巧辟蹊径，破解能量转换难题

孙宏

摘要能量转换内容在课程标准中有非常特殊的地位。能量转换是物质世界非常普遍的一种现象，是研究物质科学必不可少的重要内容，由于能量转换涉及面太广，且小学生深入开展相关的实验探究比较困难，能量转换也成为一个教学难题。为了解决这样的问题，笔者另辟蹊径，把调查活动改成游戏，提高学习趣味性以及学生的参与程度，取得较好的教学效果。

关键词 能量转换 物质科学 教学实践

中图分类号：G424文献标识码：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

能量轉换内容在课程标准中有非常特殊的地位，科学知识总目标第一条对能量转换有明确的表述：了解物质的基本性质和基本运动形式，认识物体的运动、力的作用、能量的不同形式及其相互转换。课程内容也有一条关于能量转换的完整条目，即“6.6.2一种表现形式的能量可以转换为另一种表现形式”，由此可见，能量转换的概念在小学科学中具有非常重要的地位。

能量转换内容教学的主要问题

从教学实践看，能量转换这一内容的地位并不是重要而是特殊，主要原因有以下几条。

首先，在教材中关于能量转换的内容是很少的。有的教材有关能量转换的内容仅在六年级上册有半课，而同样层次“物体的运动”“力的作用”等概念，教材往往用一个甚至多个单元来呈现。

其次，教材中关于能量转换的学习活动常以调查为主，简单的小实验为辅，很少有深入探究的实验活动。这一点应该与课程标准的要求有一定的关系。课程标准中关于能量转换的学习内容要求为“调查和说明生活中哪些器材、设备或现象中存在动能（机械能）、声能、光能、热能、电能、磁能及其之间的转换”，活动建议中也是用“了解”这个行为动词描述学生对能量转换概念应该掌握的程度。

最后，在教学中很多教师也会弱化处理能量转换的相关活动，以讨论用电器之间的能量转换为主要活动内容，而不会开展调查活动。其实，这里即便要求学生按教材内容去调查，也仅仅局限于对家用电器的调查，且调查的内容非常浅显。例如：让学生填表列出电可以通过什么电器完成哪些工作，从中分析得出电能可以转化成其他哪些形式的能量。但这样的分析只能得出电能转化成其他能量形式的例子。至于其他能量之间的互相转化，教师一般也是用“看图写话”的形式介绍。因此，学生经历能量转换的学习常是一种蜻蜓点水似的过程，学习的例子基本上都是两种能量形式之间的转化。为了帮助学生了解生活中存在的多种能量连续转化的过程，有的教材用卡通画呈现能量连续变化的过程，如“阳光照射植物，人吃果实同时踏动发电机发电，让电热水器工作”，但是这样的卡通画情境与生活实际脱节，不便于学生理解。

在教材简化处理后，学生对能量转换的概念掌握情况如何？了解得是否全面呢？在多届六年级的教学中，笔者通过检测发现学生对能量转换的概念掌握是非常薄弱的。特别是涉及他们不熟悉的机械能、化学能、光能等能量形式的转换上，表现为无法正确解答连线、填空等测试项目。

综上所述，我们发现虽然能量转换是物质世界非常普遍的一种现象，是研究物质科学必不可少的重要内容，课程标准在知识总目标中也专门提及，但由于能量转换涉及面太广，且小学生深入开展相关的实验探究也比较困难，课程标准对这一内容要求学生掌握程度并不高，仅仅是“了解”而已。鉴于如此矛盾的体现，笔者认为能量转换的概念在课程标准及小学科学教学中是一个特殊的存在，同时能量转换也成为一个教学难题。

能量转换内容教学的应对策略

那么在能量转换的教学中，有没有更加有效的方法可以达成“让学生了解能量之间的转换”的目标呢？传统的教学，使得学生看似在讨论、分析各种能量转换的过程，但由于学习活动形式单调，内容缺乏挑战性，常常造成学生在学习过程中缺乏深度的思维参与，最终的学习结果也是不牢固的。另一方面，在能量转换上开展科学实践活动谈何容易？做点亮小灯泡实验，学生已经学过了；参观发电厂也只是看看而已，估计多数情况只能看视频资料；能量转换涉及的现象很多，不可能一一详细地研究分析。

笔者曾旁听过这样一节课：教师尝试通过探究实验来加强学生对能量转换的认识，主要活动是通过制作蔬果电池、盐水电池等装置来分析能量转换的过程。但遗憾的是，教师自己不懂原电池的化学原理，导致给学生建构了很多错误的概念。例如，盐中的化学能可以转换成电能、焦炭中的化学能也可以转换成电能等。其实，就算教师不出错，要学生通过实验发现甚至理解电化学反应中的能量转换的过程是超出他们的能力和水平的。这是由于学生没有相关的理化知识作铺垫，不能理解不同形式能量之间转化的原理。例如，化学能转化成热能，是通过化学键的重组释放出能量。小学生在这一课之前，甚至都没有接触过化学能这个词语。因此，课程标准设定了解能量转换是指了解现象，不是指了解成因。

传统的教学虽然有一些调查活动，但是不能改变授受式的特点。这样的教学形式，如果不是以应试为目的，不辅助以大量的强化训练，这些授受式的知识就像马路上的落叶，大风一吹就不会有几片剩下。由此可见，关于能量转换学习的难点不在于让学生观察图片分析得出能量是如何由哪一种转化成另外哪一种或几种，而是让他们对这样的活动感兴趣，并真正掌握相关的知识。

为了解决这样的问题，笔者另辟蹊径，把调查活动改成游戏，提高学习趣味性以及学生的参与程度。游戏是学生喜闻乐见的，其趣味程度与看图写话截然不同。传统的授受式教学中，能够参与回答问题和动脑筋深入思考的同学是占很少比例的。游戏活动可以真正实现全员参与，怎样做才能把能量转换变成一种游戏呢？笔者的做法是制作了一套“能量转换牌”，每组牌18张16种（如图）。

每张牌面上有物体名称、图示、含有的能量或能完成哪几种能量之间的转化。除此之外，还有方块、红心、五角星的标志，这几种不同标志代表了生活中常见的能量转换过程的不同环节。方块一般是起始环节，红心一般是中间环节，五角星一般是最终环节。当然这样的环节分类不是很严谨，只是根据生活中的现象进行粗略的划分。

“能量转换牌”玩法很简单，如果是4位同学玩牌，只需要3组54张，6位同学玩则要4组72张，所以4人实验小组与6人实验小组都可以玩。基本玩法和扑克牌中最常见的游戏“争上游”类似，玩家要想办法将自己手中的牌尽快全部打出去。小组拿到牌之后也是先洗牌再发牌。游戏规定第一局有方块且学号最小的同学先出牌，从第二局起则是末位玩家具有优先出牌权；第一个出牌玩家，有方块必须出方块。如没有方块，才能出其他牌；玩家每次可以出1张、2张、3张等，但出多张牌必须能前后连上；上家出完，下家如果有牌可以接上，则可出牌。总体来说游戏规则并不复杂，只要玩过扑克牌的学生基本上听一次都能懂。

“能量转换牌”在教学实践中效果非常好，学生积极投入游戏当中，排列出能量转换过程。从牌面上看都是正確的，排列得也比较整齐，能量转换过程一目了然。学生在玩游戏过程中，当某一位学生出牌时，其他的学生都会仔细地分析他出得对不对。这样其实是一个非常深入的学习过程，就像组织学生讨论时，对其他同学的发言进行分析是一样的，但不一样的是游戏中的分析过程，全体同学都是非常愉快专注地参与着。不言而喻，这样的学习方式肯定是更好的、更有效的。

（本文系广州市教育规划课题《基于STEEN教育理念的小学科学教学创新模式的实践研究》阶段性成果，课题批准号：202012531。）