青岛版科学(2017)五四制五年级下册第三单元《能量的转换》全单元教学设计

青岛版科学（2017）五四制五年级下册第三单元《能量的
转换》全单元教学设计
第9课《电磁铁（一）》
【教学目标】
1.知道电磁铁是由铁芯和线圈构成的，电磁铁是将电能转换成磁能的装置；电磁铁通电有磁性，断电后磁性消失。

2.会制作简易的电磁铁;能基于所学的知识利用观察、比较、类比推理等方法推测电磁铁可能具有哪些性质，提出可探究的问题。

3.表现出对电磁铁的结构、功能、变化进行科学探究的兴趣;在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。

4.了解电磁铁在生产和生活中的应用及给人类带来的便利；了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展和应用影响着社会发展。

【教学过程】
一、激发兴趣，导入新课
1.播放提前录制的视频（本班同学举行电动小车比赛，以电铃声为信号，铃声响比赛开始，第二次铃声响比赛结束）。

2.提出问题：电铃为什么能响？电动小车为什么能跑?它们内部有什么装置吗？
学生自由回答。

（学生对于电动小车比较熟悉，能够知道其的内部装置，但是对电铃
的内部装置所知较少，不管同学们回答什么，教师都不要急于肯定或否定，及时做好引导。

）
3.引导学生猜想假设。

提出问题:马达是怎么工作的?它有什么样的构造?学生自由发言，大胆猜测。

（是否需要引导学生猜测电铃内部构造，要根据上面学生的回答情况而定，教师的导人语言也要根据情况及时调整。

）
二、探究新知
活动一:认识电磁铁。

L谈话：“没有大胆的猜测就做不出伟大的发现。

”同学们已经迈出了成功的第一步。

大家的猜测到底对不对呢？电铃内部又有哪些跟小马达一样的装置呢?我们利用“解暗箱”的方法，以小组为单位拆开我们准备的电动小车和电铃，观察它们的构造。

教师出示温馨提示：
（1）拆分时注意保护部件完整
⑵把拆分的部件按一定的顺序摆放在桌子上。

（3）仔细观察、及时记录
（拆分小马达和电铃这个实验，需要提前准备好工具并做好指导。

拆解过程中，教师应适时进行点拨，指导学生把注意力放到线圈和铁芯上来，使学生拆解实验具有针对性。

）
4.汇报交流:你们发现了什么？
学生发言，汇报总结：小马达是由铁芯、线圈和磁铁构成的。

电铃是由线圈、铁芯、触点、发声器等构成的。

它们的共同部件是线圈和铁芯。

5.播放视频，深化认识
（1）播放小马达拆分过程的视频，让学生清晰地看到组成小马达的核
心部件（铁芯、线圈），深化认识、总结提升。

⑵师生总结:小马达里由铁芯和线圈两部分构成的装置就是电磁铁
活动二:做个电磁铁，试一试有什么发现
1.设计制作
教师出示并带领学生认识实验器材（铁钉、导线、曲别针、电池、工
具刀、胶带、电池盒、开关）。

（1）组内设计制作方案后班内交流、相互借鉴，改进完善。

（2）利用提供的材料，组内动手制作一个简单的电磁铁。

2.班内展示
学生互相评价各自制作的电磁铁:是否精细、美观?是否科学、实用？
3.玩电磁铁:试一试能不能吸铁。

（1）班内交流玩电磁铁的方法⑵教师提醒学生注意:①不能长时间通电
②不连接时开关应处于断开状态
③不能直接用导线连接电池的正负极。

（教师在提醒学生安全实验的同时，指导学生规范地使用器材，目的是让学生注意电和磁的关系，搜集实验中的信息，为交流、归纳得出
结论提供事实依据。

）（3）小组内玩电磁铁。

学生实验时，老师要对学生的操作及时进行指导。

引导学生归纳实验
结果，为小组汇
报做好铺垫。

⑷汇报发现:通电时，能吸起曲别针:断电时，不能吸起曲别针。

(5)总结提升:通电时, 电流通过绕在铁芯上的线产生磁性，断电后磁性消失电磁铁是将电能转化成磁能的装置
活动三:根据磁铁的性质。

推想电磁铁可能还有哪些性质。

L复习磁铁的性质
教师提出问题:磁铁具有哪些性质？学生交流：
(1)有磁性，能吸铁
⑵有两个磁极(N、S),磁极的吸铁能力最强，这两个磁极能指示南
北。

(3)同极相斥，异极相吸
2.教师引导学生类比推理，电磁铁还有哪些性质。

教师提出问题:实验证明了电磁铁也能吸铁。

根据磁铁和电磁铁都能
吸铁的性质，可以推想：电磁铁可能还有哪些性质呢？
学生自由回答。

教师谈话：电磁铁是否也具有同学们推想的性质？如果有，它们跟磁铁的性质相比，又有什么不同呢?这些是我们后面要探究的内容
3.师生概括总结:根据电磁铁和磁铁都具有吸铁的性质，推想电磁铁
可能具有磁铁的其他性质，就是在类比推理。

类比推理的结果仅仅是
一种可能性，推理结果是否正确，需要进一步验证。

我们刚才的推想
也需要实验的验证。

这些都是我们后面要学习探究的内容
三、课堂小结
1.同学谈收获。

2.引导学生完成小测验
四、拓展活动
1.教师播放简短的视频：电磁铁断电后，磁性没有立即消失。

2.教师提出问题:普通的铁钉作铁芯、制成电磁铁，断电后磁性不会
立即消失。

怎样才能让电磁铁断电后磁性立即消失呢?课后通过查阅
资料了解一下，并把研究结果填写到活动手册中。

第10课《电磁铁（二）》
【教学目标】
L知道电磁铁有两极，两极磁力最强，同极相斥、异极相吸;知道电
磁铁的磁极是可以改变的：改变线的缠绕方向或改变线圈与电池正
负极的连接方向，电磁铁的磁极会发生改变。

3.能基于所学的知识，从电磁铁的结构、功能、变化等角度提出可探究的问题并展开问题猜想、假设、制订科学探究计划等系列科学探究活动。

4.表现出对电磁铁的结构、功能、变化进行科学探究的兴趣;在进行多人合作时，愿意沟通交流，综合考虑小组各成员的意见，形成集体观点。

5.了解人类的好奇和社会的需求是科学技术发展的动力，技术的发展
和应用影响着社会发展。

【教学过程】
第一课时
一、情景导入
L教师板书两个名词:磁铁、电磁铁。

问题导入：同学们，看到这两个名词，你们有什么疑问或猜测呢?学生猜测：电磁铁是否跟磁铁一样有南、北两个磁极？
2.教师提出问题：电磁铁和磁铁有什么不同的地方？
二、探究活动
（一）活动一:探究电磁铁有南、北两个磁极、并且同极相斥、异极相吸。

1.学生运用铁钉、导线、电池等实验器材制作电磁铁。

2.教师提出问题：同学们，怎样验证电磁铁有没有磁极呢？
3.学生讨论、交流、汇报，运用知识迁移的方法，即用判断磁铁磁极的方法判断电磁
铁的磁极。

（1）将电磁铁靠近一堆铁屑，观察电磁铁各部分吸引铁屑的数量。

⑵用电磁铁吸引若干曲别针-，观察电磁铁各部分吸引曲别针的数量。

4.学生分组动手实验，进行验证。

5.学生汇报交流：电磁铁两端吸引的铁屑（曲别针）多，中间少。

因此得出结论：电磁铁的两端磁性最强，即为两极。

6.教师提出问题:我们刚才通过实验的方法知道了电磁铁有两极。

那
么，哪一端是北极?哪一端是南极？
引导学生设计实验:用已知极性的小磁针靠近电磁铁，根据同极相斥、异极相吸的性质来判断电磁铁的极性。

7学生实验汇报交流。

（我们小组的钉帽与小磁针的南极相吸;我们小组的钉帽与小磁针的南极相斥。

）这时学生提出疑问：同样是钉帽或钉尖一端，有的是南极, 有的却是北极，这是为什么？从而引出下一个探究活动：电磁铁的磁极能改变吗？
（）活动：自主设计实验，探究电磁铁的磁极是可以改变的
L教师从电磁铁的构造、功能、变化等角度入手引导学生猜想：电磁铁的磁极能改变吗？
2小组从电磁铁的构造方面进行思考分析，得出如下猜想：（1）可能与电池正负极的连接方向有关。

（2）可能与线圈的缠绕方向有关。

（3）可能与钉尖钉帽的方向有关。

3.针对猜想，学生以小组为单位制定实验方案，教师指导。

指导过程中要注意强调：设计实验要遵循对比实验的要求一每次实验只改变一个变量。

4.学生分组实验验证，并填好实验报告单，教师指导
5.小组汇报交流：
小组1:我们猜想电磁铁的磁极能改变，可能与电池的正负极的连接
方向有关。

我们的实验过程是改变电池正负极的连接方向。

其他要素不变，用小磁针测试，发现电磁铁的磁极发生了变化
小组2 :我们猜想电磁铁的磁极能改变，可能与线圈的缠绕方向有关，我们的实验过程是改变线圈缠绕的方问，其他要素不变，用小磁针进行测试，发现电磁铁的磁极也发生了变化
6.全班小结:通过实验探究我们发现:改变线圈缠绕的方向。

或改变线
圈与电池正负极的连接方向，可以改变电磁铁的磁极
三、拓展活动
教师提出活动导向：用电池、U形铁芯、导线做一个U形电磁铁。

做好后，找一找它的磁极。

第二课时
一，创设情境，导入新课
1.教师提供材料，学生动手组装电磁铁，复习电磁铁的构成。

教师让两名学生分别开展演示实验（实验中一名学生的线圈匝数是另一个的两倍）教师把两名学生做实验的过程投影。

两名同学完成后，全班同学共同回顾电磁铁的结构与组成，找出两名同学制作的电磁铁的相同点和不同点
2.检测装置，设置悬念。

引导学生思考:为什么两个电磁铁吸引曲别针的数量不一样？
二、探究新知
活动一：电磁铁的磁力大小可以改变吗？（一）提出问题，大胆猜想。

1.在学生认识到电磁铁存在磁力大小的差异之后，教师让学生思考电磁铁磁力的大小可能与哪些因素有关，并尝试从电磁铁的结构入手进行大胆猜测和假设。

2.学生猜测并说出依据。

学生一般会猜测电磁铁磁力大小与电池的数量、电池的大小线圈匝数、铁钉长短及粗细等因素有关。

教师让学生尝试说出电磁铁磁力大小可能与这些因素有什么具体的关系。

3.围绕学生的猜测进行概括，筛选要探究的因素。

教师将学生的猜想板书在黑板上，然后对同学们的猜测进行总结归纳，引出本节课所要探究的内容：串联电池数量、线圈匝数两个因素与电磁铁磁力大小的关系
（二）设计实验，验证所提假设
教师引导学生通过改变串联电池数量来改变电磁铁磁力大小
1.猜测与假设：电磁铁磁力大小与串联电池数量有着怎样的关系？将自己的猜测记录在实验报告中。

2.思考与反思:如何改变串联电池数量？
3.实验验证:验证磁力大小与串联电池数量之间的关系。

学生尝试实验，记录数据并思考。

4.总结:学生根据所测得的数据总结出串联电池数量与磁力大小的关系。

在其他条件不变的情况下，串联电池数量越多，磁力越大；串联电池
数量越少，磁力越小。

（三）引导学生自主完成电磁铁磁力大小与线圈匝数实验
1.分组讨论与制订方案。

教师引导学生猜测电磁铁磁力大小与线圈匝数有怎样的关系。

并制订实验方案
2.交流实验方案。

学生在交流的基础上完成实验报告中的猜测内容，了解实验过程中保持不变的条件与需要改变的条件，并参照电磁铁磁力大小与串联电池数量多少关系的实验，完成磁力大小与线圈匝数多少关系的实验。

（课件出示注意事项:在实验过程中，电磁铁接到电池的两端后会产生大量的热量，所以在每次测量结束后要立刻切断电源;在实验中，由于用的是铁钉、通电后铁钉很容易被磁化，为了消除磁化对实验的影响，可以在每次测量之后将电磁铁的两个接线柱反接或者将铁钉轻轻在地上敲打几下;每个实验一般取3次实验数据的平均值。

）
3.学生分组实验
探究电磁铁磁力大小与线圈币数的关系。

通过算平均值并分析数据归纳影响磁力大小的因素
4.小组汇报结论
在其他条件不变的情况下，线圈匝数越多，电磁铁磁力越大;线圈更数越少，电磁铁磁力越小。

（教师提醒学生:课下可以继续研究影响电磁铁磁力大小的其他因素。

）
（四）交流总结，归纳提升。

师生共同总结:在其他条件不变的情况下，串联电池数量越多，电磁
铁磁力越大；串联电池数量越少，电磁铁磁力越小。

线圈匝数越多，
电磁铁磁力越大;线圈匝数越少，电磁铁磁力越小
活动二：电磁铁的应用
1.教师谈话:你们认识它们吗？（出示有关磁悬浮列车的图片过视频。

）你们知道这是怎么回事吗？（学生讲述有关磁悬浮列车方面的内容。

教师可以补充。

）
2.教师引导学生交流生活和生产中的电磁铁的用途。

三、课堂小结
教师引导学生归纳总结这节课所学的知识、方法、技能、科学态度等。

四、拓展延伸
教师提出拓展活动指向：设计并制作一个“电磁起重机”玩具。

第11课《有趣的碰碰球》
【教学目标】
1.知道被举高的物体具有势能，运动的物体具有动能，动能和势能可以相互转换;列举生活中动能和势能相互转换的例子。

2.通过观察碰碰球实验提出有关能量转换的问题;能基于所学的知识设计实验证明动能、势能的存在以及影响动能、势能的因素，分析动能、势能的相互转换现象。

3.表现出对动能和势能相互转换进行科学探究的兴趣;在进行多人合作时，愿意沟通交流,综合考虑小组各成员的意见,形成集体的观点。

4.了解动能和势能相互转换在生活中的应用。

【教学过程】
一、导入新课
教师演示实验:把A4纸蒙在纸杯口上，用皮筋把A4纸绑紧。

教师将玻璃珠先轻轻放在A4纸上，纸完好无损。

再将玻璃球对准杯口从高处自然落下……发现纸破了。

提问：这是为什么呢?学生交流。

二、探究新知
（一）认识动能和势能的意义。

1.动能和势能的意义。

教师根据学生的交流，引导并说明物体有高度就具有一定的能量，这种能量称为势能势能要有一定的参考位置，一般以地面或特指某物体为参照（如上个实验中的纸杯高度）。

教师提问：“小球在高处有势能, 是不是说明从高处自然落下后的小球运动过程中也具有一定的能量呢？”
学生讨论，教师小结:物体运动也具有一定的能量，这种能量称为动能。

以前我们在学习物体的运动时知道运动的物体具有能量，这种能
量就是动能
2.回归导课问题，提出猜想
教师提问：上个实验中，这张纸到底是被小球的什么能量撞破的呢?学
生思考并回答。

引出猜想:小球的势能转换成动能，小球产生的动能把纸撞破了，（二）玩碰碰球游戏。

1.教师提出问题:动能和势能是否可以相互转换?
2.认识碰碰球
3.学生讨论怎样去玩。

师生谈话:下面，请同学们想一想:怎样玩碰碰球?怎样验证动能和势能是否可以相互转换?
学生小组内交流，教师注意引导学生认识到这个实验既然要研究是否可以相互转换就要既观察到势能转换为动能，又观察到动能转换为势能
学生小组汇报设计方案，其他小组补充。

（学生能想到用一个小球去撞击其他小球，教师要引导学生用两个小球，三个小球去撞……让学生尽情地去玩，在玩中感受动能和势能的相互转换。

）教师提出要求，边玩边思考以下问题（用课件展示）：
①被拉起的小球静止时，与其他小球相比，能量有什么不同?②松开
手后，拉起的小球有什么变化?其他小球有什么变化?③被撞出的小球
运动的能量来自哪里？
4.学生实验、教师巡回指导。

5.汇报总结。

学生小组代表汇报实验结果，教师归纳总结：小球由于被举高而具有势能，由于运动而具有动能。

动能和势能可以相互转换。

动能和势能统称为机械能。

（三）列举生活中动能和势能相互转换的实例。

1.教师提问：想一想，生活中有哪些动能和势能相互转换的现象？
2.学生发言（瀑布、荡秋千、骑自行车上坡）。

3.教师展示奥运会上跳高运动员的视频等影像资料。

提出问题让学生讨论回答:跳高运动员在跳高时的动能和势能是怎样转换的。

三、拓展互动
教师提问：课下，同学们跳一跳，分析一下跳的过程中能量是怎样转换的。

第12课《无处不在的能量》
【教学目标】
1.知道常见能量的表现形式有动能（机械能）、声能、光能、热能、电能、磁能等;知道一种表现形式的能量可以转换为另一种表现形式。

2.能基于所学的知识，说出能量的不同表现形式;能用简单的实验器材探究能量之间的相互转换;能用能量转换的知识解释生活现象；会
查阅、整理资料，获取能量及其转换的资料和信息。

3.在进行多人合作时，愿意沟通交流，善于倾听，综合考虑小组各成员的意见，形成集体的观点。

4.了解能量转换在生产和生活中的应用，了解科学技术是社会和经济
发展的重要推动力量。

【教学过程】
一、导入新课
1谈话:同学们，你们喜欢看魔术表演吗?今天，老师给大家展示一个
好玩的魔术
5.老师表演魔术。

（用手遮住吹风机、用手指隔空指着桌面上的乒乓
球，乒乓球“听话”地沿手指的方向向前滚动）
6.谈话:通过观察，你们有什么发现?是什么让乒乓球动起来的呢？由
此引导学生认识到是因为吹风机吹出来的风使得乒乓球动起来
师生小结：吹风机吹出来的风是一种能量，能量能使物体动起来。

既
然乒乓球运动需要能量。

那么吹风机工作呢？
7.谈话:生活中，你们见过哪些物体运动或工作需要能量的例子?学生
交流汇报
教师总结:物体工作离不开能量。

关于能量，你们还想探究哪些问题?
这节课，我们就来研究一无处不在的能量
二、探究新知
活动一:生活中的能量。

1谈话:生活中能量的表现形式多种多样。

根据课前搜集的有关能量
的资料，说一说:它们的表现形式有哪些。

请同学们在小组内交流。

2.学生在小组内交流能量表现形式，教师巡视指导。

3.小组长将搜集的资料进行汇总、归类。

并指定一人在课堂上汇报交
流,教师适时板书
4.教师小结（用课件展示着表现各种形式能量的资源）：在我们生活中, 有各种各样的能量。

能量的表现形式有很多，较常见的有机械能、电
能、磁能、声能、光能、化学能风能等。

能量是一切活动的源泉，虽
然看不见它，但它就在我们身边。

任何东西只要有移动、发热、冷却、
生长、发光、发声的现象，其中就有能量的作用。

5.探究技能指导一什么是概括。

教师出示课件:把生活中能量的各种表现形式进行汇总，总结出能量
是一切活动的源泉，就是在概括
6.师生谈话:请同学们想想看，如果没有了能量，人类和自然界会出
现什么情况?进而引导学生推想
教师播放课件展示:能量是所有物体工作或运动的源泉，没了能量，
一切物体都将停止运动
活动:认识能量是可以相互转换的
L教师出示台灯，提问:你们能描述灯泡发亮时，能量是在相互转换吗?学生讨论交流
7.师生谈话:这些物品中也存在着能量的转换，你们能描述一下它们的能量是如何相互转换的吗？（教师课件出示运动的汽车、电风扇、发
动机、电须刀、炉火烧水等。

）学生独立思考，全班汇报
8.提问：你们还知道生活中有哪些能量间的转换?学生小组讨论交流，汇报自己的讨论结果活动三:实验探究，体验能量转换过程。

1提问：能量之间是可以相互转换的。

那么，能量之间是怎样转换的
呢?你们有什么好办法利用身边的材料证明能量是可以相互转换的呢?
2.教师课件展示实验提示，交流注意事项
3.学生先认识材料，再交流自己的实验设想。

教师巡视指导。

4.学生各小组利用手中的材料进行实验，并完成实验记录表。

5.全班交流汇报，教师引导学生相互进行评价与补充
6.教师小结:能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转换成另种形式。

三、学以致用
1.师生谈话:现实生活中，有的能量间转换是比较复杂的、如电视的声和像与太阳能的转换。

你们能用能量转换的观点解释电视的声像与太阳能之间的关系吗？
2.学生小组讨论，将观点以图画或文字的形式进行汇报交流
3.师生小结：电视的声能与光能都由电能转换来，电能由风能、热能、
水能、太阳能转换来，风能、水能，热能最终来源于太阳能。

太阳是
地球上常见能量的源泉。

四、课堂小结
教师:这节课，我们研究了能量和能量间的相互转换。

通过学习，我们知道能量是无处不在的。

你们有哪些收获？
五、拓展活动
师生谈话:查阅资料，分析发生在自己身上的能量转换现象。