2.8《模拟安装照明电路》（教学设计）-2025-2026学年科学四年级下册教科版

四年级下册科学第二单元《电路》 第8课《模拟安装照明电路》教学设计 一、设计依据 本教学设计严格遵循《义务教育科学课程标准（2022年版）》要求，聚焦“物质的运动与相互作用”核心概念，落实科学观念、科学思维、探究实践、态度责任四维素养目标。教学以“模拟安装房间照明电路”为项目式探究任务，通过设计方案、交流优化、模拟安装、分享展示等环节，引导学生综合应用本单元电路知识，完成一个完整的工程实践项目，同时渗透工程设计思维与合作探究能力的培养。 二、教材分析 本课是教科版四年级下册《电路》单元的项目式学习课，也是单元的总结与应用课。作为单元学习的收官课，本课以“模拟安装照明电路”为驱动任务，将本单元的电路连接、开关控制、安全用电等知识整合应用，设计了四大核心活动：设计房间照明电路、交流优化设计方案、模拟安装电路、分享展示成果。 本课是学生电路探究能力的综合体现，既是对单元知识的巩固与应用，也是工程思维、合作探究能力的集中培养，为后续更复杂的电路学习和工程实践奠定基础。 三、学情分析 四年级学生已掌握电路连接、开关控制、电路检测等基础技能，知道串联电路的基本连接方式，对“控制两盏灯的独立亮灭”有生活经验，但缺乏将多个电路元件整合到一个项目中的系统设计能力，在电路设计、元件布局、合作分工方面存在不足。同时，学生乐于动手实践，对模拟安装房间电路充满兴趣，教学中可充分利用这一特点，通过分步指导、合作探究、交流优化，突破认知难点，落实核心素养培养。 四、教学目标 （一）科学观念目标 1.知道一个完整的电路由电源、用电器、导线、开关组成，理解串联电路的基本特点。 2.知道开关可以分别控制不同用电器的通断，理解独立控制两盏灯的电路连接方式。 3.了解电路设计需要结合实际使用场景，考虑布局合理性与使用便利性。 （二）科学思维目标 1.能结合房间布局，设计合理的照明电路方案，发展工程设计与规划思维。 2.能通过交流讨论，优化电路设计方案，发展反思与改进的批判性思维。 3.能根据电路图组装电路，解决安装过程中的问题，发展问题解决与实践思维。 （三）探究实践目标 1.能小组合作设计房间照明电路，画出房间平面图和电路图，标出电灯、开关的位置。 2.能通过班级交流，阐明设计的合理性，倾听他人意见并优化方案。 3.能按照优化后的电路图，模拟安装照明电路，完成组装并检测电路。 4.能与其他小组分享安装成果，交流设计与安装过程中的经验。 （四）态度责任目标 1.养成小组合作、分工明确、有序实践的科学探究习惯，培养团队合作意识。 2.感受工程实践的乐趣，体会科学知识在生活中的应用，激发对电路探究的兴趣。 3.树立规范操作、安全实验的意识，养成严谨求实的科学态度。 五、教学重难点 教学重点：设计合理的房间照明电路方案，模拟安装并检测电路。 教学难点：画出能独立控制两盏灯的电路图，理解两灯独立控制的电路连接方式。 六、教学准备 （一）教师准备 1.教学课件（包含房间照明电路设计示例、电路图绘制方法、模拟安装步骤、成果展示视频）； 2.演示用电路元件：电池盒、灯座、小灯泡、开关、导线； 3.房间平面图模板、电路图模板； 4.小组评价表、实验记录单、安全提示卡。 （二）学生准备 1.每组准备：电池盒1个、灯座2个、小灯泡2个、开关2个、导线若干、房间平面图白纸1张； 2.铅笔、橡皮、直尺、实验记录单。 七、教学过程 （一）情境导入，聚焦任务（5分钟） 师：同学们，通过本单元的学习，我们知道了怎样连接电路，怎样用开关控制电流的通断。现在，我们来挑战一个综合任务：模拟安装一个房间的照明电路。大家想一想，一个房间通常需要几盏灯？分别是什么灯？ 生：两盏灯，一盏是房间的照明灯，一盏是书桌的阅读灯！ 师：说得非常对！我们的任务就是：设计并安装一个房间的照明电路，房间里需要安装两盏电灯（照明灯和阅读灯），并由两个开关分别控制。今天，我们就来完成这个模拟安装任务，做一个小小电路工程师。（板书课题：模拟安装照明电路） （二）探究活动一：小组合作，设计照明电路方案（10分钟） 师：首先，我们要设计电路方案，分为两个部分： 第一部分：画出房间的平面图，标出书桌、床、窗户的位置；再标出两盏电灯和两个开关的位置。大家想一想，照明灯应该安装在哪里？阅读灯应该安装在哪里？开关又应该安装在哪里？ 生：照明灯应该安装在房间的天花板中间，阅读灯安装在书桌上，两个开关都安装在门口，方便控制！ 师：说得非常合理！照明灯的开关控制房间里的大灯，阅读灯的开关控制书桌上的小灯，这样我们进房间的时候，可以先开照明灯，学习的时候再开阅读灯，很方便。 第二部分：画出电路图，电池代表房间的电源，两个小灯泡代表两盏电灯，两个开关分别控制它们，画出导线的连接方式，标出电流的路径。 师：现在请大家以小组为单位，讨论并设计电路方案，完成房间平面图和电路图的绘制，把电灯和开关的位置标清楚，画出导线的连接方式。 （学生小组合作设计方案，教师巡视指导，引导学生合理布局，画出正确的电路图） 师：时间到！哪个小组愿意分享你们的设计方案？ 生：我们的房间平面图里，照明灯在天花板中间，阅读灯在书桌上，两个开关在门口的墙上；电路图里，电池的正极出来，分成两条路，一条接照明灯和它的开关，一条接阅读灯和它的开关，最后都接回电池的负极，这样两个开关可以分别控制两盏灯！ 师：大家的设计都很有想法，接下来我们通过班级交流，来优化我们的方案。 （三）探究活动二：班级交流，优化设计方案（5分钟） 师：现在我们来进行班级交流，每个小组派代表上台，展示你们的设计方案，阐明设计的合理性，其他小组的同学可以提出建议，帮助他们优化方案。 （小组代表上台展示，其他小组提出建议，教师引导学生从布局合理性、使用便利性、电路可行性三个方面评价方案） 师：大家的建议都非常棒！比如有的小组提出，阅读灯的开关最好安装在书桌旁边，这样看书的时候不用跑到门口关灯，更方便；还有的小组提出，电路图里的导线连接要更清晰，避免短路。请大家根据同学们的建议，修改并优化你们的设计方案，让方案更合理、更完善。 （学生修改优化设计方案，教师巡视指导） （四）探究活动三：模拟安装照明电路（15分钟） 师：方案优化好了，接下来我们就按照电路图，模拟安装照明电路。安装的时候，大家要注意以下步骤： 第一步：先把电池安装在电池盒里，把导线连接好； 第二步：把小灯泡安装在灯座上，再把灯座、开关用导线按照电路图连接起来； 第三步：安装完成后，先检查有没有短路的连接，再按下开关，检测两盏灯能不能分别亮灭，有没有故障。 师：安装的时候，大家要注意小组分工，比如一人连接导线，一人固定元件，一人检查电路，有序操作，不要慌乱。如果遇到电路故障，可以用我们之前学过的电路检测器来排查。 （学生小组合作安装电路，教师巡视指导，帮助学生解决连接错误、接触不良等问题，提醒学生规范操作，避免短路） 师：时间到！哪个小组的电路安装成功了？请上台给大家演示一下。 （邀请一个小组上台演示：按下照明灯的开关，房间的大灯亮起；按下阅读灯的开关，书桌的小灯亮起，两个开关可以独立控制两盏灯） 师：大家看，他们的电路安装成功了！两盏灯可以被两个开关分别控制，符合我们的任务要求。还有哪个小组也安装成功了？ （多个小组上台演示，教师给予肯定和鼓励） （五）探究活动四：分享交流，总结经验（5分钟） 师：现在我们来进行成果分享，每个小组可以说说你们在设计和安装过程中遇到了什么问题，是怎么解决的？ 生1：我们一开始的电路图画错了，把两个灯串联了，结果一个开关控制两盏灯，后来我们改成了并联电路，两个开关就可以分别控制了！ 生2：我们安装的时候，导线接触不良，灯不亮，后来我们把接线柱拧紧，灯就亮了！ 师：大家都在实践中遇到了问题，也通过讨论和调试解决了问题，非常棒！通过这个模拟安装任务，我们把本单元学到的电路知识都应用了起来，设计并安装了一个完整的房间照明电路。 （六）全课小结（2分钟） 师：今天这节课，我们一起完成了模拟安装照明电路的任务，经历了设计方案、交流优化、模拟安装、分享交流的完整工程实践过程。谁来说说，你今天最大的收获是什么？ 生1：我学会了设计房间照明电路，知道了怎么用两个开关分别控制两盏灯！ 生2：我和小组同学合作安装了电路，解决了很多故障问题！ 生3：我知道了工程设计需要先画图纸，再根据图纸安装，还要不断优化改进！ 师：大家的收获都特别多！通过本单元的学习，我们从认识电、点亮小灯泡，到组装电路、排查故障，再到今天的模拟安装照明电路，一步步掌握了电路的秘密。希望大家以后能把学到的电路知识应用到生活中，做一个懂科学、会实践的小工程师。 八、板书设计 模拟安装照明电路 任务要求 两盏灯（照明灯、阅读灯），两个开关分别控制 工程步骤 1.设计方案：画房间平面图、画电路图 2.交流优化：阐明合理性、倾听建议、修改方案 3.模拟安装：按图组装、检查电路、检测控制效果 4.分享交流：展示成果、交流经验 电路连接要点 两灯并联，分别由开关控制 避免短路，确保接触良好 九、教学反思 （一）亮点与成效 1.以项目式学习为载体，突出综合应用：本课以模拟安装照明电路为核心任务，整合了本单元的电路知识，让学生在完整的工程实践中应用所学，充分体现了科学知识的应用价值，学生的综合实践能力得到了有效锻炼。 2.教学环节层层递进，符合工程设计流程：从设计方案、交流优化，到模拟安装、分享交流，环节设计遵循工程设计的基本流程，帮助学生建立了“设计—优化—实践—反思”的工程思维，突破了教学难点。 3.注重小组合作，培养团队协作能力：通过小组合作设计、安装、调试，让学生在分工协作中完成任务，培养了团队合作意识和沟通能力，体现了项目式学习的特点。 4.联系生活实际，体现科学与生活的联系：以房间照明电路为真实情境，让学生感受到电路知识在生活中的应用，增强了科学学习的实用性，激发了学生的探究兴趣。 （二）不足与改进 1.部分小组的电路图设计不够规范，导致安装时出现连接错误。后续教学中，可提供规范的电路图模板，教给学生用符号表示电路元件的方法，帮助学生画出清晰的电路图。 2.部分小组在安装过程中分工不明确，效率较低。后续教学中，可提前给小组分配角色，如设计师、安装师、检测师，明确分工，提高合作效率。 3.对并联电路的连接指导不够充分，部分学生对两灯独立控制的连接方式理解困难。后续可增加并联电路的讲解，帮助学生理解电流的分流路径，掌握正确的连接方法。 （三）后续思考 本课学生完成了模拟安装照明电路的任务，后续可拓展“教室照明电路设计”“楼道双控开关电路设计”等更复杂的项目，让学生在更真实的情境中深化工程设计思维。同时，可引导学生制作电路模型，参加科技节展示，进一步激发学生对电路探究的兴趣，培养学生的创新实践能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $