❶ 成長可見——科學單元講座
教科版四年級下冊的科學教材由「電」、「新的生命」、「食物」、「岩石和礦物」四個單元構成。
針對於「電」這一單元，我將從以下四個方面來進行解讀：單元概述、單元教學目標、單元內容解讀、單元教學建議。
四年級的學生，對科學課有了一定的學習基礎，已經初步構建了自己的科學思維方式，也有過一些探究活動的經歷，具備了一定的實驗操作能力，求知慾和參與科學活動的願望明顯增強。
在「電」單元中，學生將藉助導線、燈泡、電池等電器元件開展許多有趣的探究活動，初步建立與電有關的科學概念。通過「電」單元的學習，學生對科學概念的理解及探究能力會得到同步發展，對電的興趣和安全用電的意識將得到進一步的增強。
「電」單元，是小學物質科學領域的學習內容，指向「電可以在特定物質中流動，電是日常生活中不可缺少的一種能源」這一科學核心概念。這一單元將通過與電相關內容的實驗、交流、預測、檢驗、測量和推理、解釋等活動，使學生形成關於電的初步概念，同時獲得一些基本實驗操作技能。
我們剛剛提到過「電」這一單元的內容屬於物質科學領域課程，物質科學是小學科學課程內容的四大領域之一。課程標准中有關小學科學的主要概念有三分之一是通過學習物質科學領域的課程內容加以建構的，因此，准確把握課程標准中物質科學領域的課程內容與要求對於有效提高小學科學教學質量，促進小學生科學素養的形成和發展具有重要意義。
在物質科學領域的教學中，教師應幫助學生形成以下6個主要概念：
第1個主要概念：物體具有一定的特徵，材料具有一定的性能。
第2個主要概念：水是一種常見而重要的單一物質。
第3個主要概念：空氣是一種常見而重要的混合物質。
第4個主要概念：物體的運動可以用位置、快慢和方向來描述。
第5個主要概念：力作用於物體，可以改變物體的形狀和運動狀態。
第6個主要概念：機械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現形式。
本單元的學習需要教師幫助學生形成主要概念是第六個：
第6個主要概念：機械能、聲、光、熱、電、磁是能量的不同表現形式。
根據課程標准中這一主要概念涉及到的學習內容，不同學段有不同的要求和學習目標。針對3~4年級學生的學習目標定位有下面幾點：
靜電現象是物質在外力作用下電荷位置發生變化所產生的帶電現象。
電荷有正電荷和負電荷兩種，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。
電荷的持續定向流動就形成了電流。
要使電流經過導線使小燈泡發光，需要有一個完整的電路。
有的物質容易導電，這樣的物質稱為導體；有的物質不容易導電，這樣的物質稱為絕緣體。
開關通過連接和斷開電路來控制電路中用電器的工作狀態。
組裝簡單電路，並用簡單電路圖表示電路的連接方式。
製作一個簡單的開關，並用它來控制電路。
用電路檢測器檢驗電路中的故障、導體、絕緣體。
用電路檢測器探究接線盒裡電路的連接情況。
在關於電的探究活動中，進行預測、觀察、描述和記錄實驗的結果。
知道安全用電的重要性。
激發探究電的興趣。
發展探究和解決問題的信心。
了解電在生活、生產中的運用，體會電與人類的密切關系。
珍惜電能源，並認識到它的重要性。
「電」單元共有7節課。前後課之間有著學生認識發展上的邏輯關系。學生從認識電的本質——電荷開始，到認識電路、電流、開關、電路檢測器、導體、絕緣體，這一系列的探究活動將最終指向對電的認識。
教材內容解讀與建議：
本課是「電」單元的起始課。
第一部分，體驗靜電現象。
主要是讓學生通過對靜電現象的觀察、了解，能夠對「電」的本質有一個初步的認識，接下來讓學生交流他們所知道的靜電現象，教師可以向學生介紹一些靜電現象。可以通過一些照片或影片的形式展示更多的靜電現象，讓學生感受到其實電並不神秘，它就存在於我們身邊的一切物質之中，為學生後面學習電的其他知識打下基礎。
第二部分，不一樣的電荷，主要是引導學生認識不同的電荷以及電荷之間的相互作用。
這部分有兩個實驗活動：
1.用充氣氣球摩擦羊毛製品後，在用這個氣球的摩擦面靠近頭發，觀察有什麼現象發生。
2.讓兩個都用羊毛製品摩擦過的充氣氣球相互靠近，觀察有什麼現象發生。
在前面認識的基礎上，我們可以通過一些微課視頻來向學生介紹靜電現象產生的原因。然後通過分組觀察這兩個實驗，探究電荷之間的相互作用。當學生觀察了上面這兩個實驗後，組織學生對兩個實驗中觀察到的現象進行整理和分析。兩個摩擦後的物體，有時相互吸引，有時相互排斥，引導學生對這一現象進行完整的解釋。教師可以引導學生把這一現象和以前學習到的磁鐵進行類比，加深學生對電荷之間相互作用的理解。
第三部分，讓電荷流動起來主要是讓學生認識電流的形成。
帶不同電荷的物體，相互靠近後會相互吸引，但吸引一會兒後，再去靠近，相互吸引的現象就會消失，這是因為帶不同電荷的物體在相互靠近後，帶負電荷物體上的多與電子又會回到缺少電子的帶正電荷物體上，當兩個物體上的電荷恢復平衡後，就會恢復到不帶電的狀態。教師可以通過小游戲來幫助學生體會負電荷的移動現象。然後引導學生認識到電荷在物體之間不斷地流動，就會產生電流，我們日常生活中的電器就是靠電流來維持工作的。然後結合學生對生活中各種用電器的了解，認識到想要得到持續的電流，必須有一個電荷流動的路徑——電路和為電荷持續流動提供動力的電源。
本課知識點梳理：
靜電存在於一切物質中，包括人類在內的生物和非生物。
電荷包括正電荷和負電荷。
摩擦能夠使電荷發生轉移，使物體帶電。
同種電荷相斥，異種電荷相吸。
電流分為摩擦形成的電、雷電和日常使用的電。
電流形成的條件必須要有電源和電路。
電路是由電源、用電器、導線、電器元件等連接而成的電流通路。
教材內容解讀與建議：
電燈是日常生活中不可缺少的用品，它究竟是如何工作的呢？在這一課中學生將通過使用簡單的電池、導線、使小燈泡發光，並且探究使小燈泡發光的不同連接方式，激發學生探究電的興趣。
第一部分，小燈泡的構造。
教材首先引導學生對電路中的材料及其結構進行觀察和認識。其中了解小燈泡的結構是觀察的重點，教科書的插圖提供了小燈泡的解剖圖，幫助學生了解小燈泡的結構，當了解了小燈泡的結構後再提供給學生導線、、電池和小燈泡，仔細觀察這些材料將有助於學生對電路的理解。當學生對這些材料有了初步的認識之後，鼓勵學生嘗試使用這些材料來點亮小燈泡。指導學生觀察小燈泡的連接裝置是這部分教學的重點，猜猜電在小燈泡里是怎樣流動的？電流從小燈泡的一個連接點進入，經過燈絲再從另一個連接點流出才能使小燈泡發光。
第二部分，點亮小燈泡。
教材分別提供了4種不同的電路連接方式圖片供學生思考，這四種連接方式比較典型，建議讓學生都嘗試連一連，比較它們各自的特點。
第三部分，課後延伸。
教材安排學生課後對家裡的用電情況進行調查，一方面培養學生的調查和統計能力，豐富學生關於電的認識，還為學生發現電的更多問題提供了很好的機會，進一步激發學生研究電的興趣，一定要對學生用電安全教育。
本課知識點梳理：
小燈泡的構造：玻璃泡、燈絲、金屬架和兩個連接點。
電流通過小燈泡的路徑：電流從一個連接點進入，通過燈絲，從另一個連接點流出。
小燈泡不同的連接方式會有三種情況發生：通路、短路、斷路。通路-小燈泡亮；短路-小燈泡不亮，電池和導線會發熱發燙，電池壽命縮短；斷路-小燈泡熄滅。
電池是一種攜帶型電源。電池兩端銅帽端是正極，鋅殼端是負極。
日常中的電有交流電和干電池電，交流電分為家用交流電220伏特，高壓電5500伏特，都會觸發事故，致人死亡。干電池電1.5伏特，沒有觸電危險。
教材內容解讀與建議：
學生已經可以自己建立使小燈泡亮起來的簡單電路，在這一課中學生將學會使用新的裝置小燈座和電池盒用導線連接完整的電路。
第一部分，帶燈做到電路。
關於電路學生已經獲得了一定的經驗，能夠用一根導線一節電池使小燈泡發光，但是在操作過程中，他們會發現用手按住導線的兩頭與電池和小燈泡連接很不方便，小燈座和電池盒就解決了這個問題。先讓學生仔細觀察這些元件的構造，想想這些構造的用處，再根據教科書的引導來進行進行安裝。對實驗結果進行記錄是科學學習的一種方法。小燈泡亮了以後，可以教學生用簡單電路圖的形式進行記錄。
第二部分，讓更多的燈泡亮起來。
這部分是在學生已經學會使用電池盒和小燈座後，用這些材料來組建比較復雜的電路，點亮更多燈泡，就意味著要提供更多的材料，讓學生根據已掌握的電路知識，討論他們的想法，實際操作。
本課知識點梳理：
簡單電路的連接和簡單電路圖，如圖所示。
簡單電路的構成：電源導線用電器開關，電源導線用電器是必須要有的，開關不是必須的。
用不同的方法連接兩個小燈泡：串聯和並聯，都可以讓小燈泡發光。
教材內容解讀與建議：
這一課強調的是問題的解決能力。在老師的引導下，學生將經歷發現問題，分析問題，解決問題的一系列實踐活動，發展學生解決問題的能力。
第一部分，什麼地方出故障了。
這一部分有兩個主要活動：
1.明確迴路的概念。
教材一開始就讓學生對前面的學習內容進行整理，引導學生在前面學習的基礎上強化有關電路是一個閉合環路的概念。
2.整理可能造成小燈泡不亮的各種原因。
引導學生整理小燈泡不亮的各種原因就是發掘學生已有知識和經驗的過程，要給他們一定的時間盡可能的多分析電路出故障的可能，並做好記錄。
第二部分，做個電路檢測器。
教材中對做電路檢測器的方法做了具體的說明，需要注意的是，做好電路檢測器後一定要試試靈不靈。
本課知識點梳理：
造成小燈泡不亮的原因可能是：小燈泡壞了；燈座鬆了；燈絲斷了；導線沒有接好；燈泡沒有接好等，這些原因都可以通過檢測、替換的方法得到解決。
檢測故障的方法：檢查法、替換法、電路檢測器。電路檢測器不能檢測家用220V的電器電路。
利用電路檢測器檢測故障電路之前要切斷電源、拿出故障電路電池，確定電路檢測器的完好後，再檢測電池、檢測元件小燈泡，檢測導線。
教材內容解讀與建議：
經過前面幾節課的學習，學生已經獲得了一些關於電以及電是如何工作的知識，在這一課中他們會發現將身邊的物體連接到電路中時，情況是不一樣的，導體是一種允許電流通過他們的物質，絕緣體是電流不能通過的物質，導體和絕緣體在電流中是同樣重要的組成部分。
第一部分：檢測身邊的物體是否導電。
導體與絕緣體是組成電路的重要材料，導線外麵包著塑料，導線裡面是銅絲，銅絲能讓電流通過，而塑料不能讓電流通過。教材首先通過引導學生觀察這樣的事實，並運用前面學習到的關於電的知識，讓學生明確我們身邊的物體中有些物體能夠導電，而有些物體時不能夠導電。
教材以檢測一塊橡皮的導電性作為研究的開始，用電路檢測器檢測一塊兒橡皮是簡單的，這里教材編寫者的意圖顯然不在於這一塊兒橡皮的檢測結果，而在於展一項有價值的研究活動。教材描述了用電路檢測器檢測一塊兒橡皮的完整過程，讓學生明確知道這一檢測過程和這樣做的意義。接下來學生開始研究我們周圍的物體中哪些是導體，哪些是絕緣體並對這些物體進行檢測、分析、記錄。最後讓學生整理出哪些是導體，哪些是絕緣體，並說說導體和絕緣體各自的特點。
第二部分，教室里電器設備的絕緣材料。
可以讓學生們討論。教室和家裡哪些地方用到了導體哪些地方用到了絕緣體？導體和絕緣體各有什麼作用？
本課知識點梳理：
導體易導電。
絕緣體不易導電。
利用電路檢測器可以探究身邊的物體是否導電，要做到預測，記錄、檢測、反復檢測、整理分類的步驟。
教室里電器設備的絕緣材料有哪些。
教材內容解讀與建議：
開關是所有電路的重要組成部分，學生每天都在使用各種各樣的開關控制著電路。在前面的學習中學生一直在採用斷開連接或取下電池盒中電池的方法來斷開電路，他們可能會覺得這樣做很麻煩，在這一課中學生將首先觀察手電筒的結構，了解手電筒的開關是怎樣控制手電筒電路的斷開和閉合的，在利用身邊的材料製作一個開關，並用它來控制電路，在製作小開關的過程中學生要思考小開關的什麼地方需要用導體來製作，什麼地方需要用絕緣體來製作。
本課知識點梳理：
開關是控制電流通斷的元件，管控著電路的工作狀態。
觀察手電筒，外殼和開關是絕緣體，內部彈簧是導體。
開關的種類有：遙控開關，閘門開關、按壓開關、旋鈕開關、拉線開關。
利用身邊的材料製作小開關所需要的材料有回形針、圖釘、軟木塊。
教材內容解讀與建議：
很多用電器其實就是一個黑匣子，我們只能看到它外面的樣子，而難以看到它的內部結構，但不管多麼復雜的用電器，都是用一些簡單電路通過不同的連接方式組合而成的，本節課學生將用電路檢測器探究接線盒內部的電路是怎樣連接的，並探究不同電路連接方法的區別，觀察描述發現不同電路的特點。
本課知識點梳理：
將電池串聯或並聯，電池串聯，燈泡亮，電池並聯燈泡暗，原因：當電池串聯時，電池電壓等於一節電池電壓，當電池並聯時，電池電壓等於兩節電池之和。
將燈泡串聯或並聯，串聯，燈泡暗，並聯燈泡亮。原因：當燈泡串聯時，燈泡亮端電壓等於一節點是電壓的一半，當燈泡並聯時，燈泡亮端電壓等於一節電池的電壓。
提前做好整個單元的實驗材料准備。
了解學生對所學科學主題的初始想法。
指導學生對實驗結果進行比較和描述。
積極倡導小組合作學習。
引導學生在觀察和實驗的過程中做好記錄。
引導學生用准確、恰當的詞彙描述觀察到的現象和事實。
指導學生對觀察和實驗結果進行整理、加工，形成正確的解釋。
安全教育貫穿始終。
靜電實驗:氣球、線繩,塑料梳子、碎紙屑。
電路實驗:小燈泡、小燈座、電池、電池盒、導線、回形針、小木板(或大橡皮)、小開關,紅燈、綠燈、黃燈、具有4個和6個接線頭的盒子。
導電性實驗(20種):橡皮、木質材料(小木片、小木棒等)、塑料材料、陶瓷材料、金屬材料、絲、棉、皮、各類布料(濕和干)、鉛筆、鋼筆和玻璃等。
微信公眾號推薦：
教科版科學：科學優質資源
陳老師實驗室：微課、科學實驗方法
青雲端：微課、課後隨堂測試
像科學家一樣思考：科學優質資源
感謝各位老師的傾聽，敬請指正，期待與大家有更多的交流，祝老師們生活愉快。
主講人：何鑫彤
學校： 農安縣合隆實驗學校
2020.2.19