《电动机和现代工业》课堂实录与反思

从学习内容来看，《电动机和现代工业》是六年级“科技改变生活”单元的第四课。本课以现代工业的“心脏”——电动机为研究对象，先引领学生认识电动机的结构，并制作电动机模型，初步了解电动机的工作原理，再从科学技术发展史的角度，让他们认识电动机在现代工业中的重要地位。本学习内容一方面带有科学探究的重要特征，另一方面又指向了一件产品的技术与工程实践。

从科学思维的角度看，电动机的学习探究过程包含了学生建构模型和推理论证的过程。学生对电动机既熟悉又陌生，虽然电动机在生活中被广泛应用，但他们对其结构和原理并不了解。所以，学生需要通过建构模型来认识电动机的基本结构与功能。建构模型的过程需要学生进行推理论证，即先通过拆解电动机，猜测其基本原理；制作电动机模型后，再通过对比分析，推理论证出电动机结构与功能的关系，也就是电动机的工作原理。

从探究实践的角度看，电动机是现实生产生活中经过科学技术加工形成的一件具体的产品。该学习内容建立在学生对磁铁性质、简单电路、电磁铁的认知基础上，它集合了多个科学概念。因此，教师可以将科学与工程实践的完整过程贯穿起来，在学生建构科学概念的同时，培养他们的科学探究能力、技术与工程实践能力以及自主学习能力。

从跨学科概念的角度看，本学习内容包含了3个跨学科概念，分别是物质与能量，即电动机的原理本质上是电能转化为动能；结构与功能，即电动机的内部结构实现了转子的转动；系统与模型，即电动机模型的内部构造与外部作用的关系。

片段一：引入电动机，聚焦研究对象

师：（出示模型小车）这个你们认识吗？

生：这是模型小车。

师：没错。现在，请一位同学上来玩一玩。

（学生踊跃尝试。）

师：这个模型小车是怎样运动的？它是靠什么运动起来的？

生：靠车轮。

生：靠电池。

生：是靠上面的小马达带动的。

师：你们觉得最主要是靠什么？

生：小马达。

师：没错，这就是小马达。（从玩具上拆解下小马达）我们又叫它电动机。它是怎样驱动小车运动的呢？今天我们一起来研究。

设计意图：教师由学生生活中常见的、感兴趣的事物——模型小车引入，能够更好地将他们带入课堂学习状态。从模型小车到电动机的引入，实质上是让学生从熟悉到陌生、由大到小的聚焦过程。

片段二：拆解电动机，形成初步推断

师：对于这个电动机，我们可以研究什么？怎样研究？

生：我想知道它是怎样工作的？

生：我觉得我们可以把它打开，看看里面的构造。

师：好主意！今天我们就打开它，了解一下它的内部构造。在拆解之前，我们先来看一看拆解电动机的要求。（出示具体要求）你们觉得拆解电动机时需要注意什么？

生：要记录自己的发现，并思考电动机是怎样转动起来的。

（两人一组拆解电动机，并记录发现和想法。）

师：现在请大家来说一说，你在拆解电动机后的发现和想法。

生：我发现电动机里面有磁铁，还有金属线圈。

生：金属线圈是绕在一个可以转动的轴上的。

生：我觉得，通电后的轴之所以可以转动，和金属线圈有关系，可能也和磁铁有关。

生：对！我们以前学过，磁铁有同极相斥、异极相吸的性质。

师：大家说得都很有道理。

设计意图：要想了解电动机的工作原理，首先，学生在教师的引导下科学地拆解电动机，发现其内部构造的关键部件——金属线圈和磁铁。然后，学生要将自己已有的关于磁铁性质的知识与电动机的重点部件关联起来，并做出符合逻辑的推断——电动机的转动功能与内部结构有关系。最后，学生要意识到，金属线圈通电后能够转动，可能与磁铁同极相斥、异极相吸的性质有关。

片段三：制作电动机，推理论证原理

师：为了验证大家的想法，我们不妨先亲手制作一个电动机模型。请每个小组阅读说明书，想一想，需要注意哪些方面，一会儿我们来交流。

（学生阅读说明书。）

师：谁来说一说自己阅读说明书后的收获。

生：金属线一头要半刮，另一头要全刮。

生：导线一定要连接好，不能造成断路。

师：同学们提到的注意事项都很重要。现在，请大家开始制作电动机模型。制作成功后，将其与我们刚刚拆解的电动机对比，看它们有哪些相同之处，对你们有什么启发。

（学生4人一组制作电动机模型。）

师：通过对比，你们认为电动机是怎样转动起来的呢？

生：我发现不管是我们拆解的电动机，还是亲手制作的电动机模型，都有磁铁和线圈。

生：我觉得，线圈是被一种力量推动才转动起来的。

生：是的，我想到了磁铁同极相斥的特性。

生：我猜想，线圈通电后可能产生了磁力。

师：同学们都很爱思考，我们一起来看看，电动机发明者法拉第发明的电动机原型。（播放视频）说一说这段视频对你的启发。

生：和我猜想的一样，线圈通电后产生了磁力，有了同极相斥的特性，线圈才会被推动转起来。

师：通过对比分析，我们发现了电动机的工作原理，即用电产生磁，利用磁的相互作用转动。电动机就是将电能转化为动能的装置，你们觉得，它还可以发挥什么作用？

（学生交流，略。）

设计意图：教师让学生制作电动机模型的主要用意是，让他们通过亲身实践，充分了解电动机模型的结构，并与前面电动机实物的结构形成对比，从而找出共同点，以验证前面对电动机工作原理的初步推断。因为电磁铁的内容被安排在了六年级下学期，导致学生已有的知识经验有限，所以本课辅以介绍法拉第的电动机原型，帮助学生突破电生磁的认知难点，让他们以推理论证的方式初步了解电动机的工作原理。

片段四：寻找电动机，联系生活应用

师：除了玩具里有电动机，在你们家里哪里还有电动机呢？

生：我爸的剃须刀里应该有电动机。

生：我妈妈的除衣服毛球的去毛器里有电动机。

师：请大家看这幅图。这是一位同学的家，将你认为含有电动机的家用电器找出来，再和同桌说一说你的理由。

（同桌之间讨论，略。）

师：电动机在我们的生活中无处不在，大到空调、冰箱，小到电脑、剃须刀。电动机的大小、形状、种类各不相同，应用非常广泛。经过刚才的讨论，你们觉得电动机对我们的生活重要吗？

生：我觉得很重要，因为在我们的生活中，很多地方都需要电动机。

师：那对于人类整个生产发展的历史进程呢？请大家看这幅图。这是从古至今，人类生产过程中几个常见的驱动方式——人力、畜力、蒸汽机、电动机。请同学们比较一下，这几种驱动方式的特点。

生：在古代，最常见的是人力和畜力，但这两种方式力量比较小，很不经济，人和动物还会疲劳，要不断休息。

生：蒸汽机可以自动运行，效率比较高。

生：我发现蒸汽机需要用锅炉烧水，很麻烦，不如电动机直接用电方便。

生：这样一对比，我发现电动机更加经济、方便。

师：同学们讲得都非常有道理。蒸汽机的出现可以说是一次伟大飞跃，标志着人类进入了第一次工业革命。从蒸汽机到电动机的蜕变更加了不起，有了电动机这项伟大发明，人类的工业生产更进一步。

设计意图：本课始终紧贴学生生活与知识经验，所以在学生初步了解电动机的工作原理后，依然回到了他们熟悉的生活场景展开交流，让他们认识到电动机在生活中的广泛应用。学生只有对科技发展史有一定的认知，才能真正认识到电动机在现代工业中的重要地位。本环节中，教师总结了人类历史中比较典型的几种驱动方式供学生对比交流，让他们发现各自的特点，认识到驱动方式更迭的必然性和重大意义，体会到人类科技发展史中第一次工业革命的伟大，了解到从蒸汽机到电动机的蜕变过程，进而领悟电动机的重要地位。

教学反思

本课引领学生开展对电动机的探究实践，实质上就是将学生的思维与实践有效结合，即思行合一，让他们在手脑并用的过程中，基于思维发展进行模型建构和推理论证，从而提升探究实践能力。

1.立足学生经验

学生的知识经验是科学学习的重要基础，他们往往基于前概念建构科学概念。教师在引导学生将科学思维与探究实践相互融合时，要立足于他们的经验。在本课的教学过程中，教师以学生熟悉的、具体的事物——模型小车来聚焦研究对象，展开对电动机的研究。学生经过一系列探究实践后，初步了解了电动机的工作原理，教师又引导他们回归到生活中。简言之，从学生的生活中来，还要回到学生的生活中去。这样的设计体现了对学生经验的关注，可以更加有效地帮助他们运用科学思维进行探究实践，从而建构科学概念。

2.重视模型建构

探究实践中的科学思维包含了模型建构、推理论证、创新思维等。在本课学习中，教师安排了拆解电动机、制作电动机模型的实践活动，这需要学生拆解电动机，分析电动机的内部构造，找到关键部件，实质上是运用科学思维在脑中建构电动机模型的过程。之后，教师让学生亲手制作电动机模型。经过对比分析，学生将电动机的主要部件和次要部件进行分类，提取出电动机结构中的关键部件——磁铁和金属线圈，并明白了电动机能转动起来的原因。

3.着力推理论证

如果学生只是简单地拆解电动机和制作电动机模型，那么课堂就只停留在了动手制作的层面，缺少了思维的发展，这样难以达成让学生了解电动机工作原理的学习目标。因此，本课例将重点落在了学生的推理论证上。拆解电动机不仅仅是让学生明白电动机的内部构造，更重要的是引导他们利用已有的知识经验，分析判断电动机的关键部件，并对电动机的工作原理做初步推断。制作电动机模型则让学生亲身经历制作模型的过程，体会如何在简化原型的基础上突出关键部件，并与实际电动机进行对比，分析并探寻可以证明前面做出推断的必要证据。只有经历了这样的推理论证过程，学生才能了解电动机的工作原理。

4.渗透科学史观

本课的学习内容包含了电动机在现代工业生产的重要作用，涉及人类科学技术发展史的内容。如果仅通过阅读相关资料或观看相关视频了解这部分内容，学生并不能很好地理解人类工业革命以及从蒸汽时代到电气时代的进步，也很难理解电动机出现的重大意义。因此，本案例从科学思维的角度出发，呈现了人类生产发展历史进程中具有代表性的驱动方式，即人力、畜力、蒸汽机、电动机，让学生自主讨论，对比各种方式的优缺点，在充分交流的基础上有层次地感知。第一层次是从人力、畜力驱动生产到蒸汽机驱动生产，这是一次重大飞跃，让学生真正体会到工业革命的历史意义。第二层次是从蒸汽机驱动到电动机驱动并产生对比，让学生体会到电动机对现代工业生产的重要作用与人类科技的不断进步，进一步展望科学技术的未来。

（作者单位：南京晓庄学院第一实验小学）