您现在的位置: 湖南省沅陵县鹤鸣山小学 >> 文章中心 >> 科技教育 >> 正文 今天是:
能量转化实验及演示装置
能量转化实验及演示装置
作者:张春晓    文章来源:本站原创    点击数:    更新时间:2012/11/14    
        ★★★ 【字体:

    沅陵县鹤鸣山小学  张春晓
一、教材内容
    本实验内容选自义务教育课程标准实验教科书教科版六年级《科学》上册第三单元第六、七课内容。
二、实验在教材中所处的地位与作用
    小学科学是以培养小学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程,它积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动,培养他们的好奇心和探究欲,发展他们对科学本质的理解。在本单元教学活动中,新的科学课程标准要求:“小学生通过科学课的学习,知道任何物体工作的时候都需要能量;电、光、热、声、磁等都是能量的不同表现形式”,学生通过实验,认识不同形式的能量是可以相互转化的。在这些理念的指导要求下,我设计了这一实验和实验演示装置。本实验内容是继前面认识电流能产生磁性、制作电磁铁、研究电磁铁的磁极和磁力大小、研究玩具小电动机是怎样转动起来的知识,感受电能转化成机械能的基础上而设计的。通过本实验内容的教学对前面所学内容是一个升华,也是对整个小学阶段能量的表现形式内容学习的总结,起到了很好的辅助教学作用,提高了教学效率,并为学生提供鲜明、准确、生动的感性材料,培养他们的观察能力、分析能力和推理能力。该实验揭示了能量与我们的生活密切相关,让学生充分感知生活中的每一件事都和能量的存在或转化有关,从具体到抽象,从个别到一般逐步上升发展的结构,在大量的具体的现象基础上逐步形成比较抽象的能量概念,使学生知道珍惜能源,节约能源的基本道理,所以本课实验对学生的终身发展有着极其重要的意义。
二、实验原型及不足
    (一)关于能量的转化,教科书中设计了两个小实验:一是通过两手互相摩擦产生热能来感知能量的转化;二是反复弯折一段铁丝,再通过触摸铁丝发热来感知能量的转化;三是通过卡通图片的方式展现人们在生活中取暖、放爆竹、自行车发电来说明能量的转化。我认为教科书上两个小实验和图片还不能够全面地让学生感知能量的转化,因为在此之前,学生很少有什么是能量转化的感性知识。所以上课时,我先让学生做搓手发热的游戏,再让学生反复弯折铁丝,触摸铁丝是否发热,亲历能量转化的实验,最后教师出示能量转化演示装置并进行演示实验,让能量转化直观、形象地呈现在学生面前。通过学生的手来展示,通过学生的嘴来说出什么是能量的转化,效果就大不一样了。
(二)关于“我们来发电”,教科书上设计了一个教师演示手摇发电机发电的实验,学生转动小电动机来发电,其目的是使学生认识到当电动机被用来发电时,就应该叫它发电机了。这两个实验的不足之处在于未能更好地将其它不同形式的能量转化为电能表现出来。学生在转动发电机发电时,一是由于转速欠均匀,导致实验现象效果不佳;二是磁针和小电机之间由于磁场的作用很容易相互干扰致使实验容易失败。我设计的教具,在此基础上能帮助学生直观地感受到将不同形式的能量大规模地转化成电能,同时也认识到风力、太阳能等是一个十分巨大的能源宝库,为下一节课认识能量与太阳的关系做一个铺垫。
三、实验创新与改进之处
1、该实验利用学生常用的玩具材料,构建了一个可视性强,显像效果好且实用的多种能量转化的教学模型,经查新,目前这种集光能、机械能等多种能量转化融为一体的装置尚无同类研究报道。
2、运用能量转化的科学原理设计了目前小学科学课教学活动中关于能量的转化和“我们来发电”的实验及演示装置,填补了小学科学课能量单元实验教学的空白。
3、该实验装置设计采用可拆卸的方式,根据实验的需要进行组装,而且方便收藏,并把发电机模型由封闭式设计为敞开式,使学生能看清楚内部结构和各种部件。
4、本实验仪器简单易制,装配容易,操作方便,明显迅速,可用于观察能量转化,明白电从哪里来,在我校课堂教学中取得了良好的教学效果。
四、实验器材
自制教具,能量转化演示装置。
材料:发光二极管8个、小电动机3个、摇把1个、大小齿轮2个、小风扇2个、硅光电池一块、射灯1个、导线若干、电吹风1个。
五、实验原理及装置说明
1、手摇发电机:
    手摇发电机通过齿轮转动使发电机高速转动,产生电流,并输送到发光二极管,点亮发光二极管。
2、光能发电:
    利用射灯模拟太阳能将光投射到硅光电池板,硅光电池板受到光照即产生电流,输入至小电机高速转动(该实验也可在阳光下进行实验)。如下图

3、风力发电:
    当风力发电机上的叶片受到风力后高速转动,带动发电机高速运转,产生电流,通过电线输至发光二极管。
六、实验过程
(一)能量转化演示实验
1、利用手摇发电机演示能量转化。摇动发电机摇柄,再指导学生观察摇动手柄,通过人的力量摇动摇柄、转动齿轮,传递到发电机高速运转产生电流,学生可直观感受机械能—→电能—→光能的转化过程。
2、太阳能发电站演示能量转化。首先打开射灯开关,模拟太阳能,使射灯灯光直接照射到硅光电池,硅光电池接受光照后可观察到风扇快速旋转,可直观地感受到电能转化成光能,再转化成电能,之后转化为机械能。该实验中,可通过纸片阻隔在光和硅光电池之间,让学生观察到电机停止运转,懂得是硅光电池把光能转化成电能再转化为机械能的原理。
3、模拟风力发电。利用电吹风使风力发电机高速运转,产生电流输入至发光二极管,学生可观察到发光二极管产生光亮,从而说明电能转化成风能再转化成机械能、电能、光能。
(二)“我们来发电”实验
    通过该实验和实验装置模拟演示,认识人们把各种不同形式的能量如何转变成电能。实验方法同上。
七、实验效果
    该教具经多次反复演示,实验成功率百分之百,且显像高、操作简便、安全、无污染,学生均可动手操作实验,效果非常好。
八、自我评价
    该实验及实验装置的设计符合科学原理,对改进教学方法和解决教学重难点,激发学生学习兴趣,培养创新精神和实践能力等方面均有显著作用,实验及实验装置的设计有创新,实验内容和实验方法新颖,能突出地、鲜明地显示实验现象,给学生以启发。它取材容易,便于自制推广,结构简单,易于操作,安全可靠,造价低廉,演示实验形象生动,可见度大,有助于学生理解知识和训练技能,对学生终生发展有着极其重要的、深远的意义。

 

文章录入:admin    责任编辑:admin 
  • 上一篇文章:

  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    网友评论:(只显示最新10条。评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)