能量的控制

13.能量的控制

本课概述

在学生学习了能量转化之后,本课围绕能量的控制,设计两个活动和一个拓展活动。其中活动1的目的是认识常见能量控制装置,分析其作用及操作方法,体会能量控制装置的重要性。活动2是二个开放性的活动,通过指导学生选择研究问题、进行推测、开展实验等,认识常见的能量控制装置是怎样工作的。培养学生收集、整理资料,实验操作,演绎推理等科学探究能力。拓展活动“设计自控装置”是一个综合运用知识解决实际问题的创造性活动。帮助学生感受科学、社会、技术、环境的密切联系,培养学生创新精神和技术设计能力。最后的“科学在线”让学生通过阅读资料,了解人们利用仿生原理设计卫星能量控制装置的过程,体会能量控制装置在高科技产品中的作用。

本课的教学重点是指导学生探究常见的能量控制装置是怎样工作的,难点是能量控制装置的工作原理。

学习目标

1、能分析出各种生活中常见简单能量控制装置的作用和操作方法。

2、能独立提出研究有关能量控制的工作原理的问题。

3、能对自己提出的问题进行完整的试验或调查研究。

4、能推测生活中常见的简单控制装置的工作原理。

5、能根据生活实际需要独立设计一个控制能量装置的方案。

6、能与其他同学交流自己的发现和设计方案。

7、能以简明易懂的方式向其他同学介绍自己调查的资料。

8、认识能量控制装置的工作原理。

9、能举例说明一些控制能量装置和技术给人们生产生活带来的好处。

10、能举出2个以上人类模仿生物设计能量控制装置的实例。

背景资料

人们为了更好地发挥能量的作用,减少不必要的浪费,发明了各种能量控制装置。例如,用来控制光能的百叶窗、窗帘、遮阳伞、变色镜、照相机光圈等;控制热能的炉灶开关、空调温控调节开关、电饭锅温控开关、电吹风机温控开关等;控制风能的有电扇风速旋钮、炉灶风门开关、空调风速按键等。

将铅笔芯接在电路中,通过改变铅笔芯的长度,可以达到调节灯光亮度的目的。因为铅笔芯的主要成分是碳的一种同素异形体,在电路中具有可变电阻的作用。

抽水马桶的贮水箱内有个冲水器,当用手压下放水手柄时,手柄会带动杠杆把冲水器内的圆盘向上拉起,把一些水托高,流入坐盆内。当贮水箱的浮球随着水面下沉时,进水口便会开启, 贮水箱就会重新注入水;当贮水箱内注水时,浮球不断随水面升高,最后堵住进水口,停止注水。

常见的自控装置主要是自动开关:(1)红外遥控开关。红外遥控开关适用于家中各种鸽丝电灯泡的电灯设备。它具有红外线接收功能,透过您家中任何一个红外遥控器(如:电视机遥控器、VCD/DVD 遥控器) 经简单的编程,便可遥控家中的电灯设备,并且可以随意控制电灯的亮度。(2) 人体感应开关。人体感应微波开关根据多普勒效应,利用人体动感研制而成的。当光线暗到一定程度时,只要人体进入设定的范围内( 距离约 3 米——5 米处), 开关自动接通,点亮灯泡, 人离开20秒左右,灯自动熄灭。(3)光控开关。利用半导体器件对光的敏感性的微电子线路控制开关。单纯光控难于实现延时关灯,因为关灯后周围环境暗下来,灯又要被点亮。所以这种开关一般不单独使用。(4) 声控开关。简单的声控开关听到什么声音都开灯,复杂一些的只接收某一类声音,如击掌、说话和跺脚声等。(5)雷达扫描式接近开关。这种开关有发射和接收两部分电路,发射电路主动向周围辐射电磁波,形成一个空间电磁场。人员走近时电磁场发生变化, 被开关的接收电路所感知,开启路灯。这种开关相当于一台小

“雷达飞机理虽然复杂,但主要器件已经集成化,整套开关只用十几个电子元件,体积非常小巧。

台灯的开关旋钮为什么能调节灯的亮度,失火报警装置为什么会自动报警是学生非常感兴趣的问题。

语文:用通顺、流畅、有条理的语言描述生活中常见的能量控制装置的工作原理。

技术:看懂水龙头、阀门、马桶控制水流的结构图。

教学建议

课时安排

建议安排2课时,第一课时完成活动1和活动2的实验部分,第二课时完成活动2 的观察能量控制装置的结构部分和拓展活动及科学在线。

寻找能量控制装置

活动目标

1. 能通过观察从生活中找出控制能量释放的装置。

2. 能分析出各种生活中常见简单能量控制装置的作用和操作方法。

3. 能举例说明一些控制能量装置和技术给人们生产生活带来的好处。

4. 能与其他同学交流自己的发现。

实施建议

此活动可采用小组形式,建议用20分钟。

1. 教师出示百叶窗、太阳伞、电扇开关(时间和速度开关) 、液化气灶开关(旋钮开关和风门开关) 等能量控制装置,请学生说说它们有什么用途,使学生初步了解这些物品用来控制光能、电能、热能、风能等,是为了更好地利用能量,减少不必要的浪费。在此基础上引导学生提出有关能量控制装置的问题,导人新课。

2. 指导学生小组活动,寻找生活中常见的能量控制装置。

(1) 教师布置学生寻找生活中有哪些控制声、光、电、磁、热、气等能量的装置,分析它们有什么作用,控制的是什么能量,是怎样操作的。

(2) 小组活动,说说自己知道的能量控制装置,记录在教材第56页表中。

3. 组织学生进行全班交流,汇报小组找到的能量控制装置。在汇报过程中,鼓励学生勇于发表自己的意见,引导学生从不同角度阐述自己的看法,例如讨论如果没有这些控制装置会怎样,训练学生批判性思维,培养学生质疑、分析能力。

探究常见能量控制装置是怎样工作的

活动目标

1. 能独立提出研究有关能量控制的工作原理的问题。

2. 能对自己提出的问题进行完整的试验或调查研究。

3. 能推测生活中常见的简单控制装置的工作原理。

4. 能以简明易懂的方式向其他同学介绍自己调查的资料。

实施建议

此活动可采用小组形式,建议用25分钟。

1. 提出或选择问题。在活动1的基础上,发学生提出为什么的问题。除教材中提供的3个问题外, 还可以让学生自己提出更多的问题。比如自来水龙头为什么能控制水流的大小? 定时器为什么能按时关闭收音机、电扇、空调等电器?街道上的路灯为什么能日落即亮,日出即灭?

教师要提示学生,从自己的实际情况出发,选择那些自己感兴趣的、易操作的问题,这样便于通过查阅资料或实验得出结论。至于选择几个问题,选择什么问题是学生自己决定的,教师不要过多干预。