1.2 能源的开发与利用（教学设计）科学青岛版五四制五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦《能源的开发与利用》，核心知识点为化石能源（煤、石油、天然气）的不可再生性及太阳能的可再生清洁优势。课堂导入通过AI生成短视频展示城市运转场景，结合交互式白板提问抢答，引导学生联系生活能源需求，梳理能源来源、开采、使用及未来绿色开发的脉络。 此资料亮点在于融合科学思维与探究实践，如通过观察煤的纹理推测形成过程培养“现象-证据-推理”能力，设计模拟石油开采分组实验（石子、食用油模拟储层，注射器注水）并搭配AI虚拟仿真，帮助学生理解注水采油原理。同时强化态度责任，通过化石能源漫长形成过程渗透节约意识，助力教师高效落实核心素养，提升学生动手与环保意识。

青岛版五四制（2024）科学五年级上册 《能源的开发与利用》教学设计 课题 1.2能源的开发与利用 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道化石能源（煤、石油、天然气）为不可再生资源，太阳能是可再生清洁能源。 2.了解化石能源用途广，太阳能可用于发电、供热，是未来核心替代能源。 科学思维： 1.通过观察化石痕迹推测煤的形成，掌握“现象-证据-推理”方法。 2.对比能源优缺点，分析太阳能替代的可行性与技术突破方向。 探究实践： 分组完成模拟石油开采交互式仿真实验，利用石子、食用油模拟地下储层，探究注水采油原理，记录实验现象。 态度责任：  1.感知化石能源形成周期极漫长，树立节约不可再生能源的意识。​ 2.了解太阳能的清洁优势，愿意在生活中主动践行利用太阳能的低碳行为。​ 教学重难点 重点： 化石能源形成过程、开采与应用；太阳能的应用优势与现有局限。 难点： 科学推测煤的形成；理解注水采油原理；基于数据推理太阳能未来发展趋势。 教学环节 教学过程 课堂导入 1.交互式白板播放 AI 生成短视频：亮起的城市灯光、行驶高铁、工厂运转机器，提问交互抢答：这些物体运转依靠什么？ 2.师问：生活中哪些事物需要能源？学生实时答题； 3.导入课题：《能源的开发与利用》 板书课题，引出主线：能源从哪来？怎么开采？怎么使用？未来如何绿色开发？ 课 程 学 习 活动一：了解煤石油天然气是怎样形成的。 1.课件播放煤、煤层图片，引导学生观察纹理，完成任务单3个引导问题： ①煤和煤层的结构有什么特点？ ②观察煤层的放大图，你有什么发现？ ③根据观察结果推测，煤是怎样形成的？ 2.课件展示地层模型图片，学生上台触屏拖拽地层，分步查看远古植物掩埋、泥沙覆盖、高温高压碳化全过程，直观感受百万年演变。 3.自主学习石油天然气形成：学生平板点开AI 动态图解，交互式滑动查看4个阶段：海洋生物遗骸→泥沙掩埋→转化油气→岩层储存；小组互相讲解形成过程。 4.小结：煤、石油、天然气是经过复杂、漫长的过程形成地，统称为______。 活动二：了解我国利用海洋资源的现状 1.认识煤石油天然气的开采方式：交互式白板展示煤矿井下开采、陆地抽油机实景图，简单讲解钻井开采。 2.核心探究： 模拟石油开采实验 ①实物分组实验：石子模拟岩层砂石，食用油模拟地下石油，注射器注水模拟油田注水采油；小组操作，观察油体上浮流出。 ②AI虚拟仿真补充：打开线上石油开采交互小程序，学生自主调节注水量、岩层厚度，对比不同开采效果，解决实物实验局限。 3.小组问题研讨： ①石子、食用油分别模拟地下储层什么结构？ ②注水为什么能让“石油”流出来？ ③注水采油技术有什么优势？ 4. 教师结合资料卡总结：我国油田普遍采用注水采油技术，提升石油采收率。 活动三：能源的利用AI思维导图交互创作 1.师介绍人们是怎样利用煤石油天然气的； 煤：发电、生产水泥、家用燃料 石油：飞机燃料、轮胎合成橡胶、铺路沥青 天然气：家用燃气、汽车燃料、化肥制造、工业切割 2.分组任务：使用平板 AI 绘图工具，分别绘制煤、石油、天然气用途思维导图，参考教材图示补充生活实例。 3.交互式白板投屏展示各组思维导图，全班互评补充，AI 自动汇总完整能源用途图谱。 4.拓展清洁能源：交互式图片拖拽匹配，学生将太阳能、水能、风能、地热能图片对应“发电”用途，认识清洁能源； 教师结合课本点明：太阳能是地球蕴藏量最丰富的可再生清洁能源。 拓展迁移：畅想利用太阳能的发展趋势 借助 AI生成未来利用太阳能的各种方式。 课堂 小结与课后作业 1. 课堂小结： 通过观察煤的结构，可以推测煤的形成过程。推测是根据现象寻找原因的一种思维方式，是根据已经知道的事情来想象不知道的事情。作出科学的推测需要以一定的证据为基础，需要有严密的逻辑，也需要丰富的联想和想象。 2.分层作业布置： 基础作业：AI小程序完成能源分类闯关习题，区分可再生/不可再生能源，标注太阳能的应用场景。 提升作业：用AI绘画工具优化课堂上设计的太阳能未来应用场景图，搭配100字以内的技术原理说明。 拓展作业：AI检索我国太阳能最新研发技术，录制1分钟交互式讲解小视频，下节课分享交流。 板书设计 2. 能源的开发与利用 煤 石油 天然气 教学反思 本节课围绕科学四维核心素养展开完整教学，课堂以模拟石油开采分组实验为核心探究活动，引导学生亲手操作、观察现象，掌握根据证据进行科学推测的方法，同时搭配AI交互3D模型把地下岩层、注水采油等抽象内容可视化，小组分工明确，课后配套习题紧扣实验与课本知识点，学生课堂参与热情较高。但本节课存在明显不足：畅想太阳能发展趋势的拓展环节展示时间不足，许多小组创意没能充分交流；部分学生容易混淆化石能源和清洁能源，基础概念掌握不牢固；AI工具操作流程繁琐，挤占了实验深度讨论的时间。后续教学中，我会提前规划时间分配、压缩小组分享时长，增设课堂能源分类小游戏强化记忆，提前简化AI操作步骤，把更多课堂时间留给学生动手实验与自主研讨。 1 学科网（北京）股份有限公司 $