巧辟蹊徑，破解能量轉換難題

孫宏

摘要能量轉換內容在課程標準中有非常特殊的地位。能量轉換是物質世界非常普遍的一種現象，是研究物質科學必不可少的重要內容，由于能量轉換涉及面太廣，且小學生深入開展相關的實驗探究比較困難，能量轉換也成為一個教學難題。為了解決這樣的問題，筆者另辟蹊徑，把調查活動改成游戲，提高學習趣味性以及學生的參與程度，取得較好的教學效果。

關鍵詞 能量轉換 物質科學 教學實踐

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.027

Find a Way to Solve the Problem of Energy Conversion

SUN Hong

（Guangdong Xiehe Primary School， Guangzhou， Guangdong 510010）

Abstract： The content of energy conversion has a very special position in the curriculum standard. Energy conversion is a very common phenomenon in the material world and an essential part of the study of material science. Because energy conversion involves too many areas and it is difficult for primary school students to car？ ry out relevant experimental exploration， energy conversion has also become a teaching problem. In order to solve this problem， the author finds another way to change the investigation activities into games， improve the in？ terest of learning and the degree of students’ participation， and achieve better teaching results.

Keywords： energy conversion； material science； teaching practice

能量轉換內容在課程標準中有非常特殊的地位，科學知識總目標第一條對能量轉換有明確的表述：了解物質的基本性質和基本運動形式，認識物體的運動、力的作用、能量的不同形式及其相互轉換。課程內容也有一條關于能量轉換的完整條目，即“6.6.2一種表現形式的能量可以轉換為另一種表現形式”，由此可見，能量轉換的概念在小學科學中具有非常重要的地位。

能量轉換內容教學的主要問題

從教學實踐看，能量轉換這一內容的地位并不是重要而是特殊，主要原因有以下幾條。

首先，在教材中關于能量轉換的內容是很少的。有的教材有關能量轉換的內容僅在六年級上冊有半課，而同樣層次“物體的運動”“力的作用”等概念，教材往往用一個甚至多個單元來呈現。

其次，教材中關于能量轉換的學習活動常以調查為主，簡單的小實驗為輔，很少有深入探究的實驗活動。這一點應該與課程標準的要求有一定的關系。課程標準中關于能量轉換的學習內容要求為“調查和說明生活中哪些器材、設備或現象中存在動能（機械能）、聲能、光能、熱能、電能、磁能及其之間的轉換”，活動建議中也是用“了解”這個行為動詞描述學生對能量轉換概念應該掌握的程度。

最后，在教學中很多教師也會弱化處理能量轉換的相關活動，以討論用電器之間的能量轉換為主要活動內容，而不會開展調查活動。其實，這里即便要求學生按教材內容去調查，也僅僅局限于對家用電器的調查，且調查的內容非常淺顯。例如：讓學生填表列出電可以通過什么電器完成哪些工作，從中分析得出電能可以轉化成其他哪些形式的能量。但這樣的分析只能得出電能轉化成其他能量形式的例子。至于其他能量之間的互相轉化，教師一般也是用“看圖寫話”的形式介紹。因此，學生經歷能量轉換的學習常是一種蜻蜓點水似的過程，學習的例子基本上都是兩種能量形式之間的轉化。為了幫助學生了解生活中存在的多種能量連續轉化的過程，有的教材用卡通畫呈現能量連續變化的過程，如“陽光照射植物，人吃果實同時踏動發電機發電，讓電熱水器工作”，但是這樣的卡通畫情境與生活實際脫節，不便于學生理解。

在教材簡化處理后，學生對能量轉換的概念掌握情況如何？了解得是否全面呢？在多屆六年級的教學中，筆者通過檢測發現學生對能量轉換的概念掌握是非常薄弱的。特別是涉及他們不熟悉的機械能、化學能、光能等能量形式的轉換上，表現為無法正確解答連線、填空等測試項目。

綜上所述，我們發現雖然能量轉換是物質世界非常普遍的一種現象，是研究物質科學必不可少的重要內容，課程標準在知識總目標中也專門提及，但由于能量轉換涉及面太廣，且小學生深入開展相關的實驗探究也比較困難，課程標準對這一內容要求學生掌握程度并不高，僅僅是“了解”而已。鑒于如此矛盾的體現，筆者認為能量轉換的概念在課程標準及小學科學教學中是一個特殊的存在，同時能量轉換也成為一個教學難題。

能量轉換內容教學的應對策略

那么在能量轉換的教學中，有沒有更加有效的方法可以達成“讓學生了解能量之間的轉換”的目標呢？傳統的教學，使得學生看似在討論、分析各種能量轉換的過程，但由于學習活動形式單調，內容缺乏挑戰性，常常造成學生在學習過程中缺乏深度的思維參與，最終的學習結果也是不牢固的。另一方面，在能量轉換上開展科學實踐活動談何容易？做點亮小燈泡實驗，學生已經學過了；參觀發電廠也只是看看而已，估計多數情況只能看視頻資料；能量轉換涉及的現象很多，不可能一一詳細地研究分析。

筆者曾旁聽過這樣一節課：教師嘗試通過探究實驗來加強學生對能量轉換的認識，主要活動是通過制作蔬果電池、鹽水電池等裝置來分析能量轉換的過程。但遺憾的是，教師自己不懂原電池的化學原理，導致給學生建構了很多錯誤的概念。例如，鹽中的化學能可以轉換成電能、焦炭中的化學能也可以轉換成電能等。其實，就算教師不出錯，要學生通過實驗發現甚至理解電化學反應中的能量轉換的過程是超出他們的能力和水平的。這是由于學生沒有相關的理化知識作鋪墊，不能理解不同形式能量之間轉化的原理。例如，化學能轉化成熱能，是通過化學鍵的重組釋放出能量。小學生在這一課之前，甚至都沒有接觸過化學能這個詞語。因此，課程標準設定了解能量轉換是指了解現象，不是指了解成因。

傳統的教學雖然有一些調查活動，但是不能改變授受式的特點。這樣的教學形式，如果不是以應試為目的，不輔助以大量的強化訓練，這些授受式的知識就像馬路上的落葉，大風一吹就不會有幾片剩下。由此可見，關于能量轉換學習的難點不在于讓學生觀察圖片分析得出能量是如何由哪一種轉化成另外哪一種或幾種，而是讓他們對這樣的活動感興趣，并真正掌握相關的知識。

為了解決這樣的問題，筆者另辟蹊徑，把調查活動改成游戲，提高學習趣味性以及學生的參與程度。游戲是學生喜聞樂見的，其趣味程度與看圖寫話截然不同。傳統的授受式教學中，能夠參與回答問題和動腦筋深入思考的同學是占很少比例的。游戲活動可以真正實現全員參與，怎樣做才能把能量轉換變成一種游戲呢？筆者的做法是制作了一套“能量轉換牌”，每組牌18張16種（如圖）。

每張牌面上有物體名稱、圖示、含有的能量或能完成哪幾種能量之間的轉化。除此之外，還有方塊、紅心、五角星的標志，這幾種不同標志代表了生活中常見的能量轉換過程的不同環節。方塊一般是起始環節，紅心一般是中間環節，五角星一般是最終環節。當然這樣的環節分類不是很嚴謹，只是根據生活中的現象進行粗略的劃分。

“能量轉換牌”玩法很簡單，如果是4位同學玩牌，只需要3組54張，6位同學玩則要4組72張，所以4人實驗小組與6人實驗小組都可以玩。基本玩法和撲克牌中最常見的游戲“爭上游”類似，玩家要想辦法將自己手中的牌盡快全部打出去。小組拿到牌之后也是先洗牌再發牌。游戲規定第一局有方塊且學號最小的同學先出牌，從第二局起則是末位玩家具有優先出牌權；第一個出牌玩家，有方塊必須出方塊。如沒有方塊，才能出其他牌；玩家每次可以出1張、2張、3張等，但出多張牌必須能前后連上；上家出完，下家如果有牌可以接上，則可出牌。總體來說游戲規則并不復雜，只要玩過撲克牌的學生基本上聽一次都能懂。

“能量轉換牌”在教學實踐中效果非常好，學生積極投入游戲當中，排列出能量轉換過程。從牌面上看都是正確的，排列得也比較整齊，能量轉換過程一目了然。學生在玩游戲過程中，當某一位學生出牌時，其他的學生都會仔細地分析他出得對不對。這樣其實是一個非常深入的學習過程，就像組織學生討論時，對其他同學的發言進行分析是一樣的，但不一樣的是游戲中的分析過程，全體同學都是非常愉快專注地參與著。不言而喻，這樣的學習方式肯定是更好的、更有效的。

（本文系廣州市教育規劃課題《基于STEEN教育理念的小學科學教學創新模式的實踐研究》階段性成果，課題批準號：202012531。）