《電動機和現代工業》課堂實錄與反思

從學習內容來看，《電動機和現代工業》是六年級“科技改變生活”單元的第四課。本課以現代工業的“心臟”——電動機為研究對象，先引領學生認識電動機的結構，并制作電動機模型，初步了解電動機的工作原理，再從科學技術發展史的角度，讓他們認識電動機在現代工業中的重要地位。本學習內容一方面帶有科學探究的重要特征，另一方面又指向了一件產品的技術與工程實踐。

從科學思維的角度看，電動機的學習探究過程包含了學生建構模型和推理論證的過程。學生對電動機既熟悉又陌生，雖然電動機在生活中被廣泛應用，但他們對其結構和原理并不了解。所以，學生需要通過建構模型來認識電動機的基本結構與功能。建構模型的過程需要學生進行推理論證，即先通過拆解電動機，猜測其基本原理；制作電動機模型后，再通過對比分析，推理論證出電動機結構與功能的關系，也就是電動機的工作原理。

從探究實踐的角度看，電動機是現實生產生活中經過科學技術加工形成的一件具體的產品。該學習內容建立在學生對磁鐵性質、簡單電路、電磁鐵的認知基礎上，它集合了多個科學概念。因此，教師可以將科學與工程實踐的完整過程貫穿起來，在學生建構科學概念的同時，培養他們的科學探究能力、技術與工程實踐能力以及自主學習能力。

從跨學科概念的角度看，本學習內容包含了3個跨學科概念，分別是物質與能量，即電動機的原理本質上是電能轉化為動能；結構與功能，即電動機的內部結構實現了轉子的轉動；系統與模型，即電動機模型的內部構造與外部作用的關系。

片段一：引入電動機，聚焦研究對象

師：（出示模型小車）這個你們認識嗎？

生：這是模型小車。

師：沒錯。現在，請一位同學上來玩一玩。

（學生踴躍嘗試。）

師：這個模型小車是怎樣運動的？它是靠什么運動起來的？

生：靠車輪。

生：靠電池。

生：是靠上面的小馬達帶動的。

師：你們覺得最主要是靠什么？

生：小馬達。

師：沒錯，這就是小馬達。（從玩具上拆解下小馬達）我們又叫它電動機。它是怎樣驅動小車運動的呢？今天我們一起來研究。

設計意圖：教師由學生生活中常見的、感興趣的事物——模型小車引入，能夠更好地將他們帶入課堂學習狀態。從模型小車到電動機的引入，實質上是讓學生從熟悉到陌生、由大到小的聚焦過程。

片段二：拆解電動機，形成初步推斷

師：對于這個電動機，我們可以研究什么？怎樣研究？

生：我想知道它是怎樣工作的？

生：我覺得我們可以把它打開，看看里面的構造。

師：好主意！今天我們就打開它，了解一下它的內部構造。在拆解之前，我們先來看一看拆解電動機的要求。（出示具體要求）你們覺得拆解電動機時需要注意什么？

生：要記錄自己的發現，并思考電動機是怎樣轉動起來的。

（兩人一組拆解電動機，并記錄發現和想法。）

師：現在請大家來說一說，你在拆解電動機后的發現和想法。

生：我發現電動機里面有磁鐵，還有金屬線圈。

生：金屬線圈是繞在一個可以轉動的軸上的。

生：我覺得，通電后的軸之所以可以轉動，和金屬線圈有關系，可能也和磁鐵有關。

生：對！我們以前學過，磁鐵有同極相斥、異極相吸的性質。

師：大家說得都很有道理。

設計意圖：要想了解電動機的工作原理，首先，學生在教師的引導下科學地拆解電動機，發現其內部構造的關鍵部件——金屬線圈和磁鐵。然后，學生要將自己已有的關于磁鐵性質的知識與電動機的重點部件關聯起來，并做出符合邏輯的推斷——電動機的轉動功能與內部結構有關系。最后，學生要意識到，金屬線圈通電后能夠轉動，可能與磁鐵同極相斥、異極相吸的性質有關。

片段三：制作電動機，推理論證原理

師：為了驗證大家的想法，我們不妨先親手制作一個電動機模型。請每個小組閱讀說明書，想一想，需要注意哪些方面，一會兒我們來交流。

（學生閱讀說明書。）

師：誰來說一說自己閱讀說明書后的收獲。

生：金屬線一頭要半刮，另一頭要全刮。

生：導線一定要連接好，不能造成斷路。

師：同學們提到的注意事項都很重要。現在，請大家開始制作電動機模型。制作成功后，將其與我們剛剛拆解的電動機對比，看它們有哪些相同之處，對你們有什么啟發。

（學生4人一組制作電動機模型。）

師：通過對比，你們認為電動機是怎樣轉動起來的呢？

生：我發現不管是我們拆解的電動機，還是親手制作的電動機模型，都有磁鐵和線圈。

生：我覺得，線圈是被一種力量推動才轉動起來的。

生：是的，我想到了磁鐵同極相斥的特性。

生：我猜想，線圈通電后可能產生了磁力。

師：同學們都很愛思考，我們一起來看看，電動機發明者法拉第發明的電動機原型。（播放視頻）說一說這段視頻對你的啟發。

生：和我猜想的一樣，線圈通電后產生了磁力，有了同極相斥的特性，線圈才會被推動轉起來。

師：通過對比分析，我們發現了電動機的工作原理，即用電產生磁，利用磁的相互作用轉動。電動機就是將電能轉化為動能的裝置，你們覺得，它還可以發揮什么作用？

（學生交流，略。）

設計意圖：教師讓學生制作電動機模型的主要用意是，讓他們通過親身實踐，充分了解電動機模型的結構，并與前面電動機實物的結構形成對比，從而找出共同點，以驗證前面對電動機工作原理的初步推斷。因為電磁鐵的內容被安排在了六年級下學期，導致學生已有的知識經驗有限，所以本課輔以介紹法拉第的電動機原型，幫助學生突破電生磁的認知難點，讓他們以推理論證的方式初步了解電動機的工作原理。

片段四：尋找電動機，聯系生活應用

師：除了玩具里有電動機，在你們家里哪里還有電動機呢？

生：我爸的剃須刀里應該有電動機。

生：我媽媽的除衣服毛球的去毛器里有電動機。

師：請大家看這幅圖。這是一位同學的家，將你認為含有電動機的家用電器找出來，再和同桌說一說你的理由。

（同桌之間討論，略。）

師：電動機在我們的生活中無處不在，大到空調、冰箱，小到電腦、剃須刀。電動機的大小、形狀、種類各不相同，應用非常廣泛。經過剛才的討論，你們覺得電動機對我們的生活重要嗎？

生：我覺得很重要，因為在我們的生活中，很多地方都需要電動機。

師：那對于人類整個生產發展的歷史進程呢？請大家看這幅圖。這是從古至今，人類生產過程中幾個常見的驅動方式——人力、畜力、蒸汽機、電動機。請同學們比較一下，這幾種驅動方式的特點。

生：在古代，最常見的是人力和畜力，但這兩種方式力量比較小，很不經濟，人和動物還會疲勞，要不斷休息。

生：蒸汽機可以自動運行，效率比較高。

生：我發現蒸汽機需要用鍋爐燒水，很麻煩，不如電動機直接用電方便。

生：這樣一對比，我發現電動機更加經濟、方便。

師：同學們講得都非常有道理。蒸汽機的出現可以說是一次偉大飛躍，標志著人類進入了第一次工業革命。從蒸汽機到電動機的蛻變更加了不起，有了電動機這項偉大發明，人類的工業生產更進一步。

設計意圖：本課始終緊貼學生生活與知識經驗，所以在學生初步了解電動機的工作原理后，依然回到了他們熟悉的生活場景展開交流，讓他們認識到電動機在生活中的廣泛應用。學生只有對科技發展史有一定的認知，才能真正認識到電動機在現代工業中的重要地位。本環節中，教師總結了人類歷史中比較典型的幾種驅動方式供學生對比交流，讓他們發現各自的特點，認識到驅動方式更迭的必然性和重大意義，體會到人類科技發展史中第一次工業革命的偉大，了解到從蒸汽機到電動機的蛻變過程，進而領悟電動機的重要地位。

教學反思

本課引領學生開展對電動機的探究實踐，實質上就是將學生的思維與實踐有效結合，即思行合一，讓他們在手腦并用的過程中，基于思維發展進行模型建構和推理論證，從而提升探究實踐能力。

1.立足學生經驗

學生的知識經驗是科學學習的重要基礎，他們往往基于前概念建構科學概念。教師在引導學生將科學思維與探究實踐相互融合時，要立足于他們的經驗。在本課的教學過程中，教師以學生熟悉的、具體的事物——模型小車來聚焦研究對象，展開對電動機的研究。學生經過一系列探究實踐后，初步了解了電動機的工作原理，教師又引導他們回歸到生活中。簡言之，從學生的生活中來，還要回到學生的生活中去。這樣的設計體現了對學生經驗的關注，可以更加有效地幫助他們運用科學思維進行探究實踐，從而建構科學概念。

2.重視模型建構

探究實踐中的科學思維包含了模型建構、推理論證、創新思維等。在本課學習中，教師安排了拆解電動機、制作電動機模型的實踐活動，這需要學生拆解電動機，分析電動機的內部構造，找到關鍵部件，實質上是運用科學思維在腦中建構電動機模型的過程。之后，教師讓學生親手制作電動機模型。經過對比分析，學生將電動機的主要部件和次要部件進行分類，提取出電動機結構中的關鍵部件——磁鐵和金屬線圈，并明白了電動機能轉動起來的原因。

3.著力推理論證

如果學生只是簡單地拆解電動機和制作電動機模型，那么課堂就只停留在了動手制作的層面，缺少了思維的發展，這樣難以達成讓學生了解電動機工作原理的學習目標。因此，本課例將重點落在了學生的推理論證上。拆解電動機不僅僅是讓學生明白電動機的內部構造，更重要的是引導他們利用已有的知識經驗，分析判斷電動機的關鍵部件，并對電動機的工作原理做初步推斷。制作電動機模型則讓學生親身經歷制作模型的過程，體會如何在簡化原型的基礎上突出關鍵部件，并與實際電動機進行對比，分析并探尋可以證明前面做出推斷的必要證據。只有經歷了這樣的推理論證過程，學生才能了解電動機的工作原理。

4.滲透科學史觀

本課的學習內容包含了電動機在現代工業生產的重要作用，涉及人類科學技術發展史的內容。如果僅通過閱讀相關資料或觀看相關視頻了解這部分內容，學生并不能很好地理解人類工業革命以及從蒸汽時代到電氣時代的進步，也很難理解電動機出現的重大意義。因此，本案例從科學思維的角度出發，呈現了人類生產發展歷史進程中具有代表性的驅動方式，即人力、畜力、蒸汽機、電動機，讓學生自主討論，對比各種方式的優缺點，在充分交流的基礎上有層次地感知。第一層次是從人力、畜力驅動生產到蒸汽機驅動生產，這是一次重大飛躍，讓學生真正體會到工業革命的歷史意義。第二層次是從蒸汽機驅動到電動機驅動并產生對比，讓學生體會到電動機對現代工業生產的重要作用與人類科技的不斷進步，進一步展望科學技術的未來。

（作者單位：南京曉莊學院第一實驗小學）