五年級下冊綜合實踐活動教案-我來做燈泡 全國通用

《我來做燈泡》教學(xué)設(shè)計教材及學(xué)情分析

在教學(xué)本課之前，教師已經(jīng)引導(dǎo)孩子們感受了五彩繽紛的燈光，了解了燈的故事，以及燈的歷史，調(diào)查了現(xiàn)代多種多樣的燈具。學(xué)生們明確了燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。電燈的發(fā)明，又是人類照明告別傳統(tǒng)、走向現(xiàn)代的標(biāo)志和轉(zhuǎn)折點(diǎn)。那么電燈是怎樣亮起來的呢？這是一個學(xué)生很容易提出的問題，同時也是一個教師引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣研究問題的契合點(diǎn)。要解決這個問題關(guān)鍵是燈絲，當(dāng)初愛迪生將1600多種耐熱發(fā)光材料逐一實驗，終于發(fā)現(xiàn)了合適的燈絲材料，這才有了電燈。讓我們像愛迪生一樣，開展一次“怎樣讓電燈亮起來”的實驗活動吧。實驗順理成章的開始。實驗之后教材還設(shè)計了設(shè)計新燈具版塊，帶領(lǐng)孩子體驗從發(fā)明燈絲到設(shè)計燈具的整個過程，使孩子們的探究能力、創(chuàng)新能力得到發(fā)展。

學(xué)生在三年級的時候通過小學(xué)科學(xué)課程已經(jīng)接觸過電的相關(guān)知識，認(rèn)識電路的基本組件，并能用一些基本組件連接一個簡單電路，能區(qū)分導(dǎo)體和絕緣體。教師需要帶領(lǐng)學(xué)生回顧這些知識，為本實驗打下知識基礎(chǔ)。

教學(xué)改進(jìn)要點(diǎn)

原實驗是探究燈絲的材料、長短、粗細(xì)與燈泡的發(fā)光亮度、持續(xù)發(fā)光時間之間關(guān)系的對比實驗，需要控制變量，所以燈絲取材上要求比較嚴(yán)格，需要各種實驗室專用金屬絲，而這些不是小學(xué)實驗室的常用器材；另外，燈泡的發(fā)光亮度和持續(xù)發(fā)光時間受電壓、電量的影響，如果用實驗室配備的電源，電流比較大，實驗不好控制；如果用干電池做電源，控制干電池電量的多少又成為一個難題?？傊藢嶒瀸τ谛W(xué)五年級的孩子來說難度比較大，就整個教學(xué)內(nèi)容來說價值比較單一。

我結(jié)合綜合實踐與創(chuàng)新活動的學(xué)科特點(diǎn)，在原實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，把它設(shè)計成了一個“做中學(xué)，學(xué)中悟”的STEM課程。以制作燈泡這一工程問題為主軸，融合技術(shù)、數(shù)學(xué)與科學(xué)的相關(guān)知識，帶領(lǐng)學(xué)生由觀察白熾燈和小電珠開始，通過小組合作、自主探究，不但完成了原實驗的教學(xué)目標(biāo)，而且降低了實驗難度，學(xué)生整合知識的能力得到了培養(yǎng)。

另外我選用了兩端帶夾子的導(dǎo)線，降低了學(xué)生操作過程中難度；

教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

了解白熾燈的工作原理；能選擇合適的材料做出自己滿意的燈泡，明白白熾燈用鎢絲做燈絲的緣由，以及不同瓦數(shù)的白熾燈燈絲的長度和粗細(xì)不相同。

（二）過程與方法

能夠設(shè)計制作小燈泡的方案，動手制作燈泡并進(jìn)行檢驗、調(diào)試；能夠根據(jù)實驗結(jié)果，猜測、查證得出白熾燈用鎢絲做燈絲的原因。

（三）情感態(tài)度與價值觀

體驗科學(xué)探究的樂趣，能在活動中克服困難，完成預(yù)定的任務(wù)；能從不同的角度思考問題，追求創(chuàng)新。愿意與他人合作，積極參與交流和討論。

重點(diǎn)難點(diǎn)

帶領(lǐng)學(xué)生探究白熾燈的工作原理，從而體驗科學(xué)探究的樂趣，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力、創(chuàng)新精神，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

教學(xué)準(zhǔn)備

觀察用材：白熾燈泡、小電珠

制作用材：錐形瓶、平底燒瓶、試管、粗銅絲、粗鐵絲、各種型號的膠塞、鋼絲球、易拉罐、細(xì)銅絲、錫紙、剪刀、尖嘴鉗、錐子、直尺；

檢驗用材：開關(guān)、干電池、電池盒、帶夾子的導(dǎo)線、護(hù)目鏡；

測量用材：剪刀、尖嘴鉗、直尺、黃色卡紙、鉛筆、圓珠筆、放大鏡

教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，確定任務(wù)

通過講述愛迪生發(fā)明燈泡的故事，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，提出像愛迪生一樣制作一個能發(fā)光的電燈泡的任務(wù)。

（二）查閱資料，整理問題

學(xué)生通過觀察白熾燈和小電珠實物、到圖書館查閱資料、上網(wǎng)搜集資料等多種途徑，了解關(guān)于白熾燈結(jié)構(gòu)及相關(guān)的知識，整理出以下要解決的問題：

1.

燈絲接通電源之后能夠發(fā)光，可以選擇哪些材料？

2.

玻璃泡需要是透明的，并且因為燈絲發(fā)光的同時也發(fā)熱，可以選擇哪些器材充當(dāng)？

3.

金屬架既要導(dǎo)電，又要起到固定燈絲和連接導(dǎo)線的作用，選擇什么材料，怎么安裝？

4.

燈泡里面的空間是密閉的，怎樣達(dá)到這種效果？

（三）小組交流，設(shè)計方案

（四）選取材料，動手制作

學(xué)生根據(jù)本組設(shè)計的方案選取合適的材料，開始制作自己設(shè)計的作品。

預(yù)設(shè)第1小組學(xué)生的制作過程：

1.

清點(diǎn)制作燈泡所需要的器材；

2.

先用錐子在膠塞靠近邊緣的位置扎一個孔，然后用尺子量出1厘米的距離再扎一個孔；

3.

把兩根長度都是6cm、直徑1.5mm的銅絲分別穿進(jìn)兩個孔內(nèi)，留出1cm的距離；

4.

從鋼絲纖維上剪下稍長的一段，先把一端固定在支架的一端，用尖嘴鉗夾死，然后用直尺量出1cm的長度記好標(biāo)記，從記標(biāo)記的位置把鋼絲纖維固定在支架的另一端；

5.

小心地把帶鋼絲纖維的支架放入錐形瓶中，蓋好膠塞，一個燈泡就做好了。

其他小組與第一組的制作過程雷同，都根據(jù)自己設(shè)計的方案，制作出自己滿意的作品。

（五）檢驗并調(diào)試作品

學(xué)生將自己制作的燈泡接通電源，檢驗燈泡是否能發(fā)亮，如果能發(fā)亮，則進(jìn)一步關(guān)注持續(xù)發(fā)光時間；如果不能發(fā)亮則進(jìn)行討論改進(jìn)。

預(yù)設(shè)用鋼絲纖維做燈絲的小組檢驗過程：

（1）把電池盒連接好，順次放好電池；

（2）把電池的正極與燈泡正極的連接點(diǎn)連接，電池的負(fù)極與燈泡負(fù)極的連接點(diǎn)連接；

（3）發(fā)現(xiàn)燈泡真的亮了，但是只能看到一條發(fā)紅的線，亮度不夠明顯。

（4）小組討論解決辦法。

（5）用黑色卡紙粘成了一個“黑屋子”，把燈泡放到“黑屋子”里面，燈泡的發(fā)光效果明顯起來。

2.預(yù)設(shè)用細(xì)銅絲和錫紙作為燈絲的小組，經(jīng)過多次的調(diào)試，指導(dǎo)他們把把調(diào)試結(jié)果列成了表格。

（六）集體交流，深入思考

全班交流發(fā)現(xiàn)的實驗現(xiàn)象，得出一致意見：燈泡的發(fā)光亮度和持續(xù)發(fā)光時間與電壓、電量和燈絲的材料有關(guān)；當(dāng)前者都相同時，發(fā)光亮度又與燈絲的長度和橫截面積有關(guān)。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出用鋼絲纖維做燈絲，發(fā)光亮度比較高，持續(xù)發(fā)光時間比較長；用錫紙做燈絲，發(fā)光亮度極高，但持續(xù)發(fā)光時間短；用細(xì)銅絲做燈絲，受電壓、電量影響太大，燈絲容易斷開；

進(jìn)一步引導(dǎo)孩子提出，檢驗過程中使用的電源一般是4節(jié)干電池，才1.5×4=6v的電壓，而生活照明用電一般是220v的電壓，選用這些材料肯定不合適，那么生活中白熾燈泡都是用什么做燈絲的呢？（鎢絲）鎢絲有哪些性質(zhì)適合做燈絲呢？不同瓦數(shù)的白熾燈燈絲的長度和粗細(xì)相同嗎？

（七）回歸現(xiàn)實，探尋奧秘

1.

提示學(xué)生借閱人教版九年級物理課本，開始從課本中查閱有關(guān)電的知識，從而得到明白，材料不同，電阻的大小不同，做燈絲的材料需要的電阻比較大；而且電流通過燈絲時產(chǎn)生熱量，溫度達(dá)2000攝氏度以上，所以作為燈絲的材料熔點(diǎn)必須高，才不會在通電時快速融化。而鎢絲正好具備這樣的性質(zhì)。

還可以引導(dǎo)學(xué)生通過百度百科搜索“鎢絲”，查出了鎢絲的化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、高溫下機(jī)械強(qiáng)度高、蒸發(fā)率低，如果給燈泡里充上微量氮?dú)?，還能阻止鎢在高溫下的蒸發(fā)。這些都有利于用做燈絲。

2.

為了研究不同瓦數(shù)的白熾燈燈絲的長度和粗細(xì)是否相同，孩子們找來小電珠以及同一廠家、同一批號的不同瓦數(shù)的白熾燈泡。首先進(jìn)行了對比觀察，發(fā)現(xiàn)小電珠的燈絲比以上幾種瓦數(shù)的白熾燈泡的燈絲都明顯的短且細(xì)。但幾種不同瓦數(shù)的白熾燈泡對比不夠明顯。怎么辦呢？

教師指導(dǎo)孩子們用剪刀把白熾燈泡從螺口處輕輕的翹起，用尖嘴鉗小心地把金屬螺紋剝開、去掉，露出玻璃罩的封口。接著小心地把玻璃罩封口處捅破、敲碎，取出燈絲。親眼看看鎢絲。他們會發(fā)現(xiàn)燈絲呈鋼灰色，有彈性。

怎樣準(zhǔn)確的測量燈絲的長度呢？

找來一張黃色的卡紙，先在卡紙上畫好標(biāo)記起點(diǎn)的兩條線；

然后把40W的燈絲小心地沿著線捋直，標(biāo)記好終點(diǎn)的位置；

用圓珠筆把表示燈絲長度的線段畫好，并用直尺測量出線段的長度；

（4）用同樣方法，測量出90W燈絲的長度；

（5）通過比較發(fā)現(xiàn)：90W的白熾燈燈絲比40W的白熾燈燈絲長；

把兩種燈絲放在一起用500倍的放大鏡觀察它們的粗細(xì)，90W的白熾燈燈絲比40W的白熾燈燈絲粗。

最后得出結(jié)論：不同瓦數(shù)的白熾燈燈絲的長度和粗細(xì)不同，瓦數(shù)大的燈絲比瓦數(shù)小的燈絲長且粗。

（八）提出新問題

師：關(guān)于燈你還有哪些想探究的問題？

生：我發(fā)現(xiàn)為了節(jié)能、環(huán)保，白熾燈泡正逐步退出歷史舞臺，被節(jié)能燈、led燈取代，那么他們的工作原理又是怎樣的呢？將來還會有什么更節(jié)能、環(huán)保的電燈問世？

引發(fā)了孩子的思考，本活動在問題中結(jié)束。

教學(xué)反思

為了很好的掌握、調(diào)整學(xué)生的情況，教師設(shè)計了學(xué)生綜合實踐活動評價表，針對