“央館虛擬實驗”教學應用案例：《簡易電路》（四年級科學）

隨著中央電化教育館中小學虛擬實驗（以下簡稱“央館虛擬實驗”）教學試點工作的逐步深入，各實驗區湧現出了不少好的教學案例。

廣州市荔灣區康有為紀念小學的梁建強老師充分利用“央館虛擬實驗”資源，引導學生透過虛實結合的方式大膽探究簡易電路的搭建，提升了學生的探究興趣，強化了實驗技能。廣州市荔灣區教育發展研究院資訊科技中心主任陳錦波、廣州市名師工作室主持人張愛民老師為本節課提供指導。

一、教學目標

1.科學知識

（1）電從電池的一端經過導線和用電器返回到電池的另一端，就組成了一個完整的電路。

（2）電路中安裝開關可以控制電路的通與斷。

2.科學探究

（1）能觀察、描述和記錄小燈泡的連線方法和被點亮的情況。

（2）能用電池盒、電池、燈座、小燈泡、導線和開關搭建完整電路。

（3）能用簡單的電路圖符號繪製簡易電路圖。

3.科學態度

（1）培養集體協作的精神，樹立分析和解決問題的信心。

（2）激發自主探究的興趣，體會到運用科學知識解決問題的快樂。

4.科學、技術、社會與環境

意識到電與日常生活息息相關。

二、教學重點與難點

1.教學重點

使用電池盒、電池、燈座、小燈泡、導線和開關搭建完整電路，點亮小燈泡。

2.教學難點

瞭解電路的組成部分，並用簡易電路圖符號繪製簡單的電路圖。

三、實驗資源

1.“央館虛擬實驗”資源

3D互動課件：組裝電路

2.實物資源

乾電池、小燈泡、導線、電池盒、燈座、開關。

四、教學活動設計與實施

新課匯入

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虛擬實驗探究

（使用虛擬實驗探究簡易電路搭建）

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繪製簡易電路圖

（使用電路圖符號繪製簡易電路圖）

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實物實驗探究

（完成簡易電路的實物實驗搭建）

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課堂小結

1.新課匯入

課程開始，老師帶領學生回顧曾經學過的知識點，請幾位學生依次上臺，用導線將電池、小燈泡連線，嘗試讓小燈泡亮起來。同時，引導其他學生觀察，比較誰能最快點亮小燈泡。

學生操作中發現：電路中被點亮的小燈泡閃爍不定、忽暗忽亮。對此，老師提出問題：“我們這樣用手按著點亮小燈泡，不穩定也不方便，尤其一鬆手小燈泡就不亮了，有沒有什麼方式可以改進呢？”由此引出本節課的主題：探究用更多實驗器材，搭建一個完整的簡易電路，點亮小燈泡。

學生嘗試使用導線連線電池、小燈泡，點亮小燈泡

2.虛擬實驗探究

任務一：搭建帶燈座的電路

老師開啟“央館虛擬實驗”3D互動課件《組裝電路》，為學生重點介紹兩個全新的實驗器材：燈座、電池盒（已分別與小燈泡、電池組裝好），然後提出問題：“用導線連線這些器材，可以讓小燈泡亮起來嗎？”

接著，請一位學生走上講臺進行模擬探究：在帶電池的電池盒兩端各連線一根導線，導線的另一端分別連線帶小燈泡的燈座兩端。學生髮現小燈泡被成功點亮。

學生在虛擬實驗中模擬搭建簡易電路

之後，老師將所有學生分為2人一組，組織學生小組合作利用“央館虛擬實驗”3D互動課件進行同樣的探究。同時，開展課堂巡視、答疑，指導學生正確使用課件中的實驗器材，鼓勵學生大膽嘗試，並提示小組長在實驗記錄單上做好觀察記錄。

學生進行虛擬實驗探究，老師巡場指導

任務二：在電路中增加開關

在完成任務一的基礎上，老師引導學生使用“央館虛擬實驗”3D互動課件在電路中增加一個開關，觀察開關如何控制電路中電流的通與斷。

在探究過程中，一組學生髮現電路中的電池被“燒壞”，冒出了一股黑煙。老師將該組學生的實驗介面同步到大屏，組織所有學生思考電池冒煙的原因，研究問題的解決方案。

老師啟發學生思考電池冒煙的原因

老師在大屏上利用“央館虛擬實驗”3D互動課件“一鍵修復”功能還原電池，並不斷調整電路連線方式，最終發現是因為開關和電池都連在了燈泡的兩端，從而引發電路短路，導致電池冒煙。

這時，老師因勢利導，講解並強調電路短路的危害和防範措施，演示帶開關的簡易電路正確連線方式，同時提示學生注意：實驗器材要規範擺放，方便實驗操作。

使用“央館虛擬實驗”調整、搭建正確電路

3.繪製簡易電路圖

基於剛剛的虛擬實驗探究，老師提出問題：“在電路中，哪些電器元件是必備的？”鼓勵學生觀察完整電路並得出結論：簡易電路中的基礎電器元件包括電源、導線、開關及用電器。

然後，老師在黑板上繪製電源、導線、開關、用電器相應電路圖符號，引導學生認識這些電路圖符號並掌握畫法。接著，在黑板上分散繪製電源、開關、用電器三個不同電路圖符號，請一位學生上臺畫出導線的電路圖符號將其連線，組成完整電路圖。

引導學生正確繪製簡易電路連線圖

之後，老師將學生分為若干小組，運用剛剛學習的知識繪製一張簡易電路圖。在巡視檢視時，老師發現部分學生的電路圖繪製錯誤，於是將一張錯誤的電路圖投到大屏，引導學生思考修正方案。

最後，老師歸納學生繪製電路圖時出現的常見錯誤，示範正確的電池、開關、用電器、導線等電路圖符號的畫法，指導學生規範繪製，畫出正確的電路連線圖。

4.實物實驗探究

老師組織學生分組使用電池、電池盒、開關、小燈泡、燈座、導線等實物實驗器材，根據已經畫出的電路圖，搭建簡易電路。

學生依據確定的實驗方案，將搭建簡易電路需用到的所有實物實驗器材正確擺放在桌上，開始分組探究。首先將電池按對應的正負極正確安裝到電池盒中；然後將小燈泡安裝到燈座上，確保開關處於斷開狀態；接著使用導線將帶電池的電池盒、帶小燈泡的燈座、斷開的開關分別連線，組成一個完整的簡易電路；最後閉合開關，使小燈泡發光。

老師巡場，詢問每組完成情況並展示學生搭建的簡易電路。同時，強調本次實驗的注意事項：導線與電器元件的連線要穩固，避免小燈泡忽明忽暗。

學生分組實驗

5.課堂小結

老師首先請學生依次發言，回顧本節課所學知識；然後，引導學生總結簡易電路的實驗原理，鼓勵學生在課後思考：簡易電路里的小燈泡可不可以換成小風扇？並進行實驗探究。

五、教學反思

本節課將“央館虛擬實驗”資源與傳統實驗教學融合，以學生為中心，以問題為導向，多個任務層層遞進，幫助學生由易到難、逐步掌握了簡易電路的搭建方法，瞭解了電路工作原理。課堂上，學生體驗到了“提出問題——設計方案——實驗操作——觀察現象——得出結論”的完整探究過程，培養了學生的動手操作能力和嚴謹求真的科學態度。

“央館虛擬實驗”資源在實驗設計上發揮了很大的價值，學生在反覆試錯中逐步摸索出電路連線的正確方法，為之後繪製電路圖及實物實驗打下了基礎。同時，“央館虛擬實驗”還逼真還原了“短路”的危害及學生錯誤操作可能導致的後果，實現了教學內容上的拓展和進階。

六、專家點評

廣州市荔灣區教育發展研究院資訊科技中心主任：陳錦波

本節課較好地體現了新課改理念。梁建強老師引導學生使用“央館虛擬實驗”資源設計實驗，探索電路連線可行性的方法，很好地激發了學生們的學習興趣。學生完成虛擬實驗探究後，再用實物實驗來驗證，虛實結合，提供給學生最大的操作自由度和使用空間，促進了教學目標的達成。學生透過虛擬實驗能夠更好地觀察實驗現象，增進對真實實驗器材的操作感悟，從而進一步提高學習效率。梁建強老師從學生學習的角度出發設計學習活動，在課堂中把更多的時間和空間讓給學生，激發了學生探索的樂趣，提高了學生自主學習和合作學習的熱情。

廣東省督學、廣東省教育技術中心資源建設部副主任：蘇衛

本節課梁建強老師進行了一次很好的嘗試，開展了“央館虛擬實驗”的融合應用，課堂效果很好，學生的積極性也很高。希望更多老師能大膽嘗試，利用“央館虛擬實驗”教學服務系統，更好地開展教育教學工作，為教育教學改革提供更多有效的途徑。