小学科学青岛版（六三制）(2024)六年级上册（2024）第四单元 能源的利用19 水能和风能教学设计

这是一份小学科学青岛版（六三制）(2024)六年级上册（2024）第四单元 能源的利用19 水能和风能教学设计，共30页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
六年级学生已经具备一定生活观察经验，在生活中见过江河流水、大风天气，部分学生在电视、网络见过风力发电机、大型水电站，知道流水和风具备力量，可以推动物体运动。经过本单元前面课时的学习，学生已经认识化石能源、太阳能、地热能，掌握可再生能源与不可再生能源的基础概念，理解能量可以发生转化，具备开展对比模拟实验、小组讨论、案例分析的能力。但学生大多只停留在现象认知，不能够清晰解释水能、风能的能量来源，对水位落差、风力大小如何影响能量强弱缺少实证认识，对水能、风能开发利用的优势和现实局限缺少辩证思考。六年级学生抽象思维正在快速发展，对于大型能源工程、古代劳动人民利用自然力量的实例兴趣浓厚，适合依托模拟小实验、课本图文案例、真实工程实例开展课堂探究，但对于水电站、风电场建设带来的生态影响理解难度较大，需要教师结合课本内容逐步引导，避免概念过于理论化，要多结合生活实例降低认知门槛。
二、教材分析
本课是青岛版2026秋新教材六年级上册第四单元《能源的利用》第三课时，本单元整体逻辑依次为化石能源、太阳能和地热能、水能和风能、科学处理垃圾，本课承接前面清洁能源相关内容，进一步拓展两种重要的可再生清洁能源，为下一课垃圾资源化利用做好知识铺垫。教材编排分为情境问题、探究实践、反思评价、拓展迁移几个板块。开篇利用奔腾江河、呼啸大风的图片创设情境，提出问题：风和流水蕴藏的能量，人类是怎样加以利用？探究实践板块分为两大部分，第一部分借助小水轮模拟实验探究水能大小和水位落差的关系，第二部分借助风车模型探究风能大小和风力的关系；课本配有古代水车、水磨、风车、帆船插图，展现古代人类利用水能、风能的方式；再引入现代三峡、白鹤滩水电站，风力发电场实景图，讲解水力发电、风力发电当中的能量转化过程。反思评价板块引导学生梳理水能、风能的相同与不同；拓展迁移设置表格，对比水能、风能的优点与不足。教材将古代应用、现代工程、模拟探究结合，落实能源与可持续发展主题，引导学生认识清洁能源对减少碳排放、保护环境的重要意义，同时客观看待清洁能源开发存在的现实限制，形成辩证看待技术应用的科学思维。
三、核心素养教学目标（依据2022版义务教育科学课程标准）
1.科学观念：知道流动的水具备的能量叫水能，流动的风具备的能量叫风能；水能、风能属于可再生清洁能源；理解水位落差越大，水能越大，风力越大，风能越大；了解古今人类利用水能、风能的方式，掌握水力发电、风力发电当中的能量转化形式；知道我国大型水电、风电工程的现实价值。
2.科学思维：通过小水轮、风车模拟实验，学会控制变量开展对比分析，能够根据实验现象推理能量大小的影响因素；能够结合课本图文、工程案例，对比分析水能、风能的优势与局限，建立辩证看待能源开发的思维。
3.探究实践：能够小组合作完成课本中的模拟探究实验，如实记录实验现象；可以依托课本素材、案例，整理归纳水能、风能的利用形式，小组交流探究发现，完整表达自己的证据与观点。
4.态度责任：感受从古至今人类开发自然能源的智慧；认识开发水能、风能等清洁能源对于保护环境、降低碳排放的意义；树立节约能源、合理开发自然资源的意识，增强民族自豪感。
四、教学重难点
教学重点：认识水能、风能，理解影响水能、风能大小的因素；了解古今人类对水能、风能的利用，掌握发电过程当中的能量转化。
教学难点：理解水电站发电完整能量转化过程；辩证分析水能、风能开发的优点和存在局限。
五、教学过程
情境导入，引出课题
教师出示课本开篇插图，奔腾而下的江河，旷野当中狂风摇动树木的图片。
师：同学们，请大家观察课本开篇这两幅图片，江河奔流不息，大风呼啸而过，大家结合生活想一想，流水和大风，能够对物体产生哪些作用？
生：流水可以冲走泥土，大风可以吹动树叶，大风可以把东西吹跑。
师：大家说得很好。课本当中提出一个思考问题：流水、风都蕴藏着巨大的能量，人类是怎样把这些自然力量为我们所用？今天我们共同来学习《水能和风能》。
设计意图：直接使用教材情境素材，从学生熟悉自然现象切入，抛出教材原生问题，快速聚焦本课主题，激发学生探究欲望。
研读课本，初识水能与风能概念
师：请同学们阅读课本探究实践板块第一段文字，找一找，什么叫作水能，什么叫作风能，把关键语句勾画出来。
生阅读课本文本，勾画概念。
师：哪位同学来分享课本给出的定义？
生：流动的水具有能量，这种能量叫作水能；流动的风具有能量，这种能量叫作风能。
师：非常好。大家思考，静止的湖水有没有水能？紧闭房间里面没有流动的空气，有没有风能？
生：静止湖水不会流动，没有水能；房间空气不流动，没有风能。
师：说得很准确，只有流动才能够产生对应的能量，这是课本给出概念的关键点。那结合本单元前面学习，大家判断，水能、风能属于可再生还是不可再生能源？说一说你的理由。
生：属于可再生能源，水和风可以不断得到补充，不会用完。
师：没错，课本当中明确标注，水能和风能属于可再生的清洁能源，在利用的过程当中，不会像煤炭石油那样产生大量污染废气。
设计意图：立足教材文本，引导学生自主提取概念，借助追问辨析易错点，衔接单元旧知识，构建知识连贯体系。
模拟探究：什么因素影响水能的大小
师：课本向我们介绍小水轮模拟实验，我们一起来看课本的实验配图。实验材料包含小水轮、水杯，我们改变倒水的高度，也就是改变水位落差，观察小水轮转动情况。大家先做出猜想，水位落差大，水轮转动会怎么样？水位落差小呢？
生猜想：落差越大，水轮转得越快；落差小，转动就慢。
师：小组开展模拟实验，保持水流大小不变，只改变倒水高度，观察小水轮转动快慢，把现象记录下来。
小组开展模拟实验，完成实验观察。
师：哪个小组汇报你们观察到的实验现象？
生：水位高，落差大，小水轮转动速度很快；水位低，落差小，小水轮转得很慢。
师：结合课本实验结论，大家可以得到什么结论？
生：水位落差越大，水能就越大。
师：很好，课本当中就是通过这个对比实验证明，水能的大小和水位落差密切相关。大家想一想，现实当中河流落差大，会出现什么景象？
生：会出现瀑布，瀑布水流力量很大。
设计意图：复刻教材探究实验，落实控制变量对比实验思想，用直观实验现象支撑课本结论，把模拟实验和现实自然现象建立关联。
模拟探究：什么因素影响风能大小
师：课本接下来展示风车模型实验。我们用风扇模拟风，改变风力大小，观察风车转动。请同学们再次做出假设，风力大小如何影响风车？
生：风力越大，风车转动越快；风力越小，转得越慢。
学生小组开展模拟，改变风力，观察风车转动状态。
师：结合实验现象，对照课本内容，谁来说一说风能大小的规律？
生：风力越大，风能就越大。
师：我们完成课本两处模拟探究，现在老师出示课本表格，我们一起填写：水能大小受水位落差影响；风能大小受风力大小影响。
设计意图：延续教材探究逻辑，两组模拟实验形成对照，帮助学生掌握两种能量的影响因素，训练证据推理的科学思维。
研读课本图文，学习水能、风能古今利用
师：翻开课本，观察古代利用水能、风能的插图，大家看一看课本上画了哪些古代工具？小组讨论，这些工具分别依靠什么能量工作？
生观察课本插图，小组交流。
师：谁来分享古代人类利用水能的工具？
生：有水车、水磨，水车可以提水灌溉农田，水磨可以磨粮食，依靠流水推动。
师：回答到位，水车、水磨是我们国家古代劳动人民利用水能的创造。那古代利用风能的实例，从课本插图当中找一找。
生：风车、帆船。风车可以用来抽水，帆船依靠风在大海上面航行。
师：课本提到，古代没有电力，人们就借助水能、风能帮助生产劳动，减少人力消耗。那到现代社会，我们如何大规模使用水能和风能？我们阅读课本现代部分内容，观察三峡水电站、白鹤滩水电站、风力发电场图片。
师：水电站大坝抬高水位，制造很大水位落差，水流冲击发电机组，大家根据课本提示说一说，这里发生怎样的能量转化？
生：水能转化成为电能。
师：完全正确，水能→电能。那风力发电机呢？风吹动风机巨大叶片转动。能量如何转变？
生：风能转化成电能。
师：老师补充课本案例，三峡水电站、白鹤滩水电站都是我国世界级水电工程；我国陆上、海上建有大量风力发电场，风电规模位居世界前列，这是我们国家开发清洁能源的重大成果。
设计意图：充分使用教材插图与案例，区分古代与现代应用，理清能量转化核心知识点，渗透家国情怀，落实态度责任素养。
小组研讨，完成课本拓展迁移，辩证分析利弊
师：课本拓展迁移板块，有一张对比表格，要求我们总结水能、风能的优点和不足，请小组结合课本全部内容讨论。
小组讨论交流。
师：哪个小组汇报优点？
生：属于可再生能源，清洁，发电的时候不会排放废气，保护环境。
师：那不足之处呢？结合课本案例思考，修建水电站需要什么条件？风力发电又会遇到什么麻烦？
生：水能需要河流、合适地形，不是所有地方都可以建设水电站；风能不稳定，没有风，风力发电机就不能发电。
师：总结大家的观点，我们共同完成课本表格填写。水能优点：可再生，清洁无污染；缺点：受河流地形条件制约。风能优点：可再生，清洁无污染；缺点：风力不稳定，发电不稳定。
师：我们既要看到水能、风能巨大价值，也要看到开发会受到自然条件限制，看待科学技术要多角度思考，这也是课本希望我们形成的思考方式。
设计意图：依托教材拓展迁移板块开展研讨，训练学生辩证思考，避免单一化看待清洁能源，突破本课教学难点。
六、课堂小结
师：我们对本节课课本全部内容进行梳理总结。流动的水蕴藏水能，流动的风蕴藏风能，二者属于可再生清洁能源。水位落差越大，水能越大；风力越大，风能越大。古代依靠水车、水磨利用水能，依靠风车、帆船利用风能；现代通过水电站、风力发电机，把水能、风能转化为电能。水能、风能清洁环保，但开发会受到自然条件的限制。大力发展水电风电，是开发清洁能源、保护生态环境的重要途径。课后同学们可以搜集更多我国风电、水电工程资料，进一步了解清洁能源。