《自制红绿灯》教学设计
上虞区滨江小学 黄哲锦
一.教材简析
本节课的设计源自四年级下册《电路》单元，第7课《电路中的开关》拓展内容，如何利用开关控制红绿灯。对应的是《科学课程标准（2022版）》的第三条核心概念“物质的运动和相互作用”中的“3.2电磁相互作用”，在其中的第7条“知道电源、导线、用电器和开关是构成电路的必要元件；说明形成电路的条件，切断闭合回路是控制电流的一种方法”。
教材内容是在利用一个自制开关控制一盏灯的串联电路基础上，拓展利用一个开关控制两盏灯、三盏灯的切换。电路连接形式上，是由串联向并联过渡，开关形式上是由单刀单掷向单刀双掷转变，同时扩充开关的多种类型。教材内容虽是简单的开关改进，但是借由红绿灯的制作，可以发展学生突破定势、发散思维等创造性思维能力，通过分析、抽象的方法，抓住事物的本质特征。因此，本课的设计以思维的进阶为主线，引导学生一步步进行动脑、动手，实现思维的发展。
二.学情分析
经过电路单元的学习，学生基本掌握简单电路的实物连接方法，会利用简单材料自制单刀单掷类型开关，学生对电路的探究热情仍然较高。但是对于课后拓展内容，仅仅有极个别兴趣盎然的学生会继续探究，但大部分学生限制于没有材料，没有时间等因素，而停止探究的步伐。因此，本课为学生提供材料、安排时间，延续学生对电路的探究热情，让学生在探究实践的过程中，既动脑又动手，体验探究、制作的快乐。
三.教学目标
科学观念：
1.通过开关的设计与制作，知道单刀双掷这种类型的开关。
2.通过电路图对开关进行设计与实物制作，识别简单电路图与实物电路的转换。
科学思维：
1.通过分析与综合、联想与想像的思维方法，将单刀单掷类型的开关改进成单刀双掷类型的开关。
2.通过开关的设计与制作，知道开关的多样性，打破对原有单刀单掷类型开关的思维定势。
探究实践：
1.通过实物电路的连接，提高对实物电路中，多条电路联合连接的能力。
2.通过开关的设计与制作，培养、提高对用具的改进能力。
3.通过倾听不同观点，提出创造性见解，体验初步的思维创新能力。
态度责任：
1.通过认真听取其他小组的观点交流，感受对不同观点进行质疑、批判、修正的精神。
2.通过学习单中的评价栏，关注评价。
驱动性问题：
如何用1个开关控制红绿灯的切换？
四.教学准备
1.教师准备：板贴、学习单、教学课件、干电池、二极管、导线、黄色二极管、导线、红绿灯木头支架
2.学生准备：1组干电池（2节）、二极管、导线、橡皮、回形针、图钉
五.教学重难点
1.重点：运用所学电路知识，对开关进行改进与制作，成功实现用1个开关控制两盏灯的切换。
2.难点：运用分析、联想的思维能力，通过小组讨论与自主思考的方式，将单刀单掷类型开关改进成单刀双掷类型开关。
六.教学过程
1.活动1：利用两个开关分开控制两盏灯
出示导线、红绿两色二极管、橡皮、回形针、图钉、电池这些实验材料。请学生进行电路连接，要求利用两个开关分别控制两盏灯。
2.活动2：利用一个开关控制两盏灯的切换
能否用1个开关控制红绿灯的切换？
这个自制开关无法做到控制红绿灯的切换，因此需要改进开关。
（1）小组活动：
【小组讨论】：小组说一说，寻找开关改进的方法。
【交流倾听】：根据学生的讨论结果，进行交流。
（2）搭建支架：
利用电路图进行思考、设计
（3）自主思考：
请你思考改进的开关，并在设计图上画一画。
请学生来说一说。
（4）制作活动：
请小组动手制作改进的开关，并放入红绿灯电路中使用，检验效果。
并将成功的红绿灯电路放入“红绿灯支架”，完成制作。
【思考】：改进后的开关与改进前相比，你认为哪个好？好在哪里？
3.拓展:
了解现代控制红绿灯的方式，畅想未来的红绿灯控制。
七.板书设计
《自制红绿灯》学习单
任务一：利用2个开关分开控制2个二极管
任务一 评价表：
评价标准 | 我们小组获得星数 |
我们小组能点亮2个二极管 并用2个开关分别控制
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○★
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任务二：利用1个开关分别控制2个二极管
a) 想一想：直接用这样的1个开关分别控制2个二极管 ○可以 ○不可以
b) 画一画：
任务二 评价表：
评价标准 | 我们小组获得星数 |
我们小组能制作新型开关 并实现分别控制2个二极管
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○★
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我能思考：
改进后的新型开关与原有的自制开关对比，你觉得谁适合？ ○原有开关 ○新型开关
理由：
完成2个任务后，进行自我评价：
评价标准 | 我获得星数 |
我能动手参与实验、能帮忙
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○合作星★
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我能思考，对2种开关进行对比思考
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○思考星★
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我能创造设计—控制2个二极管的开关
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○创造星★
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