小学科学苏教版（2024）四年级上册电路暗箱教学设计

这是一份小学科学苏教版（2024）四年级上册电路暗箱教学设计，共5页。
科学观念：※知道什么是解暗箱。
科学思维：※学会利用一一列举策略，对电路暗箱进行全面有序地检测和记录。
探究实践：※能根据电路中灯泡的亮灭、明暗等情况，对暗箱里的电路连接情况进行合理的推断。
态度责任：※根据观察到的现象合理推测暗箱里的电路连接情况。重点
※有序地对4个触点进行检测，做到不重复、不遗漏。难点
教学内容
本课是在前两课学习的基础上让学生根据观察到的现象合理推测暗箱内的情况，关注学生的科学思维，重在科学探究与工程实践操作。本课教学内容包括三个活动：活动一，创设问题情境，通过判断握在手心里的导线是连的还是断的，知道什么是解暗箱，知道可以在不打开暗箱的前提下解暗箱。同时，这一活动能够让学生回忆前两课的学习过程，联想到用简单电路来检测导线是否完好。活动二，让学生在连接简单电路的基础上，增加一节电池或一个小灯泡，比较两种连接方式的不同实验现象，为接下来的解电路暗箱做铺垫。活动三，让学生设计一个有4个触点的电路暗箱并由其他同学来检测，以此培养学生的逻辑思维能力和合作探究能力。这三个活动紧紧围绕解电路暗箱这一核心任务，从初识电路暗箱，到了解暗箱中可能的情况，最后设计并解电路暗箱，教学中应当更多地关注学生动手操作、记录、解释、反思的过程。在这个过程中让学生学会解暗箱的思想与方法，当下次遇到类似的暗箱时，可以借助一些外显的现象推测暗箱内部情况，并作出合理的解释。
教学准备
教师材料：导线、检测记录表。
学生分组材料：组成简单电路所需要的导线、电池、小灯泡等，有4个触点的电路暗箱，检测记录表。
教学过程
活动一 判断导线的通断
让老师或同学两手各握一根外观相同的导线，其中有一根导线是断开的，另一根是连着的。怎样判断握在手心里的导线是连着的还是断开的？
分 析 由于两根导线在外观上无法观察出好坏，因此我们可以借助电路检测器进行判断。把两根导线的两端分别接入电路检测器，小灯泡发光，说明接入电路检测器的导线能使电流通过，是连着的。否则，说明接入电路检测器的导线是断开的。
结 论 利用电路检测器可以判断导线的通断，因此利用电路检测器可以检测电路中发生故障的位置。
设计意图：
用简单电路检测装置检测导线是否完好，便于学生初步了解电路暗箱概念和解电路暗箱的方法。
活动二 增加元件对电器的影响
1.在简单电路中增加一节电池或一个小灯泡，观察小灯泡的亮度有没有变化。
实验材料：导线、小灯泡、电池、电池盒、开关。
实验猜想：接入后可能会影响小灯泡的亮度。
实验步骤：(1）连接一个简单电路。
（2）在简单电路中分别增加一节电池、增加一个小灯泡、同时增加一个小灯泡和一节电池。
实验现象：增加一节电池后，小灯泡的亮度变亮；增加一个小灯泡后，小灯泡的亮度变暗；同时增加一个小灯泡和一节电池后，小灯泡的亮度不变。
实验分析：这三种连接方式选择的都是串联的方式，增加一节电池后，电池电量变大，经过小灯泡的电流变大，所以会使小灯泡的亮度变亮；增加一个小灯泡后，经过小灯泡的电流变小，所以会使小灯泡的亮度变暗；而同时增加一个小灯泡和一节电池后，电路里的电流是不变的，所以不影响小灯泡的亮度。
实验结论：增加一节电池或一个小灯泡都会影响小灯泡的亮度；同时增加一个小灯泡和一节电池，不会影响小灯泡的亮度。我们可以利用这个结论在下面的实验中设计电路检测器来解暗箱。
2.其他组合。

还可以用并联的方式增加小灯泡或电池。当在简单电路中并联接入一个小灯泡或一节电池时，小灯泡的亮度不会发生变化。同时并联一个小灯泡和一节电池时，小灯泡的亮度也不会发生变化。
设计意图：
在简单电路中接入不同的元件，观察外显的现象，为下面的解电路暗箱做必要的铺垫，降低解暗箱的难度。
活动三 解电路暗箱
1.制作电路检测器。
制作材料：小灯泡、小灯座、导线、电池盒和电池。
制作方法：(1）在电池盒的两端各连接好一根导线，把电池安装在电池盒里。
（2）用连接电池盒的两根导线的另一端分别接触小灯泡，确定能使小灯泡发光。
（3）把小灯泡安装在小灯座上。
（4）把小灯座的一个接线头连接一根单独的导线，另一个接线头与连接电池盒的一根导线相连。
2.解电路暗箱。
电路暗箱内可能有几种情况，触点之间可能连接导线、小灯泡或电池等，也可能什么都没有连接，根据电路检测器上小灯泡的变化可以判断电路暗箱里的电路连接情况。

实验方法：3~5名同学一组，其中一名同学设计电路暗箱，其他同学利用电路检测器设法解开暗箱里的电路连接情况。
实验材料：暗箱、导线、电路检测器。
实验步骤：(1）把电路检测器的两个检测头分别连接暗箱的触点A和触点B，观察电路检测器的小灯泡是否发光。再将两个检测头互换位置，观察小灯泡发光情况是否发生变化。
（2）将两个检测头分别按照A-B、B-A、A-C、C-A、A-D、D-A、B-C、C-B、B-D、D-B、C-D、D-C的顺序进行检测，将观察到的现象记录在实验表格中。
实验现象：在连接A和B、A和D之间时，小灯泡都会亮，但是会更暗一些；在连接A和C、B和C、C和D之间时，小灯泡都不亮；在连接B和D之间时，小灯泡会亮，而且亮度不变。
实验分析：通过实验现象“更暗一些”可以知道 A和B、A和D之间连接了一个小灯泡，而B和D之间小灯泡亮度不变，说明A和B之间连接了一个小灯泡，B和D之间连接了一根导线；A和C、B和C、C和D之间小灯泡都是不亮的，所以A和C、B和C、C和D之间是断开的。
实验结论：通过实验现象可以得出这样的结论，A和B之间连接了一个小灯泡，B和D之间连接了一根导线，剩下的地方都是断开的。
3.画出电暗箱里的电路图，并解释出现这几种检测结果的原因。
解释原因：小灯泡亮，说明电路是通的，触点间有电路元件；小灯泡不亮，说明电路是断的，触点间可能什么也没有，也可能有一个断开或损坏的电路元件；小灯泡更亮，说明触点间可能串联进了一节电池；小灯泡更暗，说明触点间可能串联进了一个小灯泡；小灯泡亮度基本没有变化，说明很可能只是一段导线，或是并联进了电池或小灯泡。
设计意图：
利用所给的电路元件设计制作一个简单的电路暗箱，并利用表格工具有序进行检测，便于学生掌握解电路暗箱的具体方法；学生自己设计暗箱并检测，这既是一个科学探究活动，也是一个工程实践活动，形成了一个小的STEM项目。
活动手册
课堂总结
本课我们通过能够自主制作电路检测器，并能根据之前的实验现象判断出暗箱里的电路连接情况。在进行暗箱检测时，要根据自己的假设为暗箱的检测安排好检测顺序，使需要检测的部分不遗漏。意识到合理安排它们的重要性，形成缜密的逻辑思维。
板书设计
小灯泡的变化
接点
A-B
B-A
A-C
C-A
A-D
D-A
B-C
C-B
B-D
D-B
V-D
D-C
亮
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不亮
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更亮
更暗
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