【教材简析】
通过前几节课的学习，学生已经知道简单电路的工作原理和导体与绝缘体的作用。本节课学生将着重对小开关的结构与设计制作开展探究活动。
第一部分：观察手电筒。首先观察手电筒各部分使用的材料和结构，分析哪些是导体、哪些是绝缘体，指出电流的路径，再重点对手电筒的开关进行探究，理解其对电路通断的作用。
第二部分：做个小开关。理解了手电筒的开关原理后，自主设计并制作一个小开关，并尝试设计制作一个能交叉控制红绿灯的电路。
第三部分：各种各样的开关。介绍几种不同开关，利用课后时间对家用开关进行进一步调查，了解它们的结构与工作原理。
【学情分析】
开关对四年级的学生而言并不陌生，他们每天都在使用各种各样的开关控制着电路。在前面几课的学习中，学生一直采用断开连接或取下电池盒中电池的方法来断开电路，操作很麻烦。本课中，学生将通过观察手电筒的结构来理解开关的工作原理，再利用身边的材料设计并制作一个开关，然后用它来控制电路。从本课内容的特点出发，我们可以在设计教学时适当渗透STEM教育理念，以一个小项目的形式展开，从而培养学生的工程设计思维与动手实践能力。
【教学目标】 科学概念目标
1.开关可以用来连接或断开电路，控制电路中电器元件的工作状态。 2.开关有的地方需要用导体来做，而有的地方必须用绝缘体来做。 科学探究目标
1.利用身边的材料设计并制作一个简单的开关，并由它来控制电路。 科学态度目标
1.培养学生综合运用知识解决实际问题能力和乐于探究与合作精神。
科学、技术、社会与环境目标
1.了解开关相关工作原理以及在日常生活中的应用。 2.经历工程设计过程，并对自制小开关进行测试与改进。
【教学重难点】
重点：明白开关的工作原理。
难点：按照设计图制作小开关，并测试改进。
【教学准备】
教师：多媒体课件，自制红绿灯装置。
小组：手电筒1只，小灯泡1个，导线若干根，回形针1个、图钉2个，纸板1张、泡沫板1张、木板1个、金属板1块、小灯座1个、电池1个，电池盒1个、实验记录单一张。
【教学过程】
一、聚焦：激趣导入，揭示课题（预设3分钟） [材料准备：手电筒]
1.提问：生活中我们会用到很多电器。比如老师手中的手电筒，你知道它是如何控制灯泡亮灭的？
2.提问：几乎每一种用电器都有开关，开关是用电器中的重要元件，如果这些电器没有开关会怎么样？
3.揭题：有了开关，我们就可以随时控制用电器的工作与否，可见开关的作用非常大。这节课我们就一起来《做一个小开关》。（板书课题）
二、探索1：观察手电筒，了解开关的工作原理（预设12分钟） [材料准备：每组1个手电筒]
1.课件出示活动要求，按要求进行手电筒的观察活动。
（1）先观察手电筒使用的材料，有哪些是导体，哪些是绝缘体。 （2）观察手电筒的构造，尝试指出电流的路径。
（3）观察手电筒的开关，思考手电筒的开关是怎样控制电流的接通和断开的。
2.四人一小组，按要求开展手电筒的观察活动。 3.学生对观察结果进行交流汇报。
（1）提问：观察手电筒使用的材料，哪些是导体，哪些是绝缘体？（预设：绝缘体——外壳、灯罩，导体——灯座螺纹、侧边金属片。）
（2）提问：手电筒的电流路径是怎样的呢？（预设：电流从电池正极——小灯泡底部连接点——小灯泡侧边连接点——侧面上端金属片——侧面下端的金属片——电池负极。）
（3）提问：手电筒的开关是怎样控制电流的接通和断开的。（预设：开关打开，侧面两片金属片合上，电流接通，开关关闭，侧面两片金属片断开，电流断开。）
三、探索2：设计并制作小开关（15分钟）
[材料准备：每组小灯泡1个，导线若干根，回形针1个、图钉2个，纸板1张、泡沫板1张、木板1张、金属板一块、小灯座1个、电池1个，电池盒1个、实验记录单一张]（重点说明：本组材料是基于STEM理念而设计的，老师们也可以按照原教材设计去掉纸板、金属板等干扰材料。）
1.明确任务：选用合适的材料设计并制作一个小开关，它能控制简单电路中灯泡的亮灭。（课件出示材料照片：回形针1个、图钉2个，纸板1张、泡沫板1张、木板1张、金属板1块、导线两根。）
2.小组合作完成开关的设计方案（建议学生以图文结合形式进行设计图的绘制）。
3.根据设计图，挑选相应材料进行制作（选材种类和数量应严格按照设计方案进行）。
4.测试并改进小开关。引导学生当发现问题需要改进时，应先对设计图进行修改，再去制作测试。
5.每组展示并介绍本组的小开关，其他同学进行评价并给出建议。（教师可引导学生从功能、美观、材料等多角度评价。）
四、研讨：开关制作的奥秘（预设5分钟） [材料准备：自制红绿灯装置]
1.提问：通过刚才小开关的制作活动，你能说说成功制作小开关的诀窍吗？
2.小结：制作开关有的部位需要用导体来做，有的部位（底座）必须用绝缘体来做。（板书：导体、绝缘体）
3.生活中的红绿灯，红灯亮绿灯就灭，绿灯亮红灯就灭，思考：它的开关会是如何设计的呢？
4.出示模型图，小组讨论：说说它的工作原理。
5.追问：如果再增加一个黄灯，开关可以怎么设计？（如果有条件的话，此处也可以出示教师事先制作完成的红绿黄灯模型。）
6.小结：红绿灯装置是用一个开关交叉控制了两个灯，如果加入黄灯，我们可以在一个开关控制两个电路的基础上再加一个电路，用一个开关控制三个电路。感兴趣的同学可以利用课后时间尝试制作。
五、拓展：课后调查，引向生活（预设2分钟）
1.课件出示生活中常见的开关类型（遥控开关、闸式开关、声光控开关、旋钮式开关、按压开关、拉线开关等）。
2.布置学生课后调查家中各式开关的样式和工作原理。
【板书设计】
改进 任务→ 设计→ 制作→ 测试→ 展示评价
做个 导体 功能 小开关 绝缘体 美观
【活动手册使用说明】
四下年级还没有配套的活动手册，这里附上自己设计的活动记录单一份。
《做个小开关》活动记录单
活动任务：选用合适的材料设计并制作一个小开关，能控制简单电路中灯泡的亮灭。 活动材料：每组小灯泡1个，导线若干根，回形针1个、图钉2个，纸板1张、泡沫板1张、木板1张、金属板一块、小灯座1个、电池1个，电池盒1个 我们选择的材料： 我们的设计图：
家用电器的开关调查表
序号 1 2 3 4 5 6 7 电器名称 开关的模样 控制电流通断的方法 【作业设计】
1.下面哪两种材料组合能用来制作开关（ ）？
A．铜片与铝片 B．竹片与木片 C．铜片与塑料片
2.下面是装有两节干电池的结构示意图，要使其正常工作，两节电池放置正确的是（ ）。
A ． B． C
3.手电筒塑料外壳的主要作用（ ）。
A.美观 B.绝缘 C.． 导电
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