小学科学冀人版（2024）六年级上册（2024）8 它们是怎样工作的教学设计

这是一份小学科学冀人版（2024）六年级上册（2024）8 它们是怎样工作的教学设计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，板书等内容，欢迎下载使用。
六年级学生通过本单元前期学习，已经认识太阳能、化学能、电能、热能、光能、机械能等多种能量形式，知道能量可以从一种形式转换成为另一种形式。学生生活当中接触电灯、电风扇、汽车、音响等大量工作设备，能够说出设备通电之后会发生什么现象，但是大多只看到设备工作的外在结果，不清楚设备内部发生了怎样的能量转换，不理解“能量转换装置”这一概念。学生可以识别单一简单的能量转换，面对多个步骤的多级能量转换时，梳理链条容易混乱。学生对于能量转换装置的输入能量、输出能量两个专业名词陌生，很难区分输入、输出能量，容易混淆主次，也会忽略能量转换过程当中会有一部分能量以热能形式损耗散失。六年级学生具备案例分析、小组讨论的能力，喜欢联系生活实物开展探究，多级能量转换链条较为抽象，需要依托教材实例，结合问答、图表拆解，帮助学生建立模型化分析的思维方式。
二、教材分析
本课是第二单元《无处不在的能》第6课，承接上一课《动物与能量》生物体内的能量转换，将研究对象转向人造设备的能量转换。教材开篇展示电灯、电风扇、汽车、电饭煲多种常见物品，抛出核心问题：这些物品工作的时候，能量发生了怎样的变化。教材正式提出概念：很多装置可以把一种形式的能量转换成为另外一种形式的能量，这类装置叫作能量转换装置。课文引入输入能量与输出能量两个关键术语：输入能量指装置工作时输入进去的能量；输出能量是装置工作之后向外释放出来我们需要的能量。教材设置多组实例分析：电灯、电风扇、电热水器、汽车，逐一梳理每一种装置输入、输出能量。教材进一步拓展多级能量转换，以汽车为例，讲解汽车内部多级转换：汽油储存化学能，经过发动机，转化为热能，再转化为机械能驱动车辆，同时有部分能量变成热量散失。教材补充说明，任何能量转换装置工作时，都不可能把输入的能量全部转化为我们需要的输出能量，总有一部分能量损耗，大多变成热能散失到环境当中。拓展板块引导学生寻找生活当中其他能量转换装置，分析能量转换过程。本课是单元的核心课，帮助学生建立能量转换装置模型，巩固本单元物质与能量大概念，为后续学习能源相关内容做好铺垫。
三、核心素养教学目标（依据2022版义务教育科学课程标准）
科学观念：认识能量转换装置；能够区分装置的输入能量与输出能量；能够分析常见设备的能量转换形式；知道能量转换过程当中会有部分能量损耗，以热能散失。
科学思维：能够梳理简单以及多级的能量转换链条，建立能量转换模型；可以区分有用输出能量和损耗的能量，对生活设备开展能量转换分析推理。
探究实践：研读教材案例，小组合作分析不同装置输入、输出能量；能够用文字或者箭头写出设备完整能量转换过程；参与课堂交流，完整表述自己的分析结果。
态度责任：体会能量转换装置给生活带来便利；知道能量转换存在损耗，初步建立节约能源的意识。
四、教学重难点
教学重点：理解能量转换装置，分清输入能量和输出能量；分析常见生活设备的能量转换过程。
教学难点：梳理多级能量转换链条；理解能量转换过程存在能量损耗，区分有用能量与损耗散失的能量。
五、教学过程
情境导入，揭示课题
教师出示教材课文插图：电灯发光、电风扇转动、电饭煲加热、汽车行驶。
师：同学们，我们身边有许许多多物品通电或者消耗燃料之后就可以工作。电灯通电之后会发光，电风扇通电之后转动，汽车加上汽油就可以跑起来。大家想一想，这些物品工作的时候，是不是凭空就产生光、转动的力量？
生：不是，需要有电或者汽油提供能量。
师：没错，它们是把一种能量，变成另外一种我们需要的能量。课本把可以实现能量形式改变的设备叫作能量转换装置。今天我们就来学习《它们是怎样工作的》，研究这些装置内部，能量到底发生了怎样的改变。
板书课题：它们是怎样工作的。
【设计意图】利用教材生活实物插图导入，立足学生生活经验，引出能量转换装置核心概念，生成探究驱动问题，开启新课学习。
研读教材核心概念：输入能量与输出能量
教师引导学生阅读教材课文当中概念段落：能量转换装置工作时，先要输入能量，经过装置转换之后，向外输出我们所需要形式的能量。输入的能量叫作输入能量；装置转换后输出的、我们需要的能量叫作输出能量。
师：课本出现两个新名词：输入能量、输出能量。我们拿电灯举例子，大家阅读课本电灯案例。电灯接通电源，什么能量输入电灯？电灯工作之后，我们得到什么有用的输出能量？
生：输入的是电能；输出我们需要的是光能。
师：说得很好。老师追问，电灯点亮一段时间，灯泡摸上去会发热，发热产生的热能，是我们点亮灯泡想要得到的能量吗？
生：不是，发热是多余的。
师：这里就出现课本讲到的重要现象，转换的时候，不会全部输入能量都变成我们想要的输出能量，会有一部分能量损耗，变成热能散失掉。我们把这个案例整理到黑板表格当中。
师：我们再看课本第二个案例电风扇。电风扇通电之后转动。哪位同学说一说，电风扇输入什么能量？我们希望得到什么输出能量？有没有损耗的能量？
生：输入电能；输出是机械能，让扇叶转动；工作电机发热，损耗一部分热能。
师：总结十分到位。电风扇把电能转换成机械能，同时一部分电能变成热损耗掉。
师：现在我们来梳理课本的电热水器。电热水器通电，把水加热。输入能量？输出有用能量？损耗能量？
生：输入电能，输出热能用来加热水，也会有部分热量散失到空气当中。
【设计意图】逐字研读教材概念文本，借助教材三个基础案例，利用表格清晰拆解输入、输出、损耗能量，通过师生问答，帮助学生掌握基础分析方法，初步建立能量损耗的认知。
研读教材重点案例：汽车的多级能量转换
教师引导学生阅读教材汽车案例文本：汽车燃烧汽油才可以行驶，汽油当中储存着化学能。汽油在发动机内部燃烧，化学能先转化为热能；热能再推动发动机工作，转化为机械能，驱动汽车车轮转动。汽车行驶过程当中，大量热量会散发到空气中，这部分属于损耗的能量。
师：电灯、电风扇是相对简单的能量转换，而汽车属于多级转换，能量不止转换一次。我们跟着课本一步一步拆解。首先汽车加汽油，汽油储存什么能量？
生：化学能。
师：这就是汽车的输入能量。汽油在发动机气缸燃烧，化学能变成了什么？
生：变成热能。
师：发动机利用这份热能，再转变为什么能量，让车轮转动？
生：机械能。
师：所以汽车完整的多级转换链条，大家跟着老师一起写：化学能→热能→机械能。
师：课本提醒，汽车工作的时候，发动机非常烫，大量的热散发出去，这一部分热能，不是我们想要的输出能量，属于损耗。我们想要的输出仅仅是让车子前进的机械能。
师：我向大家提问，如果没有汽油提供化学能，汽车能不能输出机械能？为什么？
生：不能，能量不能凭空产生，需要输入能量，再经过装置转换。
师：非常关键，任何装置都不能凭空制造能量，必须要有输入能量，才能够得到输出能量。
师：小组讨论，结合课本内容说一说，为什么汽车行驶的时候发动机温度会很高？
生：因为多级转换过程当中，大量能量以热能形式损耗，散发出来，所以发动机温度高。
【设计意图】针对本课难点多级能量转换，深度解析教材汽车案例，分步拆解转换链条，区分有用能量和损耗能量，破除“装置凭空产生能量”的错误认知，训练学生梳理多级转换的科学思维。
研读教材拓展活动：寻找生活中的能量转换装置
教师引导学生阅读教材拓展板块：找一找生活当中还有哪些能量转换装置，分析每一个装置输入、输出以及损耗的能量。
师：现在我们把课本学到的分析方法，用到更多生活物品上。我们来看音响，播放声音。输入什么能量？输出什么有用能量？有无损耗？
生：输入电能；输出声能；工作时机身发热，损耗热能。
师：再看太阳能热水器，吸收太阳光把水加热。输入能量是什么？输出能量是什么？
生：输入太阳能，输出热能，也会有热量散失损耗。
师：请同学们自己在练习本上挑选一件自己熟悉的能量转换装置，写出它的输入能量、输出有用能量，还有损耗的能量，写完之后同桌互相交流。
学生独立书写，教师巡视课堂，针对学生混淆输入输出的错误进行点拨纠正。
师：大家通过这么多案例可以发现，几乎所有能量转换装置，都会存在能量损耗，损耗大多以热能形式跑掉。虽然能量不会消失，但是损耗掉的热能很难再被我们利用。这也是我们生活当中提倡节约能源的其中一个原因。
【设计意图】迁移课本所学分析方法，拓展更多生活实例，当堂练习巩固输入输出能量的判断，自然渗透节约能源的态度责任素养。
课堂小结
师：今天我们学习《它们是怎样工作的》，我们一起来回顾本节课要点。什么是能量转换装置？什么叫输入能量、输出能量？简单说一说电灯、汽车的能量转换过程。能量转换过程当中会出现什么现象？
学生发言总结，教师梳理完善：能够把一种能量形式转换为另一种能量形式的设备叫作能量转换装置；输入能量是装置工作接入的能量，输出能量是我们需要得到的能量；电灯：电能转换为光能，伴随热能损耗；汽车是多级转换，汽油的化学能转化为热能，再转化为机械能；任何能量转换都会产生能量损耗，损耗的能量大多以热能散失，我们要树立节约能源的意识。
六、板书
它们是怎样工作的
能量转换装置：改变能量的形式
输入能量→【装置转换】→输出能量（有用）+损耗能量（大多为热能）
1.电灯：电能→光能（输出）+热能（损耗）
2.电风扇：电能→机械能（输出）+热能（损耗）
3.汽车（多级转换）：化学能→热能→机械能
能量不能凭空产生，转换伴随能量损耗
装置
输入能量
需要的输出能量
损耗散失能量
电灯
电能
光能
热能