《合理利用能源》实验教学设计 -2023-2024学年科学五年级下册教科版

教科版小学科学五年级下册《合理利用能源》实验教学设计 1、 教材背景分析 （一）教材分析 《合理利用能源》一课是教科版小学科学五年级下册第三单元《环境与我们》的第5课。本课教材共安排了四个探索活动；活动1：通过讨论化石燃料在生产、生活中的重要性，及其在使用过程会带来污染，聚焦能源问题；活动2：认识温室效应并模拟温室效应实验。活动3：探寻解决能源问题的方案，如节约用电，开发新能源。活动4：联系生活，交流节约能源的行为习惯。研究教材知道，活动2模拟温室效应实验是本节课的重难点，是学生理解使用能源会对环境带来影响的基础。 （二）指导思想与理论依据 义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。2022版《义务教育科学课程标准》指导思想提出聚焦学生，发展核心素养，培养学生适应未来发展的正确价值观、必备品格和关键能力。 科学课程要面向全体学生，立足素养发展；以科学观念为基础，重点培养学生科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任。要激发学生学习动机，加强探究实践，让学生主动参与、积极体验。本课基于对学生核心素养的养成，以五年级学生认知特征为起点，以对实验装置的改进创新为切入点，旨在帮助学生通过模拟温室效应实验，培养强烈的能源意识。接下来我将从 实验教学目标、实验内容设计、实验方法设计、教学过程设计、教学反思与自我评价5个方面来展开我的实验说课。 2、 实验教学目标 （一）学情分析 五年级的学生已经知道生活中需要耗费能源，同时也认识一些新能源，但对于使用化石能源会带来的环境问题了解得不全面，对气候变暖形成的原因分析不到位；他们敢于提出质疑,乐于尝试多种方法去探究和实践；但科学处理信息，形成结论的思维能力不足。实施并检验的探究实践能力还需加强。 （二）四维实验教学目标 因此分析教材，了解学情后，遵循新课标理念，我确定了以下实验教学目标 （1）科学观念目标 通过模拟温室效应实验，知道能源的利用过程会对环境带来影响；认识到节约能源、合理利用能源的重要性。 （2）科学思维目标 能用对比的方法理解模拟温室效应实验的原理；并运用信息技术手段分析数据，认识气候变暖的原因。 （3）探究实践目标 讨论合理使用能源的方法，能选择合适的材料和方法，进行模拟温室效应实验，观察温度变化情况。 （4）态度责任目标 养成严谨求实的实验态度，培养强烈的能源意识，养成合理利用能源、节约能源的习惯。 （三）实验教学重难点 （1）实验教学重点：用体验和实验的方法，验证过度使用化石能源会产生温室效应和气候变暖的现象。 （2）实验教学难点：准确高效地模拟温室效应实验，收集和对比实际数据，分析气候变暖的原因。 3、 实验内容设计 为了有效达成教学目标，突破教学重难点及核心概念，我将本课实验内容设计为3个部分。第一部分明确实验要求和实验方法，设计对比实验。第二部分小组进行模拟温室效应实验，测量光照下密封空间内、密封空间外的温度。 第三部分，分析实验数据，对比密封空间内外温度变化情况，总结实验现象及分析产生的原因。 4、 实验方法设计 （一）遇到问题 但如何让学生成为主体，积极主动参与实验内容，养成基本的科学素养呢？在实验方法设计环节，我首先根据教材所介绍的方法（图1）设计实验： 图1（教材设计实验指导图） 然而在实施过程中，遇到了以下的问题： （1)受天气环境限制 教材中的实验需在室外阳光下进行，在较强光照5分钟以上，才能清晰看到实验现象；而且当环境中有风时，所测的温度不稳定，温度升高的现象就不明显。 （2)操作不方便，易产生误差 教材的设计由两名学生分别拿着温度计和装着温度计的密封袋，让太阳照射五分钟，每隔一分钟读取温度示数；但学生读数时不能确保完全平视；且阳光刺眼，读数较慢，不能保证同步进行而产生误差。 （3)实验过程存在安全隐患 学生手拿温度计容易滑落，装在塑料密封袋中的温度计会有弄破密封袋的现象，存在安全隐患。 （4)实验效果不明显 在1到5分钟的时间里，因为存在温度上升幅度不够大、密封袋漏气、温度计不够灵敏等问题，使密封袋内外温度在测量时间里差异较小。我所任教的48个实验组中，有15个实验小组模拟温室效应现象不明显。 （二）实验器材改进设计 为了让探究活动更为高效，使实验现象更明显，我设计了温室效应模拟仪（图2），该装置采用发热灯模拟太阳，使实验时间和环境更灵活。用亚克力透明板做底部框架、透明薄膜做顶部，组成密封盒，透光性强同时提高安全性。通过设计对比实验，用温度传感器和显示屏分别监测密封盒内外温度的变化情况，加上计时器，方便学生观察和读数，并把数据传送到电脑，呈现温度变化曲线图，高效进行对比和分析。为了更好让学生建立模型，理解密封盒模拟的是温室气体，我采用地球仪做温度传感器支架，并让学生往密封盒内充入二氧化碳，加强了体验感，直观地帮助学