2021年新教科版科学四年级下《第二单元 电路》单元教材分析

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1、第二单元第二单元 电路电路 单元解读单元解读 本单元主题的提出本单元主题的提出 第二次工业革命的标志是电的发明和广泛使用,从此人类进入“电气时代”。现代 工业、农业、交通、居家生活等领域都离不开电,如果没有电人类还会在黑暗中探索,电 的应用研究是科技不断发展的一个重要领域。同时,电虽是一种重要的能源,但有时也具 有危险性,电的安全使用与人的生命和财产安全密切相关。 电是一种自然现象,指电荷运动所带来的现象,电磁相互作用是自然界四种基本相 互作用之一。四年级的学生对于电与电路的认识并不是一片空白,他们接触过生活中的 很多用电器,也可能尝试操作过用干电池做电源的些电动玩具,知道用电器必须通电才 能

2、工作,开关可以控制用电器的工作,但是他们还没有形成对电路的科学认识,不清楚用 电器必须形成一个闭合回路才能工作。本单元就是在此基础上展开对简单电路的学习, 指导学生认识电路的组成,知道形成电路的条件,懂得安全用电的常识,为中学进步学习 电路中的电流、电压、电阻等概念积累经验、做好铺垫。小学阶段的电路学习是一种基 于现象的直观学习,它涉及的是最简单的电路元件及其组成的电路。本单元以“电路” 为主题,用电和我们的生活、点亮小灯泡、简易电路、电路出故障了、里面是怎样连接 的、导体和绝缘体、电路中的开关、模拟安装照明电路这些科学探究活动来落实主题, 并介绍电的来源、电的用途、安全用电等知识。 本单元目

3、录：本单元目录： 1 电和我们的生活 2 点亮小灯泡 3 简易电路 4 电路出故障了 5 里面是怎样连接的 6 导体和绝缘体 7 电路中的开关 8 模拟安装照明电路 概念分析概念分析 一、科学课程标准关于电的主要概念和课程内容一、科学课程标准关于电的主要概念和课程内容 本领域学习内容的知识结构图如下： 主要概念：电可以在特定物质中流动，电是日常生活中不可缺少的一种能源。 电路是包括电源在内的闭合回路，电路的通断可以被控制。 有的材料容易导电，而有的材料不容易导电。 电是重要的能源，但有时也具有危险性。 二、课程内容和学段目标的简单分析二、课程内容和学段目标的简单分析 （一）电是能量的表现形式（

4、一）电是能量的表现形式 电的学习目标集中在 3-4 学段。四年级的学生从一年级开始上科学课，已经连续学习 4 年了，学生对科学的理解、对科学问题的理性思考都有很大进步，可以引导他们综合的 认识电、电路和电能。 主要概念（电能），依然是上位概念。“电”作为能量的形式、不用去做理论上的分析 不用过多的思考电的本质是什么，更多的关注实操层面解决问题，这是学生容易接 受和感受到的。如果老师们希望了解电能的定量表达，可参考【声音】单元解读中相关 解释。 （二）课程内容更多的需要在实践层面上理解（二）课程内容更多的需要在实践层面上理解 用科学实践的观点去理解和把握【电路】单元的教学，尝试带领学生进入真实的

5、科学实 践课堂。 结合“技术与工程”领域的目标要求让学生有机会综合所学知识，体会“做”的成 功和乐趣，并愿意通过“动手做”解决问题。 （三）【电】和【电路】变化（三）【电】和【电路】变化 07 版教材单元题目是【电】，当对电作出解释时，电荷、静电就出现了，这是老课标要 求的。 20 版按照课标要求，去掉了静电和电荷部分，也不需要理解什么是电，显然，用【电路】 更准确。 （四）科学实践的八个类型：（四）科学实践的八个类型： 1.提出问题和明确需要解决的难题。 2.建立和使用模型。 3.设计和实施调查研究。 4.分析和解释数据。 5.利用数学和计算思维。 6.建构解释和设计解决方案。 7.基于证据

6、进行论证。 8.获取、评估和交流信息。 学生认知特点分析学生认知特点分析思维、逻辑、方法思维、逻辑、方法 1.1.关注学生原有认知关注学生原有认知 对学生原有认知的了解是单元学习的基础。第 1 课在头脑风暴的讨论中，将学生已有认 知和学习期许记录下来。班级记录表需要贯穿单元学习始终。 2.2.概念理解高于实操层面概念理解高于实操层面 从第二课开始，用 4 课（2-5）研究电路。目的是要建立电路的概念电路是允许电 流通过的完整的闭合回路。概念的建构用了大量的实验，实操性很强。 电路概念建构的过程是理性的思维的过程假设、推理、判断等，一直伴随在实验和 操作的整个过程。 电路概念的建立，在理解中获得

7、的，超越了实操层面。 3.3.渗透科学实践的观点渗透科学实践的观点 用科学实践代替科学探究便于理解科学的本质。 科学实践追求更加真实的教学，如： 在真实的实践中理解科学。 在教学设计中采取系统的观点用理性思维认识事物。 建立新型的师生交流模式和相应的规范。 电路单元解读电路单元解读教与学建议教与学建议 单元首页单元首页科学的观察视角科学的观察视角 单元首页说明单元首页说明 背景是爱迪生在实验室的一幅图，不用考察其真伪。 1.电灯的发明和正式进入家庭是有时间差的。 1879 年，爱迪生用碳化纤维做灯丝，大大延长了白炽灯的使用寿命，电灯才能走进千家 万户，所谓“爱迪生点亮了世界上的第一盏电灯”寓意

8、在此。 实际上白炽灯真正发明的时间要早得多。1840-1850 年期间，白炽灯就已经出现了。英 国发明家斯旺 1860 年就发明了世界上第一盏碳丝电灯。到 1875 年左右，白炽灯的寿命 已经有 40 小时。但是作为价廉物美、经久耐用、有实用价值的电灯则是爱迪生的碳化 纤维作灯丝、进入家庭的灯。 事实上，爱迪生对电气时代最大的贡献是供电系统的建立，这才是导致更多不同用途的 电器陆续出现的原因。 2.单元首页不足百字，阐述了本单元学习的核心内容和概念理解。 电在人们生活中应用得越来越广泛，是基于人类对电的不断探究。 【电路】单元的研究更多的基于事实，不追求对电的本质理解（电荷）。所以用【电路】

9、取代 07 版教材中【电】这一名称，并且按照课标要求，删去了静电部分。 每课分析每课分析 第一课第一课 电和我们的生活电和我们的生活 了解初始想法，关注有关电的问题 1.把学习的起点定位在学生原有认知上用讨论的方式，了解学生所知道的关于电的知识 以及他们想学习的知识。这是第一课的主要任务。 建议使用“头脑风暴”的方法，全班同学一起讨论，教师随时记录在班级记录表上。使 用“头脑风暴法”讨论问题时，需要让学生知道他们所有的想法都会被承认，而且没有 人会对其他人的想法提出批评。 关于用电安全的提示要贯穿整个单元的教学。 2.调查家中使用的电器 这是一个很宽泛的调查活动，调查的目的是为了发现生活离不开

10、各种电器，无论是大型 的电器（冰箱、电视）还是小电器（电灯、电话、小型电子产品），同时，认 识电源、发现电源的种类是不同的。 3.研讨的问题也可以与【探索】1 结合起来。 第二课第二课 点亮小灯泡点亮小灯泡 与 07 版比较，20 版将学习周期与教学实践统一起来了，逻辑线索更加清晰，变化如下： 20 版在【聚焦】中先要思考小灯泡的连接方法，再画一画连接的示意图。 对小灯泡构造的观察，20 版更加强调对“发光部位”以及各部分的作用（功能）的观察。 对四幅连接图的思考，20 版显然更细致、更深入。 聚焦聚焦 手电筒怎样亮起来的？你能点亮小灯泡吗？手电筒怎样亮起来的？你能点亮小灯泡吗？ 电是看不见的

11、，但是借助电路学生会看见小灯泡亮了，有电了。 思考怎样用导线和电池让小灯泡亮起来。渗透了“电流动需要一个路径” 探索探索 1 1 小灯泡发光是有个闭合的回路小灯泡发光是有个闭合的回路 想过小灯泡是怎样发光的吗？ 找一找小灯泡的发光点、连接点都在在哪里，能找到几个连接点。 发现点亮小灯泡的原因： 电池 导线 电流经的路径 探索探索 2 2 尝试点亮小灯泡哪些几种方法能点亮、哪些方法不能点亮。 能点亮小灯泡的连接需要画出示意图。 【研讨】 1.展示小组的实验记录表，画连接图是主要的记录方式。可以指导学生将连接点加重描 黑，便于更清楚的看到连接部位。 2.分析能点亮小灯泡的连接；判断四幅连接图的对错

12、。在教学中可将这四幅图转换成简 图，便于判断和推测。 3.是对本课核心问题的总结。分析电路的特点，形成电路是一个回路的初步概念。 第三课第三课 简易电路简易电路 电路概念形成的核心课 聚焦聚焦 点亮小灯泡的过程，学生获得了一些关于电路的经验，这时再来组装一个真正的电路。 探索探索 1.利用电池盒、灯座、导线夹组装电路。 清楚关键的连接和必要的组成元件是什么。 2.在组装的电路中加个开关。 尝试用开关控制电路的通与断。 3.画电路连接图。 在记录表中画一画连接图。可以尝试用简单的符号或简笔画表示电器元件。 研讨研讨 1.在完成的电路连接图中，用箭头标出电流的路径，连接点用圆点标出来。需要让学生

13、知道的是电按照一个方向流动即可。 2.在电路中尝试用其他的元件代替灯泡，发展学生对电路的认识。 第四课第四课 电路出故障了电路出故障了 分析问题、解决问题的实践课 聚焦聚焦 进一步明确电路的特点（概念）。 建立在电路是个回路基础上的问题设定和解决办法。 探索探索 1.探讨在哪些情况下，电路不能正常工作。怎样发现故障、怎样解决故障，要鼓励学生 思考他们可以想到的所有方法。 2.做电路检测器，体验检测手段可以解决面临的问题。 3.实地检测，并补充检测记录。 研讨研讨 汇报检验过程以及排除方法。 强调安全用电用电路检测器只能在实验室里检测简易电路，不能用来检测 220V 的 电路。 第第 5 5 课

14、课 里面是怎样连接的里面是怎样连接的 电器设备本身就是一个“黑匣子”，我们只能看到它们外面的样子，而难以看到它的内 部结构。但不管多么复杂的用电器，都是由一些简单电路通过不同的连接方式组合而成 的。 用分析和解释数据的方式，体现科学实践的基本观点 聚焦聚焦 聚焦问题是考察学生对“电路是允许电流通过的完整的闭合回路”这一单元最重要的概 念的理解程度。 每个学生都要清楚， 本课的任务是要检测一个电路暗盒、 并要作出解释。 探索探索 检测一个电路暗盒，推测里面可能的连接方式。需要经历的思维过程如下： 1.先组装电路检测器，并确认其工作正常。 2.分析一个电路暗合接线柱可能存在的连接状况。 3.按照活

15、动手册 1 的提示，设计一个测试系统预测可能会有多少种连接方式，确定 合理的测试顺序。 研讨研讨 1.推测接线盒内的连接方式。要引导学生把可能的连接都考虑到。 2.用同样的思路和方法，尝试考虑 5、6 接线柱的连接可能。 第第 6 6 课课 导体和绝缘体导体和绝缘体 有了前面几课的研究基础，本课的讨论就比较容易了 聚焦聚焦 导体和绝缘体的特征：电流能否通过。 探索探索 教学中注意以下几点： 提示学生检测前先检查电路检测器是否能正常工作。 建议先识别一个物体的导电性，如回形针，并做安全提示。 增加对某些两可之间物体（材料）导电性的分析，如：带有塑料皮的回形针、铅笔芯、 漆包线、双脚书钉等。 研讨

16、研讨 1.检测结果与预测进行对比，特别注意那些检测结果不一样的材料，分析原因，形成共 识。 2.讨论形成导体和绝缘体的认知。 3.分析物品的导电特点。 第第 7 7 课课 电路中的开关电路中的开关 聚焦聚焦 了解开关是怎样控制电路的通与断。 制作一个简易的开关。 探索探索 1.观察小开关 发现小开关结构特点组成材料、控制功能等，了解开关如此重要！ 2.观察真实的开关 发现开关的工作机制。可以让学生作进一步的思考：在信息化时代，如果没有了开关， 电器设备会是什么状况？ 3.制作开关 研讨研讨 1.展示与交流制作方法。 2.尝试更多做开关的方法。 拓拓展展 尝试用一个双向开关或两个开关控制两个小电

17、灯组装红绿灯装置。原理上是用开关 来控制两个电路。 启发学生思考在红绿灯的中间亮起一盏黄灯的办法。实际上是要解决用开关控制三个电 路的问题。 第第 8 8 课课 模拟安装照明电路模拟安装照明电路 这是一节关于电路学习的总结课。 “电路” 单元渗透了很多“技术与工程”领域的观点，是典型的科学实践课。 教学中建议用 STEM 学习方式来丰富学习内涵。 聚焦聚焦 总结与应用 探索探索 1.设计照明电路方案 画平面图，标出物品摆放的位置。 画电路图2 个小灯泡、2 个开关的电路图。 2.交流设计方案（完善和改进） 3.模拟安装 4.交流分享 本单元教学的本单元教学的 2 2 点建议：点建议： 1.1.

18、用好教师用书和活动手册用好教师用书和活动手册 教材是教学文本的统称，包括教科书、教师用书、学习手册等。教科书主要是通过文字 和图片传递科学教育的各种信息，图片和文本都是有内涵、有教学研究价值的。 教师用书在对图片的解释和教学的指导上是最具说服力的，是教师完成教学任务最基本 的依据。所以，用好教师用书是第一要务。教学的至始至终都应该研究好教师用书。 学生活动手册是学生学习科学的抓手。手册里的各种记录表不仅反映了科学学习的过 程， 也体现了学生学习程度和学习水平， 不可或缺， 教学中需要指导学生用好活动手册。 2.2.用科学实践和“技术与工程”领域的观点指导教学用科学实践和“技术与工程”领域的观点指导教学 在【电路】单元的各种实践活动（实验）中，要引导学生运用逻辑推理、分析判断等看 待每一个实践活动，将理性思维贯穿到整个电路概念的形成与建立过程中。同时，一定 要格外重视用电的安全和安全教育。