些材料，这些材料分别有什么作用？

（2）引导学生使用小开关控制电路中电流的通与断。

提问：电路中的开关怎样控制电流的通与断？

（3）师生交流。

（4）小结：原来开关能控制电路中电流通和断与它本身的结构和组成材料有关系：既有导体又有绝缘体。小开关的底座和手柄是用绝缘体做的能断开电流，金属片和接线柱是用导体做的能接通电流。

2.观察生活中常见的开关（预设5分钟）

（1）出示各种开关图片，学生根据开关特点进行分类，并观察各类开关剖面结构。

提问：它们是如何控制电路中电流的通与断的？

（2）学生讨论交流：分类结果、各类开关的结构和控制电器中电流通与断的原理。

（3）小结：按压开关、旋钮开关、声控开关、拉线开关等的内部结构，有着同样的材料结构特点，都由导体和绝缘体的组成。

（4）补充：在连接电路时，一般将开关接在电池正极这边，且在连接过程中，开关先处于断开状态。

3.做个回形针开关（预设10分钟）

（1）课件出示材料和要求，设计制作一个回形针小开关。

（2）组内讨论交流并用图文结合的方式画出开关设计图在活动记录单上。

（3）小组上台展示交流。

（4）二次修改设计图，根据设计图制作开关，并将开关接入电路，看它是否能控制电路通与断。

（5）完善自己的开关。

[设计意图]从容易观察的闸刀开关入手，了解开关的结构，理解开关如何控制电流的通与断。观察生活中常见开关的结构，强化开关由导体和绝缘体组成这一概念。通过制作回形针开关的实践，加深对开关中导体、绝缘体的理解。

三、交流研讨 （预设5分钟）

1.图片或实物展示学生制作的回形针开关。

提问：回形针开关是怎样控制电流的通与断的？

小结：回形针和图钉的两端都接触时，电流可以在电路中流通，形成闭合回路，小灯泡亮（教师示意电流路径）；回形针和图钉不接触时，电流不能在电路中流通，没有形成闭合回路，小灯泡就不亮。

2.讨论：你还能用其它的材料和方法做一个小开关吗？你打算制作哪种类型的小开关？

[设计意图]巩固本课聚焦的核心问题：开关是怎么控制电流的通与断的。鼓励学生大胆对开关进行创新。

四、拓展延伸（10分钟）

材料准备：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个、小灯泡 1个、小灯座 3个、电池盒 1 个、电池 1 节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个

1.课件出示拓展任务。

要求：小组合作制作一个只用一个开关能交叉控制红绿灯的电路。

提问：什么时候红灯亮？什么时候绿灯亮？

2.教师再出示一盏黄灯。

提问：如果想在红灯变绿灯或者绿灯变红灯的中间，先亮起一盏黄灯，那该怎么做呢？

[设计意图]引导学生从开关这一角度来控制红绿灯，先是一个开关控制两盏灯，再到控制三盏灯，不断让学生感受到开关的神奇之处，激发学生的探究欲望，发展学生的创新意识。

【疑难解答】

1. 常见的开关种类有哪些？

开关种类繁多，不要求学生全部掌握，只需掌握生活中常用种类即可（按压、旋钮、拉线、遥控、声控等），可以适当补充“智能化开关”有关知识，激发学生学习兴趣。

2. 开关如何控制电流的通与断？

先从观察开关的材料和结构认识，再由电流路径入手，更好地帮助学生理解开关如何控制电流的通与断。

【教学后记】