小学科学教科版 (2017)四年级下册7.电路中的开关教案

第7课时　电路中的开关

【教学目标】

1.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。

2.通过实验确切地认识到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。

3.利用身边的材料设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。培养动手实践能力和创新意识。

【教学重难点】

　　设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。清楚开关的制作材料以及材料的作用。

【教学准备】

　　为每个小组准备：一块软木块（或橡皮）、两个图钉、一个回形针、一个小灯泡、一个小灯座、一个电池盒、一节电池、若干导线、红灯、绿灯和黄灯各1个。

【教学过程】

一、情景导入，聚焦问题

　　生活中，我们能安全、方便地使用各种电器，是因为有一个重要的元件控制着电流的通和断，这个元件就是开关。那么电路中的开关是怎样控制电流通与断的呢？

二、学单导学，自主实验

1.制作前，明晰制作方法。

（1）观察小开关。这个开关的制作使用了哪些材料，这些材料有什么作用？把这个小开关连接到电路里，观察开关是怎样控制电流的通与断的。

（2）观察生活中常见的开关。想一想，这些开关是怎样控制电路中电流的通与断的。

（3）做个回形针开关。像图中那样，用小木板、回形针和图钉做一个简易小开关。

①把回形针伸开放在木板上，用笔在伸开的回形针两端各描一个点作为标记。

②先把一枚图钉固定在木板的一个描点上，再用图钉把回形针大的一端固定在木板的另外一个描点上。

③把回形针开关连接到电路中，看看它能不能控制小灯泡的亮与不亮。

2.制作中，围绕问题展开讨论。

（1）开关主要分几部分？各部分作用是什么？对应需要什么特性的材料？

（2）回形针开关由哪些材料组成？各部分起什么作用？

3.制作后，汇报交流实验结果。

　闭合开关，接通电流，小灯泡亮；断开开关，断开电流，小灯泡灭。

三、深入研讨，建构认识

1.回形针开关是怎样控制电流的通与断的？

2.你还能用其他的材料和方法做一个小开关吗？你是怎样制作的，你的小开关有什么特点？

四、拓展应用，深化认识

　　将红色、绿色玻璃纸分别包在小灯泡外面，并将它们与电池、导线、回形针开关连接起来，做成红绿灯。试着用我们制作的回形针开关控制这组红绿灯。

如果想在红灯变绿灯、绿灯变红灯的中间再亮起一盏黄灯，应该怎么办？

【板书设计】

电路中的开关

1.开关：连接或断开电流的控制元件。

2.开关是导体、绝缘体共同组成的。

3.开关种类：遥控开关、拉线开关、闸式开关、活动开关等。

【教学反思】

　　开关是我们日常生活中极其平常的物品，学生也几乎每天都会接触和使用到。对于“做个小开关”理论上讲是非常容易的事情，但事实上，学生虽然经常接触，却很少有知道它的制作方法，更没有学生关心过它的原理和运用。所以，在教授本课时，我首先引导学生了解玩具灯里的开关原理，有目的地指导学生观察玩具灯的开关是怎样控制电流通与断的。学生不断地按动着开关，进行着深入的观察，“开关按下去，铜片接触，电流连通，小灯泡亮了”“开关往上松，铜片分开，电流断开，小灯泡不亮”，学生交流着自己的观察成果，对开关的作用有了更具体的了解。把生活中平常的东西，转化成学生感兴趣的东西，并了解知识，掌握方法，促进学生的学习。由于手电筒开关的内部不容易观察，所以我选择了学生都熟悉的玩具的开关。我们还可以利用其他生活中常见的一些小型用电器﹐但一定是好拆卸,能看清内部构造的。

　　接下来我鼓励学生通过我提供的各种材料，分小组自主交流讨论设计制作小开关，培养学生的创新能力和动手操作能力。以小组合作的学习方式为主，独立观察讨论，集体汇报交流。然后就是制作红绿灯交替变亮的开关了，有了前面的制作经验，学生的活动进展飞快，很多小组都完成了开关的制作。但有一个问题，其他小组大多做成的都是红绿灯串联的电路，而且开关也并没有起到交替控制的作用。由于时间的关系，我并没有让犯这样典型错误的同学修改他们的电路。

　　我认为这节课我的教学重点解决得合理，教学难点解决得有层次性，有较强能力的同学不仅能知道如何利用开关控制多个小灯泡的电路，而且还能够帮助其他小组有效地改进他们的电路，使之取得成功。

在以后的教学中，我应该更加注重培养学生自主动手的实践能力，应重点关注学生们动手之前的引导，再让学生动手实践，学习效果会更好。

第7课  电路中的开关

【教材简析】

开关是所有电路的重要组成部分，学生每天都在使用各种各样的开关控制着电路。在这一课中，学生将首先观察小开关都是用什么材料制作的，它们都起到 什么作用，再利用身边的材料制作一个开关，并用它来控制电路。在制作小开关 的过程中，学生把已形成的电路概念进一步发展为一个“可以控制的电路”，同时也深化 对导体和绝缘体的认识。

教材共分3个部分。第一部分：观察小开关；第二部分： 观察生活中经常使用的电器的开关；第三部分：做一个小开关。

【学情分析】

生活中，学生对开关是很熟悉的。在本课学习之前，学生对简易电路及连接基本掌握，对导体与绝缘基本认识，也为学生本课内容打下了较好的基础。只有了解了导体、绝缘体，才能去合理选择材料制作小开关；做个小开关需要一定的创新思维和动手能力，四年级学生也具有一定的能力。

【教学目标】

科学知识目标

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.开关的一些部分需要用导体来做，而另一些部分必须用绝缘体来做。

科学探究目标

利用身边的材料设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

科学态度目标

培养动手实践能力和创新意识

科学、技术、社会与环境目标

1.意识到电在人们生活中应用的广泛性和重要性。

2.进一步了解基本的安全用电知识。

【教学重难点】

重点：观察小开关是如何控制电路中电流的通与断。

难点：设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

【教学准备】

教师：班级记录表、教学课件等。

小组：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个，小灯泡1个，小灯座 3个、电池盒1个、电池1节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个。

【教学过程】

一、聚焦引入（预设5分钟）

1.任务驱动：利用材料，组装一个简易电路，能控制小灯泡亮灭。并思考：控制灯泡亮灭的电器元件是什么？它又是怎样做到让灯泡亮灭的？

2.小组合作。

3.交流：在电路中，控制灯泡亮灭的电器原件是什么？（开关）

（板书揭示课题：电路中的开关）

追问1：开关是怎样做到让灯泡亮灭的呢？

开关断开，电流无法流通的原因是什么？（指向底座材料是绝缘体）

开关闭合，电流能够流通的原因是什么？（指向金属片是导体）

原来，开关能够具备控制电路中电流的通和断的特点，与它本身的结构有关系：既有导体，又有绝缘体。那么，日常生活中的开关是否也具备同样的结构呢？

二、探索实验（预设17分钟）

1.出示图片:生活中有很多开关，这些开关是怎样控制电器中电流的通与断的？

交流按压开关、拉线开关等内部结构，发现都有着同样的结构特点（导体和绝缘体的组合）。

2.出示任务：做个简易小开关

（1）根据材料，小组讨论并设计制作一个简易小开关。

（2）交流设计，形成共识。

预设：小木块室绝缘体作为底座

      图钉是导体作为接线柱

      回形针是导体相当于金属片

（3）学生制作开关。

三、研讨交流 （预设8分钟）

1.学生汇报：回形针开关是怎样控制电流的通与断的？

（围绕问题，学生先进行小组内交流，再派代表表达自己的观点和想法。）

2.小结：回形针和图钉的两端都接触时，电流可以在电路中流通，形成闭合回路，小灯泡亮；回形针和图钉不接触时，电流不能在电路中流通，没有形成闭合回路，小灯泡就不亮。

3.讨论：你还能用其他的材料和方法做一个小开关吗？你打算制作哪种形式的小开关？

四、拓展延伸（10分钟）

 [材料准备：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个，小灯泡 1个，小灯座 3个、电池盒 1 个、电池 1 节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个。]

1.利用每组准备好的材料，小组合作制作一个能交叉控制红绿灯的电路。

  推测一下：什么时候红灯亮，什么时候绿灯亮。

2.思考：如果想在红灯变绿灯或者绿灯变红灯的中间，先亮起一盏黄灯，那该怎么做呢？

【板书设计】

7.电路中的开关

                     连接或断开电路

                 底座、按钮：绝缘体

                金属片、接线柱：导体

                    控制红绿灯

【作业设计】

1. 下列装置中，能做开关的请在下面的括号里画“√”。

第7课  电路中的开关

小学科学教学网资源建设团队  黎作民

【教材简析】

开关是所有电路的重要组成部分，学生每天都在使用各种各样的开关控制着电路。在这一课中，学生将首先观察小开关都是用什么材料制作的，它们都起到 什么作用，再利用身边的材料制作一个开关，并用它来控制电路。在制作小开关 的过程中，学生把已形成的电路概念进一步发展为一个“可以控制的电路”，同时也深化 对导体和绝缘体的认识。

教材共分3个部分。第一部分：观察小开关；第二部分： 观察生活中经常使用的电器的开关；第三部分：做一个小开关。

【学情分析】

生活中，学生对开关是很熟悉的。在本课学习之前，学生对简易电路及连接基本掌握，对导体与绝缘基本认识，也为学生本课内容打下了较好的基础。只有了解了导体、绝缘体，才能去合理选择材料制作小开关；做个小开关需要一定的创新思维和动手能力，四年级学生也具有一定的能力。

【教学目标】

科学知识目标

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.开关的一些部分需要用导体来做，而另一些部分必须用绝缘体来做。

科学探究目标

利用身边的材料设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

科学态度目标

培养动手实践能力和创新意识

科学、技术、社会与环境目标

1.意识到电在人们生活中应用的广泛性和重要性。

2.进一步了解基本的安全用电知识。

【教学重难点】

重点：观察小开关是如何控制电路中电流的通与断。

难点：设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

【教学准备】

教师：班级记录表、教学课件等。

小组：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个，小灯泡1个，小灯座 3个、电池盒1个、电池1节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个。

【教学过程】

一、聚焦引入（预设5分钟）

1.任务驱动：利用材料，组装一个简易电路，能控制小灯泡亮灭。并思考：控制灯泡亮灭的电器元件是什么？它又是怎样做到让灯泡亮灭的？

2.小组合作。

3.交流：在电路中，控制灯泡亮灭的电器原件是什么？（开关）

（板书揭示课题：电路中的开关）

追问1：开关是怎样做到让灯泡亮灭的呢？

开关断开，电流无法流通的原因是什么？（指向底座材料是绝缘体）

开关闭合，电流能够流通的原因是什么？（指向金属片是导体）

原来，开关能够具备控制电路中电流的通和断的特点，与它本身的结构有关系：既有导体，又有绝缘体。那么，日常生活中的开关是否也具备同样的结构呢？

二、探索实验（预设17分钟）

1.出示图片:生活中有很多开关，这些开关是怎样控制电器中电流的通与断的？

交流按压开关、拉线开关等内部结构，发现都有着同样的结构特点（导体和绝缘体的组合）。

2.出示任务：做个简易小开关

（1）根据材料，小组讨论并设计制作一个简易小开关。

（2）交流设计，形成共识。

预设：小木块室绝缘体作为底座

      图钉是导体作为接线柱

      回形针是导体相当于金属片

（3）学生制作开关。

三、研讨交流 （预设8分钟）

1.学生汇报：回形针开关是怎样控制电流的通与断的？

（围绕问题，学生先进行小组内交流，再派代表表达自己的观点和想法。）

2.小结：回形针和图钉的两端都接触时，电流可以在电路中流通，形成闭合回路，小灯泡亮；回形针和图钉不接触时，电流不能在电路中流通，没有形成闭合回路，小灯泡就不亮。

3.讨论：你还能用其他的材料和方法做一个小开关吗？你打算制作哪种形式的小开关？

四、拓展延伸（10分钟）

 [材料准备：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个，小灯泡 1个，小灯座 3个、电池盒 1 个、电池 1 节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个。]

1.利用每组准备好的材料，小组合作制作一个能交叉控制红绿灯的电路。

  推测一下：什么时候红灯亮，什么时候绿灯亮。

2. 思考：如果想在红灯变绿灯或者绿灯变红灯的中间，先亮起一盏黄灯，那该怎么做呢？

【板书设计】

7.电路中的开关

                     连接或断开电路

                 底座、按钮：绝缘体

                金属片、接线柱：导体

                    控制红绿灯

【作业设计】

2. 下列装置中，能做开关的请在下面的括号里画“√”。

2.7《电路中的开关》

【教材简析】

开关是所有电路的重要组成部分，学生每天都在使用各种各样的开关控制着 电路。在这一课中，学生将首先观察小开关都是用什么材料制作的，它们都起到 什么作用，再利用身边的材料制作一个开关，并用它来控制电路。在制作小开关 的过程中，学生把已形成的电路概念进一步发展为一个“可以控制的电路”，同时也深化 对导体和绝缘体的认识。

教材共分3个部分。第一部分：观察小开关；第二部分： 观察生活中经常使用的电器的开关；第三部分：做一个小开关。

【学情分析】

在本课学习之前，学生对简易电路及连接基本掌握，对导体与绝缘基本认识，也为学生本课内容打下了较好的基础。只有了解了导体、绝缘体，才能去合理选择材料制作小开关；做个小开关需要一定的创新思维和动手能力，四年级学生也具有一定的能力。

【教学目标】

科学知识目标

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

利用身边的材料设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

科学态度目标

培养动手实践能力和创新意识

科学、技术、社会与环境目标

1.意识到电在人们生活中应用的广泛性和重要性。

2.了解基本的安全用电知识。

【教学重难点】

重点：观察小开关是如何控制电路中电流的通与断。

难点：设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

【教学准备】

教师：班级记录表、教学课件等。

小组：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个，小灯泡1个，小灯座 3个、电池盒1个、电池1节，导线若干，红色吸管、绿色吸管和黄色吸管各 1个。

【教学过程】

一、聚焦：揭示课题

   [材料准备：导线、小灯泡、电池和开关]

1.我们已经学过怎样点亮小灯泡了，你能利用桌上的材料连接成一个闭合电路，使小灯泡发光吗？

2.小组合作：利用导线、小灯泡、电池和开关连接出简易电路。

3.提问：连接在电路中的小开关是怎样控制电流的通与断的？（板书揭示课题：电路中的开关）

二、科学探索

活动1：观察小开关

1.仔细观察小开关，看看这个小开关的制作使用了哪些材料，这些材料有什么作用？

（引导学生观察交流小开关每个部分的材料和相应的作用。思考：这些材料中，有哪些是导体，哪些是绝缘体？为什么有些地方要用导体，有些地方要用绝缘体？）

预设：塑料按钮:绝缘体，手按

     金属片：导体  相互接触导电      

接线柱：导体  连接导线

     塑料底座：绝缘体

2.在简易电路中，观察小开关是怎样工作来控制电路中电流的通与断的？

（引导学生观察简易开关如何变化才能控制电路中电流的通于断）

预设：金属片接触：电流流通

金属片分开：电流断开

活动2：生活中的电器开关

1.出示图片:生活中有很多开关，我们来认识一下。

2.这些开关是怎样控制电器中电流的通与断的。

3.学生观察体验教室里的电器开关（以电灯、电扇和广播为主）

4.出示按压开关和拉线开关的内部结构，解析工作原理。

活动3：做个回形针开关

[材料准备：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个]

 1.利用出示的材料，讨论并设计制作一个小开关。

（引导学生说一说为什么这么设计）

预设：小木块室绝缘体作为底座

      图钉是导体作为接线柱

      回形针是导体相当于金属片

2.学生制作回形针小开关，并连接到电路中，看看它能   不能控制小灯泡的亮与不亮。

三、研讨：实验发现

1.回形针开关是怎样控制电流的通与断的呢？

（围绕问题，学生先进行小组内交流，再派代表表达自己的观点和想法。）

小结：回形针和图钉的两端都接触时，电流可以在电路中流通，形成闭合回路，小灯泡亮；回形针和图钉不接触时，电流不能在电路中流通，没有形成闭合回路，小灯泡就不亮。

2.讨论：你还能用其他的材料和方法做一个小开关吗？你是怎样制作的，你的小开关有什么特点？

出示几组材料以供选择，并说明理由。

四、拓展

1.利用每组准备好的材料，小组合作制作一个能交叉控制红绿灯的电路。

  推测一下：什么时候红灯亮，什么时候绿灯亮。

3. 思考：如果想在红灯变绿灯或者绿灯变红灯的中间，先亮起一盏黄灯，那该怎么做呢？

【板书设计】

7.电路中的开关

                     连接或断开电路

                 底座、按钮：绝缘体

                金属片、接线柱：导体

                    控制红绿灯

7.电路中的开关

小学科学教学网资源建设团队  潘海标

【教材简析】

开关是所有电路的重要组成部分，学生每天都在使用各种各样的开关控制着电路。在这一课中，学生将首先观察小开关都是用什么材料制作的，它们都起到什么作用，从而理清小开关是如何控制电路中电流的通与断。再利用身边的材料制作一个开关，并用它来控制电路。在制作小开关的过程中，学生把已形成的电路概念进一步发展为一个“可以控制的电路”，同时也深化对导体和绝缘体的认识，提升学生的创新能力。

本课的重点是通过观察开关组成材料和结构，形成统一的认识：开关由导体和绝缘体两类材料组成。进而从导体和绝缘体的角度来理解开关如何控制电路中电流的通与断。

【学情分析】

生活中，学生认识开关并知道其作用，但不知道开关的结构和原理。在学习本课之前，学生对简易电路及连接基本掌握，对导体与绝缘体基本了解，为学习开关的结构和原理奠定了较好的基础。做个回形针开关需要一定的动手能力和创新思维，四年级学生也具有这样一定的能力。另外，制作开关的材料在生活中容易找到，也为课后进一步研究、创新开关提供了便利，可以很好地保持学生的学习热情。

【教学目标】

科学观念：通过观察和使用小开关，知道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；知道开关可以控制电流的通断。

科学思维：通过观察和比较，了解生活中常见的开关结构和类型，理解开关基本原理。

探究实践：在制作回形针开关活动中，能利用身边的材料设计制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

态度责任：通过观察和制作开关活动，培养动手实践能力和创新意识，养成与同学交流分享自己的研究成果的习惯。

【教学重难点】

重点：观察小开关是如何控制电路中电流的通与断。

难点：设计并制作一个简单的开关，并用它来控制电路。

【教学准备】

教师：1.班级记录表；2.教学课件。

学生：1.每组提供软木块(橡皮)1 块、图钉两个、回形针若干个、小灯泡1个、小灯座 3个、带电池的电池盒1个、导线若干、红绿黄灯各 1个；2.活动记录单。

【教学过程】

一、聚焦引入（预设5分钟）

材料准备：课件，电池盒（电池）、灯座（小灯泡）、开关、导线3根

1.教师出示材料。

布置任务：利用材料，小组合作，组装一个能控制小灯泡亮灭的简易电路。

2.出示组装好的简易电路。

提问：控制灯泡亮灭的电器元件是什么？

3.讲述：开关能控制电路中电流的通断，这节课我们一起来学习电路中的开关。揭示课题：电路中的开关（板书）。

【设计意图】基于学生学习基础，提供材料让学生组装简易电路，既复习了前面所学知识，激发学习兴趣，又感受开关能控制电流通与断的作用，能更好地聚焦到电路中的开关怎样控制电流的通与断？

二、实验探究（预设20分钟）

材料准备：课件，闸刀开关、小木块、回形针、图钉2枚

1.观察小开关（预设5分钟）

    （1）教师出示小开关，引导学生分组仔细观察开关。

提问：制作这个小开关使用了哪些材料，这些材料分别有什么作用？

（2）引导学生使用小开关控制电路中电流的通与断。

提问：电路中的开关怎样控制电流的通与断？

（3）师生交流。

（4）小结：原来开关能控制电路中电流通和断与它本身的结构和组成材料有关系：既有导体又有绝缘体。小开关的底座和手柄是用绝缘体做的能断开电流，金属片和接线柱是用导体做的能接通电流。

2.观察生活中常见的开关（预设5分钟）

（1）出示各种开关图片，学生根据开关特点进行分类，并观察各类开关剖面结构。

提问：它们是如何控制电路中电流的通与断的？

（2）学生讨论交流：分类结果、各类开关的结构和控制电器中电流通与断的原理。

（3）小结：按压开关、旋钮开关、声控开关、拉线开关等的内部结构，有着同样的材料结构特点，都由导体和绝缘体的组成。

（4）补充：在连接电路时，一般将开关接在电池正极这边，且在连接过程中，开关先处于断开状态。

3.做个回形针开关（预设10分钟）

（1）课件出示材料和要求，设计制作一个回形针小开关。

（2）组内讨论交流并用图文结合的方式画出开关设计图在活动记录单上。

（3）小组上台展示交流。

（4）二次修改设计图，根据设计图制作开关，并将开关接入电路，看它是否能控制电路通与断。

（5）完善自己的开关。

【设计意图】从容易观察的闸刀开关入手，了解开关的结构，理解开关如何控制电流的通与断。观察生活中常见开关的结构，强化开关由导体和绝缘体组成这一概念。通过制作回形针开关的实践，加深对开关中导体、绝缘体的理解。

三、交流研讨 （预设5分钟）

1.图片或实物展示学生制作的回形针开关。

提问：回形针开关是怎样控制电流的通与断的？

小结：回形针和图钉的两端都接触时，电流可以在电路中流通，形成闭合回路，小灯泡亮（教师示意电流路径）；回形针和图钉不接触时，电流不能在电路中流通，没有形成闭合回路，小灯泡就不亮。

2.讨论：你还能用其它的材料和方法做一个小开关吗？你打算制作哪种类型的小开关？

【设计意图】巩固本课聚焦的核心问题：开关是怎么控制电流的通与断的。鼓励学生大胆对开关进行创新。

四、拓展延伸（10分钟）

材料准备：软木块(橡皮)1 块、图钉两个、曲别针若干个、小灯泡 1个、小灯座 3个、电池盒 1 个、电池 1 节，导线若干，红灯、绿灯和黄灯各 1个

1.课件出示拓展任务。

要求：小组合作制作一个只用一个开关能交叉控制红绿灯的电路。

提问：什么时候红灯亮？什么时候绿灯亮？

2.教师再出示一盏黄灯。

提问：如果想在红灯变绿灯或者绿灯变红灯的中间，先亮起一盏黄灯，那该怎么做呢？

【设计意图】引导学生从开关这一角度来控制红绿灯，先是一个开关控制两盏灯，再到控制三盏灯，不断让学生感受到开关的神奇之处，激发学生的探究欲望，发展学生的创新意识。

五、板书设计

7.电路中的开关

            作用：控制电流的通与断

                      导体：金属片、接线柱

               结构：

                      绝缘体：底座、手柄

【疑难解答】

1. 常见的开关种类有哪些？

开关种类繁多，不要求学生全部掌握，只需掌握生活中常用种类即可（按压、旋钮、拉线、遥控、声控等），可以适当补充“智能化开关”有关知识，激发学生学习兴趣。

2.    开关如何控制电流的通与断？

先从观察开关的材料和结构认识，再由电流路径入手，更好地帮助学生理解开关如何控制电流的通与断。