电的产生于利用.docx
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电的产生于利用
牛津自然教材第十册第四单元电的产生与利用
一、单元内容简析
电是人们日常生活中经常使用的能源。
学生在日常生活中已经积累了一些对“电”的感性认识。
在低年级,学生已经学习过简单电路的基本组成,认识各种常见电器、电池、开关、能让电通过的材料、不能让电通过的材料的特点以及安全用电的基本常识。
本单元教材融入电池、电磁铁、发电等内容,将学生使用电器的经历和电的知识有机地结合起来。
在本单元,通过观察、试验、比较、调查、收集资料、实验设计、交流讨论等活动,初步了解电的各种来源和产生原理,了解各类常见电池的构造和用途,尝试用磁铁和线圈产生电流,了解发电厂发电的原理和各种不同的发电方式及其优缺点;了解电在生活中的应用和节约能源的方式、途径,体会科学技术的重要作用,培养学生合理用电、节约能源保护环境的意识和社会责任感,激发学生对未来新的发电方式、节约能源方式的探究兴趣;同时在此过程中发展学生试验、比较、调查、资料收集与交流等探究事物的能力。
本单元的学习,不仅在于让儿童通过调查、观察、实验等活动了解周围的电力设备、常见的家用电器等,也为今后进一步学习电学的有关内容奠定基础;更为重要的在于让学生经历科学探究的基本过程(根据问题,思考可能发生的情况,提出预想;思考为了证实自己的预想,应该做什么,怎么做;通过观察、实验等学生感兴趣的活动收集证据,并整理、分析证据;判断证据是否支持预想,对问题做出解释),感悟科学探究的一般过程和方法,体验科学探究的乐趣、与人合作和共享成果的需要,培养研究“电”的兴趣,提高科学探究能力。
该单元可能的课程安排(如下表格示例)
课程
课题
学生进行的活动
每次得到的结论、结果
第一课
电池提供电能
了解电池结构,生活中哪些地方用电池
举出生活中用电池的三个实例。
废旧电池有害环境,不能随意乱扔。
第二课
一般发电和电磁铁
观看录像,了解一般发电方式;制作电磁铁
举出装有电磁铁的电器
第三课
核能发电和无需燃料发电
认识一些前沿绿色发电方式,说出其优缺点
能说出如风力发电、水利发电的局限
能连接最简单的直流电路,并用画简图表示。
第四课
合理使用能源
学习生活中合理使用能源的方法
说说生活中如何合理使用能源
第五课
能量转换
了解能量是如何转化的
举出生活中能量转化的例子,如电灯是电能转化为光能
第六课
电能储存和调节
了解发电厂的电如何传输,以及家中用电的高峰和低谷
学习如何通过合理办法减少家中的用电量
第七课
未来能源
学习未来发电方式
内容结构图
电池产生电能
利用磁性线圈发电
电的产生
一般发电厂的发电方式
核能发电
无需燃料的发电
合理使用能源
减少能量消耗和污染
电的合理利用
能量的转化与损失
电能的储存与调节
未来的能源利用和发电方式
未来的能源
二、单元教学目标
通过观察、试验、比较、调查、收集资料、想象设计、交流讨论等活动,初步了解电的各种来源和产生原理,了解各类常见电池的构造和用途,尝试用磁铁和线圈产生电流,了解发电厂发电的原理和各种不同的发电方式及其优缺点;了解电在生活中的应用和节约能源的方式、途径,体会科学技术的重要作用,培养学生合理用电、节约能源保护环境的意识和社会责任感,激发学生对未来新的发电方式、节约能源方式的探究兴趣;同时在此过程中发展学生试验、比较、调查、资料收集与交流等探究事物的能力。
三、课时分配
本单元共七课时左右
四、教学重难点
学习电压;电磁铁的制作;了解各种发电方式;了解节约能源的方法;培养学生调查、资料收集能力和对能源问题的关注
五、教学关键
通过学生调查、收集资料、动手操作、设计、交流讨论等多种方式,提高学生参与度,增加体验性。
六、各课时具体设计
第一课时电池提供电能
一、教学目标:
1.通过调查、收集、比较、交流等活动,感受电池能提供电能,并了解电池的不同种类、特点和用途。
2.学习测量电池的电压,体会电池组能提供更多的电能。
3.了解电池的内部结构以及废电池的危害,树立环保意识。
二、活动设计:
活动一:
多样的电池。
活动目标:
1.通过收集、交流、分类等活动,了解生活中多种多样的电池。
2.通过交流,了解可充电电池的优点和在生活中的运用。
活动器材:
各种电池(图片)。
活动二:
电池的内部结构。
活动目标:
1.通过观察、交流,了解干电池的内部结构。
2.通过交流,了解废电池对环境造成的危害,加强环保意识。
活动器材:
相关图片和文字资料、废电池。
活动三:
电压与电池组
活动目标:
通过测量电压等活动,使学生能理解电池组能提供更高的电压和更多的电能。
活动器材:
电池、电压表等。
三、教学过程:
(一)多样的电池
学生活动
指导要点
1.讨论:
这些物品是靠什么供电的?
生活中使用到哪些电池?
2.分类:
把这些常见的电池按各种方法分类。
3.交流:
分类依据各类电池的特点、用途
4.讨论:
可充电电池的优点
✧教师在课前和学生一起收集一些常用的电池,并适当补充生活中的一些常见电池,如理电池、镍氢电池等(有些可以是图片)。
✧鼓励学生从不同角度分类。
✧在按“能否重新充电”分类时,注意引导学生对“化学能与电能之间的相互转换”进行讨论交流。
(二)电池的内部结构
学生活动
指导要点
1.观察:
干电池的内部结构。
2.阅读、交流:
干电池各部分的成分、作用
3.通过资料或老师介绍了解其他电池的内部构造
4.实验:
废电池的危害与处理。
观察:
用废电池浸泡的水浇花,植物会产生怎么样的危害
✧提醒学生绝不能擅自打开电瓶或电池看内部结构。
✧让学生了解废电池对环境造成的危害,加强环保意识。
✧通过比较,了解废电池如果随意丢弃,进入水源,会对人、植物、动物和环境带来极大危害
(三)电压与电池组
学生活动
指导要点
1.观察普通电池与电池组示意图,说说它们的区别。
2.测电压:
测量一节电池的电压;测量两节电池串联后的电压;测量两节电池并联后的电压。
观察蓄电池组的结构并测量电压。
3.交流:
测量结果和各自的发现。
✧电压的测量可由教师直接告知,重点引导学生通过比较发现电池组能提供更高的电压和更多的电能。
✧观察蓄电池组的结构并测量电压时应在老师帮助下进行,注意安全。
第二课时利用磁性发电
一、教学目标:
1.尝试利用磁铁和线圈产生电流。
2.通过实验、动手制作、讨论、交流等活动,了解发电厂发电的原理。
3.培养学生对电与磁的探究兴趣。
二、活动设计:
活动一:
利用磁铁和线圈产生电流
活动目标:
通过动手制作,发现磁生电现象。
初步理解发电厂是如何利用磁性发电的。
活动器材:
磁铁、线圈、电流表等
活动二:
让小电珠亮起来(设计制作发电装置)
活动目标:
通过动手制作,进一步理解“利用磁性发电”。
通过观察、交流,了解发电厂的发电机发电原理。
三、教学过程:
(一)用磁铁发电
学生活动
指导要点
1.实验:
认识发电机
2.讨论、交流:
你发现了什么?
为什么会有这种现象?
说明什么?
3.介绍法拉第的发现极其重要意义。
4.观察教师演示手摇发电机,请学生解释。
5.阅读课本内容,讨论交流:
自行车发电机是如何发电的?
推测里面的构造
✧使用电流表,帮助学生理解电流的产生。
✧学生可能对实验现象作出解释感到困难,教师应作适当的指导,并向学生介绍法拉第利用磁性发电的故事。
✧通过不同形式反复,帮助学生强化磁性发电现象。
(二)让小电珠亮起来(设计制作发电装置)
学生活动
指导要点
1.观察示意图或实物,了解电风扇的转子结构。
1.试一试,利用电风扇点亮发光二极管。
(和我们刚才学习的发电机原理相结合,说说为什么电风扇转动产生电流)
2.猜一猜:
发电厂是如何利用磁性发电的?
3.阅读、观察、交流相关的资料,说一说发电厂是如何利用磁性发电的。
4.想一想:
生活中那些装置可以设计并利用磁性发电,试着设计一下
✧注意引导正确操作。
并让学生尝试改变一下速度、方向,观察所发生的现象。
✧教师应收集相关的图片、文字和影像资料,有利于学生进一步理解。
✧引导学生小组合作,先画一画,说一说,着重对方案原理、所需材料等进行讨论和交流。
第三课时发电
一、教学目标:
1.通过阅读、交流等活动,了解一般发电厂的发电原理和发电装置的主要结构。
2.调查上海地区的发电厂,并了解大多数发电厂所需的能源。
渗透能源节约意识。
3.培养学生信息收集、交流表达等能力。
二、活动设计:
活动一:
上海地区的发电厂
活动目标:
1.通过对上海地区的发电厂的调查,了解有关上海地区发电厂的情况。
2.对发电厂所需能源进行调查和讨论,增强节约能源的意识。
活动器材:
相关文字、图片以及影像资料。
活动二:
发电厂如何发电
活动目标:
通过观察、阅读和交流等活动,了解现代燃气发电厂的发电装置的基本结构。
活动器材:
课本及相关文字图片资料。
三、教学过程:
(一)上海地区的发电厂
学生活动
指导要点
1.资料调查:
上海地区的发电厂。
2.交流:
收集的有关上海地区发电厂的资料。
包括发电厂的类型、分布、所用能源、提供的电量等。
3.讨论:
大多数发电厂所需的能源。
✧教师在课前和学生一起调查上海地区的发电厂并收集相关的资料。
✧有条件的可组织参观活动。
✧可引导学生将调查结构用小报或者表格形式记录下来,培养信息整理能力。
(二)发电厂如何发电
学生活动
指导要点
1.阅读课本或其他相关资料。
2.交流:
现代燃气发电厂是如何发电的?
3.讨论:
使用其它燃料的发电厂的发电,这些发电方式最后会导致的结果
✧给予一定的时间让学生能通过阅读、观察,理解现代燃气发电站的发电原理。
✧交流时着重引导学生关注:
发电原理、动力来源、所用燃料、节能方面的设计。
✧渗透节约能源保护环境意识。
第四课时核能发电
一、教学目标:
1.通过收集资料、观察和交流等活动,知道核电厂是如何利用核能发电的,了解核能以及核能的危险性。
2.通过比较,了解核能发电的优缺点。
二、活动设计:
活动一:
神奇的核能
活动目标:
通过交流,对原子、原子核、放射性物质、核能等有一个初步的了解。
活动器材:
课本以及相关资料。
活动二:
核电厂揭密
活动目标:
了解核电厂是如何利用核能发电的。
活动器材:
关于核电厂的相关资料。
活动三:
核能发电的优缺点
活动目标:
1.通过收集资料、交流等活动,了解核能发电的危险性。
2.通过比较了解核能发电与其他发电方式的异同以及优缺点。
活动器材:
关于核泄漏、核辐射危害等方面的资料。
三、教学过程:
(一)神奇的核能
学生活动
指导要点
1.出示一些核能发电站的图片,认识核能发电
2.观看核能的介绍录像。
3.交流:
对核能的认识。
4.小结、补充。
✧这方面的内容很抽象,教师在课前应注意收集关于原子、放射性物质等方面的资料,以提供更丰富的信息,便于学生理解。
✧应注意利用数据、事例说明核分裂产生的巨大能量。
(二)核电厂揭密
学生活动
指导要点
1.交流收集的资料:
我国的核电厂。
2.猜一猜:
如何利用核能发电?
3.阅读、讨论、交流:
核电厂是如何利用核能发电的?
✧学生对“重水反应堆核电站示意图”比较难理解,教师应作适当的讲解,不能要求过高,并注意收集相关的有利于学生理解的资料。
✧注意前后知识间联系。
(三)核能的危险以及利用核能发电的优缺点。
学生活动
指导要点
1.收集关于核能危险性的资料(重点前苏联切尔诺贝利核电站事故)。
2.讨论、交流:
核能的危险。
3.讨论、交流:
核能发电与其他发电方式有什么异同?
核能发电的优缺点是什么?
(结合活动部分,用列表形式进行)
✧通过具体的事例让学生了解核能的危险性。
如提供有关和泄漏事件图片等。
✧适当向学生介绍核废料的处置,以利学生更全面看待核能发电。
✧在比较中使学生对不同的发电方式有一个比较理性的认识,同时培养学生资料整理能力。
第五课时无需燃料的发电
一、教学目标:
1.通过收集资料、讨论、交流等活动,使学生对无需燃料的发电方式有进一步的了解。
2.使学生感受到利用可再生能源的必要性,激发学生对利用可再生能源的兴趣。
二、活动设计:
活动一:
无燃料发电交流
活动目标:
1.通过收集资料、讨论、交流等活动,使学生对各种无需燃料的发电方式有进一步的了解。
2.使学生感受到利用可再生能源的必要性,激发学生对利用可再生能源的兴趣。
活动器材:
各种利用可再生能源发电的资料。
活动二:
设计风力/水力发电模型
活动目标:
1.在前一活动基础上,通过设计风力/水力发电模型,进一步激发学生对利用可再生能源的兴趣。
三、教学过程:
(一)无需燃料的发电交流
学生活动
指导要点
1.课前收集各种利用可再生能源发电的资料。
2.交流:
前几课所学的几种发电方式的它们的缺陷。
(火力发电污染环境,核能发电的安全性始终困扰着人类)
3.讨论:
自然界有哪些可再生的能源。
4.交流:
每个小组谈谈各自最感兴趣的无燃料发电方式。
5.观看录像或听取老师补充介绍。
6.讨论、比较风力、水力与火力发电方式的优缺点。
a)组内讨论并填表;
b)交流
c)谈感想
✧教师和学生一起收集相关的资料,特别是各种利用可再生能源发电的影像资料,以给学生更直观的感受。
✧以小组为单位,提高小组合作意见。
✧教师可结合手头资料,具体介绍一二种。
✧在分析各种发电方式的优缺点中培养学生科学辩证的思维方法。
(二)设计风力/水力发电模型
学生活动
指导要点
1.实验设计:
结合以前学习的电风扇转动发电,设计家庭用风力发电机
2.设计后用大功率风扇实验其实用性,为了能让大部分学生成功,使用功率小的LED灯泡,效果较好
3.小结:
虽然大部分学生的试验成功了,但是如果想让风力发电机走入家庭,在设计时还要兼顾他的安全性,美观,经济性等等因素,课后小组讨论,完善自己的设计
✧引导学生抓住几个主要部分,如动力部分、转动结构、发电部分等。
鼓励学生有自己的想法。
第六课时能量的储存和转化
一、教学目标:
1、通过学生调查和交流,了解能的各种存在形式。
2、认识能的转化是生活中一种常见的现象。
了解在能的转化过程中,有部分能会转化成其他能,造成能量的损失。
二、教学活动:
活动一:
能量的储存与转化
活动目标:
1.通过了解各种玩具的工作原理,了解能的各种存在形式。
2.初步知道不同形式的能的转化过程。
活动器材:
学生自带的玩具,各种玩具的图片、投影。
活动二:
能量的转化与损失。
活动目标:
1、通过连接简单电路使小电珠发光,以及其他能的转化实例,加深学生对能的转化的理解。
2、通过感受小电珠的温度变化,体会转化过程能的损失。
活动器材:
能量转化的实例图片、小电珠等
三、教学过程:
(一)能量的储存与转化
学生活动
指导要点
1、课前调查各种电动玩具的工作原理。
2、观察各种玩具图片及实物,交流:
这些玩具是怎样动起来的?
它们的能量分别来自哪里?
3、思考分析:
a.电池中的能量的转化
b.各种燃料中的能量转化
4、结合能量转化的实例图片,叙述能量转化过程。
5、说说生活中的其他能量转化实例。
✧引导学生交流活动,认识到电、燃料在玩具活动中起的作用。
✧可结合图示向学生介绍各种能的转化,帮助学生认识能的转化是生活中常见的一种现象。
✧注意从玩具扩展到其他物品。
(二)能量的转化与损失
学生活动
指导要点
1、利用电池使小电珠发光。
将电能转化为光能。
2、用手靠近或触摸小电珠,说说感受。
3、讨论:
在这些过程中能量是怎样转化的?
4、指出哪些是我们需要的,哪些会造成能量的损失(如:
灯泡在发光的同时会发热,这部分能量属于损失)。
5、交流:
生活中其他在能量转化中造成损失的事例。
6、讨论:
怎样才能尽可能减少能量的损失?
✧触摸电珠时应注意安全,避免烫伤。
✧引导学生对能的转化进行分解,加深学生对能的转化的理解。
✧教师可提供能的不同利用率的资料。
✧引导学生进一步树立节约能源的意识。
第七课时合理使用能源和未来能源
一、教学目标:
1.通过观察、调查、交流等活动,知道生活中需要消耗大量电能,初步了解生活中各种节约电能的途径和方法。
2.通过收集资料、讨论、交流等活动,了解我国在合理使用能源方面状况,对合理使用能源提出自己的建议,培养学生合理使用能源、节约能源意识。
3.了解未来能源,核聚变技术,体会科学技术与人类未来生活方式的改变。
二、活动设计:
活动一:
家庭节能
活动目标:
1.调查家庭用电情况,了解生活中节约电能的方法。
2.通过收集资料、设计、交流等活动,能在合理使用能源方面提出自己的看法。
活动器材:
调查记录表、合理使用能源方面的资料等。
活动二:
交通节能
活动目标:
1.通过讨论、交流,了解国际上先进的节能方式。
2.能认识到技术与生活的密切联系。
三、教学过程:
(一)家庭节能
学生活动
指导要点
2.对家庭用电情况进行调查和记录。
3.交流:
课前调查的家庭中用电情况和用电最多的地方。
4.思考与讨论:
如何来节约电能
5.观察“节能住宅”的图片,阅读课本相关内容,交流节能住宅各部分的节能方式。
6.讨论:
家庭生活中还可以怎样节约电能。
7.设计:
新型节能住宅。
8.交流评议所设计的节能住宅。
✧引导学生从保暖、隔热、照明等多个角度来考虑节能问题。
✧可结合介绍些节能新技术
✧对于家庭的节能方法,着重讨论在生活中能做到的,比如使用节能灯炮等。
✧这里的家庭节能和节能住宅的设计,可以让学生充分发挥想象,采用先进的技术。
✧以小组为单位设计交流。
重点交流节能的途径、节能方式。
(二)交通节能
学生活动
指导要点
2.情景引入:
各种车辆繁忙的奔走、冒烟、加油的情景。
3.讨论:
交通运输越来越繁忙,会带来什么结果?
如何改变?
1)观察、讨论:
电动汽车与燃油汽车的不同点。
(动力节能)
2)讨论:
这些车为什么设计成这种外形?
(外形节能)
3)如何减轻车辆自重?
(材料节能)
4.讨论:
我们还有哪些办法来节约能源?
5.设计新型节能汽车
✧教师在课前要了解国际上先进的节能方法和措施,收集相关的资料,引导学生展开讨论。
✧引导学生比较相同的能所作的不同功,发现能源的节约途径。
✧可结合进行小调查:
上海的电动自行车、电动汽车。
✧在新材料、新技术介绍中引导学生体会科学技术的作用。
✧鼓励学生关注社会问题,跳出家庭节能和交通节能提出其他方面的节能方法。
(三)了解核聚变的优缺点
学生活动
指导要点
1、观察、阅读核聚变技术的图片或音像资料。
2、讨论核裂变和核聚变发电的不同点。
比较核聚变技术的优点。
3、交流课前收集的其他新能源获取方式
4、讨论:
在新能源普及之前,我们该怎么办?
✧学生此方面知识很少,教师应尽可能提供丰富直观资料供学生观察。
✧引导学生感悟新的发电技术对社会生活的巨大贡献。
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