1、能量单元教材解读 教育科学出版社小学科学六年级上册 能量是什么？能量是什么？ 能量简称能量简称“能能”，用来表征，用来表征 物理系统做功的本领。能量的单物理系统做功的本领。能量的单 位与功的单位相同，在国际单位位与功的单位相同，在国际单位 制中是焦耳。能量和质量一样都制中是焦耳。能量和质量一样都 是标量。各种场也具有能量。能是标量。各种场也具有能量。能 量以多种不同的形式存在。能量量以多种不同的形式存在。能量 守恒和能量转换是自然界的基本守恒和能量转换是自然界的基本 定律之一。定律之一。 雷声、闪电有巨大的能量 跑步等运动需 要能量 汽车开动需要汽 油、天然气 食物营养中脂肪、糖 类。巧克力中
2、含有能 量 内心充满 能量 电池、橡皮筋里 有能量 太阳具有 能量 学生对“能量”的最初印象 这说明六年级学生对能量有一定的感性认识，但没有形成正这说明六年级学生对能量有一定的感性认识，但没有形成正 确的科学概念。考虑到学生的年龄特点，本单元不能从抽象的定确的科学概念。考虑到学生的年龄特点，本单元不能从抽象的定 义出发来演绎各种能量形式及其相互转换，而应该引导学生从回义出发来演绎各种能量形式及其相互转换，而应该引导学生从回 顾身边的能量表现形式（电和磁）为切入口，展开对能量的研究。顾身边的能量表现形式（电和磁）为切入口，展开对能量的研究。 新教材旧教材 “ “探索探索”部分部分的的第一个活动第
3、一个活动是是“了解让汽车运动起来的能了解让汽车运动起来的能 量量”。能量对学生来说是非常抽象的，教科书以生活中常见的能量对学生来说是非常抽象的，教科书以生活中常见的 汽车为切入口，使学生初步体会到能量有着不同的表现形式汽车为切入口，使学生初步体会到能量有着不同的表现形式。 “ “探索探索”部分部分的的第第二二个活动个活动是是“寻找身边的能量形式寻找身边的能量形式”， 通过通过把科学学习与把科学学习与日常日常生活生活相互相互关联关联，帮助，帮助学生学生回忆回忆并记录身并记录身 边存在的声、光、电、热、磁等不同的能量形式边存在的声、光、电、热、磁等不同的能量形式。 “ “拓展拓展”部分部分给学生布
4、置了一给学生布置了一 份调查作业，调查家里份调查作业，调查家里1010种用电器种用电器 的功率、容量等信息，估算用电器的功率、容量等信息，估算用电器 的使用时长，了解家里的用电状况。的使用时长，了解家里的用电状况。 这份调查作业是为下一课了解家里这份调查作业是为下一课了解家里 电能的消耗电能的消耗做准备的，务必要让学做准备的，务必要让学 生去完成生去完成。 “ “探索探索”部分部分第第一一个问题个问题“分析分析 我们用于出行和使用的物品我们用于出行和使用的物品”的关键的关键 是是“调查调查”和和“分析分析”。“调查调查”包包 括家里出行使用的交通工具和主要物括家里出行使用的交通工具和主要物 品
5、的能量形式及来源。品的能量形式及来源。“分析分析”是基是基 于调查的讨论，对能量的认识不仅仅于调查的讨论，对能量的认识不仅仅 局限于局限于能量形式能量形式名称的了解，更重要名称的了解，更重要 的是我们持什么态度来看待能量。教的是我们持什么态度来看待能量。教 科书提供了一幅正在排放尾气的汽车科书提供了一幅正在排放尾气的汽车 图，意在以汽车为例说明人类对能源图，意在以汽车为例说明人类对能源 的利用消耗的利用消耗以及以及对环境的影响等，引对环境的影响等，引 导学生多维度来看待能源导学生多维度来看待能源及及节能节能问题问题。 全国机动车尾气排放监测管理制度 机动车污染排放防治技术政策等 中华人民共和国
6、大气污染防治法等 中华人民共和国环境保护法 “ “探索探索”部分第二个活动部分第二个活动“统统 计家里电能的消耗计家里电能的消耗”的关键的关键是是“统统 计计”和和“估算估算”。“统计统计”的内容的内容 是家里主要用电器的耗电情况是家里主要用电器的耗电情况（上（上 节课后完成）；节课后完成）；“估算估算”的内容包的内容包 括家中每天的耗电量和一个月电费括家中每天的耗电量和一个月电费 支出，将原本抽象的电能消耗转化支出，将原本抽象的电能消耗转化 为具象的电费为具象的电费，使学生从数据中真使学生从数据中真 真切切地感受到能量消耗之大，激真切切地感受到能量消耗之大，激 发节约能源的意识发节约能源的意
7、识。 计算公式：计算公式：功率（功率（瓦瓦）时间（时间（小时小时）1000=1000=耗电量（耗电量（度度） 本课作本课作 为经典课文，为经典课文， 两个两个“探索探索” 活动与旧教活动与旧教 材基本一致。材基本一致。 但是，但是， 这就意味着这就意味着 教学中也要教学中也要 墨守成规吗？墨守成规吗？ 杭州学生课堂上的“小动作”，该批评，还是表扬？ 对折 换方向不同位置 18201820年年4 4月，奥斯特月，奥斯特偶然发现偶然发现 了通电导线能让了通电导线能让磁针磁针发生微小偏转。发生微小偏转。 之后之后，他他花了花了三个月三个月时间，做了许时间，做了许 多次实验，多次实验，有了更多发现有了
8、更多发现由此，由此， 奥斯特奥斯特开辟了物理学的新领域开辟了物理学的新领域 电磁学。电磁学。 “ “重演重演”奥斯特奥斯特实验，只是重实验，只是重 演其实验的结果，还是重演其实验演其实验的结果，还是重演其实验 的过程？我们的教学目标是什么？的过程？我们的教学目标是什么？ 教师要鼓励学生教师要鼓励学生 大胆尝试大胆尝试导线和导线和线圈线圈 的不同摆放方法，在的不同摆放方法，在 不断的体验中不断的体验中“重演重演” 奥斯特实验奥斯特实验，这是科，这是科 学精神的培育过程，学精神的培育过程， 比传授科学知识更有比传授科学知识更有 价值。价值。 学生活动手册 强化 （分组实验）（分组实验） 弱化 （演
9、示实验）（演示实验） 学生在上学生在上一一节课节课“重演重演”了了 奥斯特实验，知道了电和磁的关奥斯特实验，知道了电和磁的关 系，而本课系，而本课希望学生能上升希望学生能上升到到 “电能和磁能电能和磁能可以互相转换可以互相转换”的的 高度高度。“聚焦聚焦”部分部分借助生活中借助生活中 常见的磁能常见的磁能用具，发现用具，发现这些磁能这些磁能 是由是由电能电能转换而来的，转换而来的，从而把从而把本本 课的研究课的研究指向指向“什么样的装置可什么样的装置可 以将电能转换为磁能以将电能转换为磁能”的问题上的问题上。 “ “探索探索”部分部分第第一一个个活动活动“自制自制 铁钉电磁铁，并通电测试铁钉电
10、磁铁，并通电测试”，教科书教科书 通过三幅插图介绍了在铁钉上绕制线通过三幅插图介绍了在铁钉上绕制线 圈的方法和步骤。图圈的方法和步骤。图1 1指导学生沿着指导学生沿着 一个方向绕线圈，图一个方向绕线圈，图2 2说明压住线头说明压住线头 线尾的方法，图线尾的方法，图3 3呈现的是电磁铁成呈现的是电磁铁成 品的样子。要品的样子。要选选用带绝缘胶皮的导线，用带绝缘胶皮的导线， 便于缠绕拆开多次使用。线长够绕便于缠绕拆开多次使用。线长够绕 5050100100圈为好。导线需要教师课前圈为好。导线需要教师课前 准备好，为使实验现象明显，要注意准备好，为使实验现象明显，要注意 用砂纸把线头磨光。用砂纸把线
11、头磨光。 “ “探索探索”部分第二个活动部分第二个活动“用电用电 磁铁将大头针搬运至指定位置磁铁将大头针搬运至指定位置”，其其 实包含了怎样控制电磁铁吸引和放落实包含了怎样控制电磁铁吸引和放落 大头针的两个环节。这个活动不在于大头针的两个环节。这个活动不在于 电磁铁吸引了多少大头针，重点是要电磁铁吸引了多少大头针，重点是要 学生从能量的角度去思考，是什么能学生从能量的角度去思考，是什么能 量使电磁铁吸引住了大头针，这种能量使电磁铁吸引住了大头针，这种能 量是谁给的？为什么断开电源，大头量是谁给的？为什么断开电源，大头 针就掉了，是能量转换的通道不通的针就掉了，是能量转换的通道不通的 吗？通过思
12、考，把学生探究的重点引吗？通过思考，把学生探究的重点引 入到对能量的思考上来，而不仅仅只入到对能量的思考上来，而不仅仅只 是关注电磁铁吸引大头针的现象。是关注电磁铁吸引大头针的现象。 “ “探索探索”部分第三个活动部分第三个活动“电磁电磁 铁也能指南北吗铁也能指南北吗”，分为分为：1.1.研究电研究电 磁铁有没有南北极磁铁有没有南北极；2.2.研究电磁铁的研究电磁铁的 南北极与什么有关。学生南北极与什么有关。学生可以可以用原来用原来 学过的磁铁性质学过的磁铁性质来来解决这个问题。解决这个问题。 但在实际操作汇中，但在实际操作汇中，线圈的缠绕线圈的缠绕 方向容易混淆，从一种绕法转换到另方向容易混
13、淆，从一种绕法转换到另 一种绕法需要花费较长的实验时间。一种绕法需要花费较长的实验时间。 “ “拓展拓展”部分是部分是大型发电机的机械传大型发电机的机械传 动部位。动部位。教材的意图是指向机械能转换为教材的意图是指向机械能转换为 电能。如学生理解困难，可改为电能。如学生理解困难，可改为 拓展：简易电磁起重机 “ “聚焦聚焦”部分部分首先呈现了电磁首先呈现了电磁 起重机吊起废旧汽车的场景图，意起重机吊起废旧汽车的场景图，意 在引出电磁铁的生活应用实例。接在引出电磁铁的生活应用实例。接 着描述了电磁起重机是怎样工作的，着描述了电磁起重机是怎样工作的， 引导学生与引导学生与上节课上节课自制的电磁铁进
14、自制的电磁铁进 行对比，发现电磁铁的磁性强弱差行对比，发现电磁铁的磁性强弱差 异很大，自然产生问题：电磁铁的异很大，自然产生问题：电磁铁的 磁性强弱与哪些因素有关呢？磁性强弱与哪些因素有关呢？这是这是 本课的研究主题。本课的研究主题。 电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关呢？ 回忆回忆上节课有关上节课有关电磁铁的电磁铁的知识，知识，学生学生会认为会认为电磁铁磁性强弱应该电磁铁磁性强弱应该 与这三个方面有关：一是线圈，可能与线圈匝数、线圈粗细、长短等与这三个方面有关：一是线圈，可能与线圈匝数、线圈粗细、长短等 有关；二是铁芯，可能与铁芯粗细、长短、形状等有关；三是与电
15、流有关；二是铁芯，可能与铁芯粗细、长短、形状等有关；三是与电流 大小有关，简单说就是与电池的多少有关。大小有关，简单说就是与电池的多少有关。由此，由此，学生提出的因素可学生提出的因素可 能有：电池数量；绕线多少；铁芯粗细；铁芯长短；铁芯能有：电池数量；绕线多少；铁芯粗细；铁芯长短；铁芯 形状（条形或马蹄形）；线圈粗细；线圈长短；线圈形状；形状（条形或马蹄形）；线圈粗细；线圈长短；线圈形状； 线的类型（漆包线或胶皮线）等线的类型（漆包线或胶皮线）等等。等。 对于学生的假设，对于学生的假设，教师不教师不轻易轻易做肯定或否定。做肯定或否定。因为本课的核心就因为本课的核心就 是基于学生的假设，引发其经
16、历是基于学生的假设，引发其经历设计实验设计实验、检验假设检验假设、得出结论的科、得出结论的科 学探究过程学探究过程。 “ “探索探索”部分部分由两个活动组成。由两个活动组成。 第一个活动：验证电磁铁的磁性强弱第一个活动：验证电磁铁的磁性强弱 可能与线圈的匝数有关；第二个活动：可能与线圈的匝数有关；第二个活动： 验证电磁铁的磁性强弱可能与电流大验证电磁铁的磁性强弱可能与电流大 小有关。小有关。 这两个活动这两个活动都都属于典型的对比实属于典型的对比实 验，实验前小组研究计划的制定尤为验，实验前小组研究计划的制定尤为 重要重要：怎样做到公平实验？需要改变怎样做到公平实验？需要改变 的实验条件是什么
17、？不需要改变的实的实验条件是什么？不需要改变的实 验条件是什么？如何控制这些条件是验条件是什么？如何控制这些条件是 学生操作的难点，因此实验前需要结学生操作的难点，因此实验前需要结 合学生活动手册中的表格进行讨论。合学生活动手册中的表格进行讨论。 “ “探索探索”部分部分第第一一个个活动活动是一是一 种最直接的解暗箱的方法种最直接的解暗箱的方法，呈现了呈现了 小电动机的三个部分。示意图便于小电动机的三个部分。示意图便于 学生比照实物，认清每一个部件的学生比照实物，认清每一个部件的 名称，了解部件之间的结构关系。名称，了解部件之间的结构关系。 在观察转子时，学生可能会联在观察转子时，学生可能会联
18、 想到电磁铁，想到电磁铁，就就需要学生想办法去需要学生想办法去 验证自己的猜想验证自己的猜想从换向器向线从换向器向线 圈通电，看到转子吸起大头针的现圈通电，看到转子吸起大头针的现 象时，就可以推断出转子就是三个象时，就可以推断出转子就是三个 电磁铁的结论。电磁铁的结论。 注意，小电动机的内部构造连注意，小电动机的内部构造连 接很紧密，需要教师课前预先拆解。接很紧密，需要教师课前预先拆解。 直流电动机工作原理 换向器的作用 “ “探索探索”部分第二个活动部分第二个活动分成分成了了三三 个个步骤步骤：1.1.安装转子安装转子；2.2.让转子转起来让转子转起来； 3.3.改变转子的转动状态改变转子的
19、转动状态。 这三个步骤这三个步骤看看似很简单，似很简单，但但留给学留给学 生自主探究的空间却很大，例如可以探生自主探究的空间却很大，例如可以探 究怎样使转子转得更快，学生会想到磁究怎样使转子转得更快，学生会想到磁 铁离转子更近一些、把电流加大一点等铁离转子更近一些、把电流加大一点等 方法；可以探究怎样改变转子的转动方方法；可以探究怎样改变转子的转动方 向，学生会想到把磁铁换一个方向接近向，学生会想到把磁铁换一个方向接近 （即改变磁极）或者换一下电池正负极（即改变磁极）或者换一下电池正负极 接法（即改变电流方向）等方法。当学接法（即改变电流方向）等方法。当学 生提出这样的猜想时，教师要鼓励学生生
20、提出这样的猜想时，教师要鼓励学生 进行深入探究，并做好记录。进行深入探究，并做好记录。 改变磁极（杭州学生） 改变电流方向（杭州学生） 本课的学习有难度，教参提供了三本课的学习有难度，教参提供了三 种层次的学习目标种层次的学习目标浅层次浅层次：学生：学生发发 现现转子转子有三个有三个电磁铁电磁铁，转子，转子转动转动与它有与它有 关；关；中层次中层次：学生认为：学生认为转子转子的转动是利的转动是利 用了电磁铁产生的磁性与用了电磁铁产生的磁性与外壳外壳磁铁之间磁铁之间 相互排斥或吸引的力相互排斥或吸引的力；深层次深层次：由于换：由于换 向器改变了线圈中电流方向，从而导致向器改变了线圈中电流方向，从
21、而导致 电磁铁的磁极交替变化，使转子能持续电磁铁的磁极交替变化，使转子能持续 不断的转动。不断的转动。教师根据本班学情，选择教师根据本班学情，选择 某个层次开展教学。某个层次开展教学。 教科书没有对换向器、电刷的作用教科书没有对换向器、电刷的作用 进行说明，学有余力的学生进行说明，学有余力的学生可以可以进行深进行深 入学习。入学习。 在前在前6 6课课的学习中，学生了解的学习中，学生了解到到存在存在 声、光、电、热、磁等各种能量的表现声、光、电、热、磁等各种能量的表现 形式，形式，其之间可以相互其之间可以相互转换。本课将继转换。本课将继 续引导学生深入探讨能量的来源和转换续引导学生深入探讨能量
22、的来源和转换 问题，拓宽对能量转换的认识，初步体问题，拓宽对能量转换的认识，初步体 会科学技术的发展和应用会科学技术的发展和应用对社会的对社会的影响。影响。 “ “聚焦聚焦”部分的问题部分的问题“能量的形式能量的形式 是多种多样的，这些能量之间是如何进是多种多样的，这些能量之间是如何进 行转换的呢？行转换的呢？”既承接了前面所学内容，既承接了前面所学内容， 又直接揭示了本单元的核心概念之一：又直接揭示了本单元的核心概念之一： 能量转换。能量转换。 “ “探索探索”部分部分第第一一个个活动活动引导引导 学生知道学生知道太阳的能量是通过光合作太阳的能量是通过光合作 用传递给植物的。光合作用的过程用
23、传递给植物的。光合作用的过程 是绿色植物利用光能把二氧化碳和是绿色植物利用光能把二氧化碳和 水转化为有机物储存能量并释放出水转化为有机物储存能量并释放出 氧气的过程。至此太阳能就转化成氧气的过程。至此太阳能就转化成 了生物能了生物能。 食物链是从能量转移的角度描述食物链是从能量转移的角度描述 太阳能是怎样给我们提供能量的。太太阳能是怎样给我们提供能量的。太 阳能通过绿色植物的光合作用进入生阳能通过绿色植物的光合作用进入生 态系统，转化了的能量通过食物链和态系统，转化了的能量通过食物链和 食物网中逐级传递。说明太阳能是所食物网中逐级传递。说明太阳能是所 有生命活动的能量来源。有生命活动的能量来源
24、。 林德曼效率（十分之一定律） “ “探索探索”部分第二个活动部分第二个活动“电能电能 是从哪里来的是从哪里来的”，从，从手摇发电机入手，手摇发电机入手， 让学生观察到动能转化成了电能，同让学生观察到动能转化成了电能，同 时也能观察到手摇发电机的构造与小时也能观察到手摇发电机的构造与小 电动机是相似的。电动机是相似的。 学生学生在用电动机发电时，电流在用电动机发电时，电流很很 少少，无法点亮小灯泡无法点亮小灯泡，建议，建议在教学中在教学中 采用二极管替代小灯泡采用二极管替代小灯泡。 杭州学生用手摇发电机发电 杭州学生用电动机发电（二极管） “ “拓展拓展”部分的部分的“组装、测试一组装、测试一
25、 辆太阳能驱动的小车辆太阳能驱动的小车”是一项技术与是一项技术与 工程工程的的实践活动。材料可以购买现成实践活动。材料可以购买现成 的太阳能小车套件，也可以改装自己的太阳能小车套件，也可以改装自己 的电动玩具小车。太阳能小车的制作，的电动玩具小车。太阳能小车的制作， 可以让学生体会到太阳能电池的便利可以让学生体会到太阳能电池的便利 和环保，认识到开发新能源的重要性。和环保，认识到开发新能源的重要性。 学生在完成这项工程技术活动时会不学生在完成这项工程技术活动时会不 断产生新的问题，需要应用已学的电断产生新的问题，需要应用已学的电 和磁相关知识、查阅资料，寻求合理和磁相关知识、查阅资料，寻求合理
26、 的解决办法，这是一个动手动脑、培的解决办法，这是一个动手动脑、培 养创新思维的过程。养创新思维的过程。 太阳能驱动小车 新教材新教材“能量能量”单元内容是从学生生活中常见的单元内容是从学生生活中常见的“能量表现能量表现 形式形式”开始，紧密联系学生生活体验，把学习的场景迁移到生活开始，紧密联系学生生活体验，把学习的场景迁移到生活 情景之中。教学中，要充分调动学生的生活经验，将能量和生活情景之中。教学中，要充分调动学生的生活经验，将能量和生活 建立联系，加深对建立联系，加深对“能量转换能量转换”概念的理解。概念的理解。 本单元特色之一：内容更加贴近生活。 本单元特色之二：单元主线更加明确。 每
27、一课的研讨部分具有每一课的研讨部分具有“穿针引线穿针引线”的作用，能指引学生利的作用，能指引学生利 用用“能量转换能量转换”的观念去解释每一个生活现象，去分析每一个探的观念去解释每一个生活现象，去分析每一个探 究活动。教学中，要以大单元整体教学的高度，承接好课与课之究活动。教学中，要以大单元整体教学的高度，承接好课与课之 间的密切关系，逐渐充实对间的密切关系，逐渐充实对“能量能量”的认识。的认识。 能量单元内容结构: 了解身边的各种能量形式 调查家中使用的能量 重点研究电能和磁能的转化 电磁转化的应用小电动机 探究能量的来源问题 1.1.各种形式的能量各种形式的能量 2.2.调查家中使用的能量
28、调查家中使用的能量 3.3.电和磁电和磁 5.5.电磁铁电磁铁 4.4.电能和磁能电能和磁能 6.6.神奇的小电动机神奇的小电动机 7.7.能量从哪里来能量从哪里来 本单元特色之三：学习方式更加多元。 交流讨论 调查分析实验探究工程技术 结语： 本单元以“能量”为研究支点，以生活实例为研 究载体，引导学生用“转换”的观念把声、光、热、电、磁 等多种能量形式联系在一起，在生活调查、资料查阅以及大 量实验探索的积累过程中，逐渐充实对“能量”的认识。在 本单元的教材编写过程中，充分体现了“大概念”、“单元 整体教学”、“学习进阶”、“儿童立场”等理念，指向了 小学生科学核心素养的培养。 恳请指正！
