教科版六年级上册8、能量与太阳教学设计

教学基本信息

课题

能量与太阳

是否属于

地方课程或校本课程

否

学科

科学

学段： 小学高段

年级

六年级

相关

领域

物质科学领域

教材

书名：义务教育课程标准实验教科书小学科学六年级上册

出版社： 教育科学出版社          出版日期：  2004  年 5 月

1.指导思想与理论依据

指导思想：

《能量与太阳》这节课涉及了物质科学中的 “能量”以及“太阳是重要的能量来源” 等重要概念。基于“能量与太阳”这一大概念，参照美国国家科学教育标准中对能量这一部分内容标准的解读，结合本课具体内容，在对学生前概念进行测查和具体分析的基础上，针对学生关于“能量与太阳”相关概念理解上的困惑和难点，我先将“能量与太阳”这一概念分解成一系列学生真正能够建构并理解的具体概念，在课堂教学中通过引导学生基于观察、寻找证据、做出解释以及交流讨论等活动，逐步建立起“能量以不同方式进行传递”、“太阳是重要的能量来源”以及“一些能源具有不可再生性”等核心概念。

理论依据：

1、建构主义学习理论。“学习是人们基于他们已知道的知识去建构新知识和对新知识的理解”（Piaget, 1978；Vygotsky, 1978；Cobb，1994）。现代学习理论所取得的最显著的结论就是认为学习并非只是简单的信息输入、储存和积累，并非是学习者被动接受刺激的过程，学习是学习者主动建构自己知识经验的过程，是一个主动建构、意义生成的过程。这个过程是通过新旧知识经验间的相互作用而实现的。

2、概念转变学习理论。科学概念学习的最基本的方式是基于原有经验的概念转变学习。以往的教学更多关注新知识的传授，正确概念的传授并不能自动改变学生原有的概念，必须要对学生的原有概念进行探查的基础上，通过挑战学生的认知冲突、依靠学生自身对概念的理解进而实现科学概念的转变。

2.教学背景分析

一、               教材分析

（一）教材位置

《能量与太阳》是教科版科学六年级上册的内容，属于物质科学领域——能量的表现形式。

（二）单元内容分析

单元教学内容可分为三部分。第一部分从学生最熟悉的电和磁为切入口逐步展开对能量及其转化的认识。学生先认识电可以转化成磁，制作电磁铁，观察玩具小电动机怎样转动起来，把电能变成动能。第二部分通过寻找电的用途，研究电的来源，认识电能和其他能量形式及其相互的转化。第三部分探究煤、石油、天然气能源矿产与太阳能之间的关系，认识我们使用的能量几乎都源于太阳能的转化与储存。

（三）本课内容分析

本课《能量与太阳》是单元最后一课，学业标准中提到要说明煤、石油、天然气所具有的能量是存储了亿万年的太阳能，并认识到有些能源不可再生，关注节约能源和使用新能源。

反复阅读推敲本课的内容，我认为能量与太阳的概念很大，所以求证了核心概念。

概念指向

“能量以不同方式进行传递”、“太阳是重要的能量来源”、“一些能源具有不可再生性”

煤和太阳之间的联系离学生的生活经验也很远，因此本课设计以煤为切入点，重点放在对煤的形成的探究上。在研究煤的形成过程中，让学生对能量有一个感性的认识和理解，建立煤和太阳的关系，而后对能量和太阳的关系又有了进一步的认知和思考。在此基础上，思考能源的不可再生性以及对于我们生活的意义，进而建立珍惜能源和使用新能源的认识。

（四）知识层次

二、学情分析

1.前测目标

暴露学生前概念以帮助制定合理的教学目标、恰当的教学策略，设计有结构的教学活动。通过材料支撑帮助学生找到新旧事物之间的联系,适时提出合理问题、展现合理情境、呈现不同层次的活动，为学生的知识建构搭建脚手架。

2.前测形式

问卷调查

（1）            你知道什么是能源吗？

（2）            你见过或用过煤吗？煤是什么？它在哪里？关于煤你想了解什么信息？

（3）你认为煤和太阳有什么关系吗？

对于个别表述能力较弱的学生采取谈话式调查，以求关注到每一个学生。

3.前测结果及分析

前测结果

（1）六（6）班共37人，14人不清楚能源是什么，23人对能源的描述诸如“能量的来源”、“含有能量”、“天然气、石油、煤”等。

（2）全班只有1人表示见过老家生炉子取暖时用到煤并亲身体验过；30人能说出“煤可以燃烧产生热”；13人说出煤“埋在地下”，其余人表示不清楚；对煤想要了解的信息主要集中在“煤为什么能燃烧”、“煤到底是什么”、“煤从哪里来”。

（3）            学生不能在煤和太阳之间建立联系

前测分析

学生对能源没有理性的认识；学生基本没有与煤相关的生活经验，对煤的认识大多来源于虚拟信息，概念模糊，但是对煤的研究有兴趣，提出了一些想要研究的问题。对于这些问题，其实只要解决了煤形成的原因后就都可以解决。

学生不能在太阳与煤之间建立联系。

4.教学策略

根据前概念分析，本课需要作出如下设计：

①提供真实的煤，让学生对煤进行观察，有一个感性认识。提供材料，让学生发现自己所关注的问题，找到实证。

②尝试用活动让学生对煤的形成有一个由结果寻找原因，间接的探究和认识。因为煤形成的过程太复杂了，又经历了漫长的岁月，没办法用实验重现。但是如果一味的告诉学生又不好理解难以建立理性认识，在此重点聚焦到孩子科学能力和理性思维：收集信息—对信息进行分析—基于事实进行推论—相互讨论形成一个科学解释—进而对现阶段的认识有一个自己的理性理解。这也是复演科学家作出推论的过程。

③通过探究活动，建立煤和太阳之间的联系，同时对能量形成认识。

在科学能力方面，本课重点关注学生对科学推论的理解，利用证据，解释证据，建立推论。推论的载体是多种途径多种形式的感性的资料（IPAD电子书和教师推送资料），希望通过更多具体的信息、数据、证据把大概念和学生自己的经验建立联系。

 3.教学目标(含重、难点)

【教学重难点】　　

1.重点：

① 说明煤、石油、天然气所具有的能量是存储了亿万年的太阳能。

②举例说出能源和我们的生活关系密切，人类已开发出了一些新能源。　　

2.难点：利用已有的证据，发挥想象，对煤的成因做出假设性解释。　　

【教学准备】　　

煤、IPAD、影像图片资料　

4.教学过程与教学资源设计（可附教学流程图）

一、教学流程图

教学环节                       教学活动                概念形成

二、教学过程

（一）聚焦话题

谈话，揭示研究对象

我们日常生活最重要的能量就是电能。还记得电是从哪儿来的吗？

出示2015中国发电站发电比例图：69%的电从火力发电而来。

火力发电其实就是燃烧一种物质，煤。

请同学根据自己经验介绍煤是一种怎样的物质。

（设计意图：复习旧知能量转化的同时暴露学生前概念，引发认知冲突。在学生介绍的过程中初步建立对煤的感性认识，并建立煤蕴含着丰富能量这一事实概念）

概念发展：初步建立对煤的感性认识

（二）探索与调查

1.认识煤

观察并感受手里的煤。

你有什么想了解的？

煤是什么？它在哪里？它能做什么？

结合资料和工具（平板电脑电子书），发现并整理关于煤的基本信息。

（设计意图：前测中发现学生基本没接触过真实的煤，实物进课堂激发学生兴趣，使其渴求新知识。通过发现信息整理信息，对煤产生进一步认识）

概念发展：进一步建立对煤的认识

2.煤是怎样形成的

（1）讨论并探索：大家最关心的就是煤为什么蕴含着这么多能量。它的能量又是怎么来的呢？这就需要我们先知道煤是怎么形成的。

福尔摩斯推理游戏：根据信息（IPAD电子书）和工具（平板电脑），找到“证据”并结合自己的猜想完成任务（做出假设，解释煤形成的过程）

“证据”来源：

①学生在“认识煤”活动中整理的关于煤的信息。

② 老师在学生缺少“证据”时，适时提供信息。（尽量主动不提供，让学生自主发现）

关键信息内容：

①煤大多夹在古代沉积的泥沙变成的岩层中

②煤在岩层中是一层一层分布的

③亿万年前地球上气候温暖，雨量充足，植物生长非常繁茂

④显微镜下可以看到煤里有花粉

（2）分享：我推理的煤的形成原因。

老师强调：推理要有相应的“证据”。

（设计意图：①锻炼学生整理信息，提炼关键点的能力；②强调尊重事实和证据，培养实证意识和严谨求知的态度。学生一点一点透过直接或间接的证据，自己梳理和建构对煤成因的认识，经历了分析与综合的思维过程，通过判断和推理得到新的判断，建立新的认识。运用科学的思维方式认识事物，解决问题。）

学生所经历推理的思维过程：

分析数据，提炼证据，利用证据，解释证据，建立推论

（3）观看视频：煤形成的原因。

（4）小结：煤的能量源于亿万年前的古生物。科学家的推测和我们有什么不同？

（设计意图：直观的3D模拟视频能更好的展现出煤形成的复杂而漫长的过程，弥补了课堂无法完成的模拟实验的求证，进一步建立学生对煤形成过程的理性认识。同时反思自己在推测过程中出现的问题）

概念发展：建立煤能量与亿万年前古植物有关的概念；初步建立化石能源不可再生的感性认识

3.生物能量的来源

煤和太阳能有什么关系呢？（视频最后提到，我们燃烧煤就是索取上亿年储存下来的太阳能，煤有个诗意的名字：太阳石；煤炭工人也是开采太阳的人。）

（1）            为什么说煤是储存了上亿年的太阳能呢？

观察生物：盆栽。植物的能量来源—光合作用。

（2）讨论与思考：它经历了怎样的能量转化？

（3）小结：光合作用使得植物获得了能量，它的能量来源于太阳。

（设计意图：植物、煤、视频，这些丰富的事实信息，结合学生思维发展进程，让学生在思考中把三者建立了联系，得到了新的判断。）

概念发展：建立煤的能量是存储了亿万年的太阳能的概念，进一步建立能源不可再生的认识；初步建立能量与太阳的联系

（三）拓展与延伸

1.石油、天然气的形成

（1）提出问题：像煤这样的源自太阳的能源你还知道哪些？它们又是怎样形成的？

（2）出示资料（石油、天然气）

思考：它们和煤有哪些共同点。

（设计意图：因为在煤的形成过程中进行了着重研究，所以石油、天然气的形成更好理解，放到了拓展部分。通过比较与分类的思维过程，对化石能源有了更多理性认识，分析后进一步建立能量与太阳的联系）

概念发展：建立煤、石油、天然气能量是存储了亿万年的太阳能，且不可再生的概念；进一步建立能量与太阳的联系

2.能源的现状

提出问题：能源是否能用之不竭呢？

老师提供能源数据、现状资料（石油还可开采50年、煤还可开采150年）

概念发展：建立一些能源不可再生，十分重要的认识

（四）思考与分享

思考：根据能源现状，提出解决方案

1.分享节约能源方法

2.认识新能源并分享体验过的新能源

3.这些能源又是来自于哪里？

（设计意图：学生以往知道节约能源，但更多时候是盲目的、感性的。经历了思维过程，得到了新的判断，学生对节约能源和开发新能源有了更加理性地认识，迫切想要表达自己知道的节能方法和新能源。）

概念发展：建立节能与使用新能源的意识；建立地球大部分能量都是与太阳能相联系的概念

5.学习效果评价设计

过程性评价和结果性评价

1、过程性评价

评价内容：学习态度

评价方式：口头激励性评价。在学生探究过程中对学生的努力程度和积极参与程度及时予以评价，促进学生良好的探究习惯的形成。

2、结果性评价

评价内容：科学概念

评价方式：后测

后测题:

1.煤是几亿年前的_____________被埋入地下，与_____________隔绝，在长期的压力、高温的共同作用下，慢慢形成的。

2.石油和天然气是几亿年前大量的低等___________经过长期、复杂的变化形成的。

3. 石油、煤、天然气所具有的能量最终都来自         。

A．水                 B．太阳               C．土壤

4. 下列能源，属于不可再生资源的是         。

A.海洋能源       B.煤      C.生物能源

6.教学设计特色说明与教学反思

特色说明

1.设计以学生为主体的自我建构的学习活动

学生在推测煤的形成过程中老师不提出观点，学生一点一点透过直接或间接的“证据”，自己梳理和建构。

2.为学生的概念转变搭建脚手架

福尔摩斯推理游戏为学生搭建了脚手架，激发孩子极大兴趣的同时让学生置身于煤形成的过程之中，通过分析与推理，建立新的判断；通过对煤的认识，与石油、天然气进行比较，对能源进行分类（化石能源的不可再生）；完成对能量与太阳主题下概念的抽象与概括的思维过程。

3.理解现实问题是创新的基础

从煤形成的源头上，真正理解它的不可再生性，进而才有了对新能源认识的基础和思考。

教学反思

1.新媒体技术（ipad电子书）在课上能发挥自身优势，还有哪些类似（概念相对更抽象）的课可以拓展新媒体技术的应用值得进一步研究。

2.学生能运用科学思维认识事物，解决问题；在辩证分析问题上有不足，需要老师给学生提供更多的时间，让他们能多角度的思考进而进行选择和判断。