教学设计 | 苏教版(2026年秋)小学科学四年级上册第三单元10《解暗箱》

▎ 课程基本信息

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▎ 教材分析

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《解暗箱》是小学科学四年级上册第三单元《简单电路》的第3课。本单元围绕“简单电路”展开，在本课之前，教材已经依次编排了有关闭合回路、小灯泡发光条件以及利用简单电路进行检测，从而认识绝缘体和导体的等内容，为本课开展“借助外部现象分析内部电路情况”的学习作了内容上的铺垫。本课不仅是一节简单电路知识的综合应用课，更是一节着力发展学生科学思维的探究课。承担着引导学生由“连接电路、认识电路”走向“分析电路、推测电路”的重要作用。

教材通过“解暗箱”这一具有挑战性的任务情境，共设置了四个层层递进的学习环节：首先，教材从“怎样判断看不见内部情况的导线是连着还是断开的”这一问题出发，引出“暗箱”任务，并通过检测三个触点的暗箱，指导学生初步掌握借助外部现象推测内部连接情况的方法；随后，教材安排学生在简单电路中增加一节电池或一个小灯泡，观察小灯泡亮度的变化，使学生认识到电路检测中除了“亮”和“不亮”之外，还会出现“正常亮”“更亮”“变暗”等不同现象，为后续更复杂的暗箱检测建立认知基础；然后，教材引导学生以小组合作的方式设计四个触点的电路暗箱，并让其他小组进行检测、记录和推测，在实践中进一步运用解暗箱的方法；最后，教材将“解暗箱”的思路由课堂中的电路检测拓展到更广泛的生活情境之中，并通过查阅资料了解电气工程师检查电路故障的方式，引导学生体会这种借助外部现象推测内部情况的方法在现实生活中的实际价值。这一层层递进的学习过程，不仅帮助学生掌握借助外部现象推测内部情况的方法，也有助于提升学生基于现象进行分析、推理和判断的科学思维能力，以及动手操作、记录证据、合作探究的实践能力。

▎ 学情分析

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四年级学生正处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，对解谜、揭秘类活动本身就有着浓厚兴趣，而“解暗箱”将这种兴趣与电路探究相结合，更容易激发学生主动参与学习的热情。在前面的学习中，学生已经接触了简单电路的相关内容，具备一定的电路连接与检测基础，这为本课学习提供了必要准备。但这一阶段学生的认识仍较多停留在直观现象层面，对于根据外部现象推测内部结构的思维方式尚不够成熟，尤其在面对灯泡“变亮”“变暗”“亮度不变”等较复杂现象时，分析和判断还存在一定难度。同时，学生虽然乐于动手和合作探究，但在依据实验现象进行分析、推理和判断时，逻辑思维还不够清晰，尚需教师在探究过程中加以引导。基于此，本课教学既要借助“解暗箱”这一任务情境激发学生的探究兴趣，又要在活动过程中注重分析、推理与判断等思维方式的渗透，推动学生科学思维的发展和探究实践能力的提升。

▎ 教学目标

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科学概念

1.知道什么是暗箱。

2.知道不同电路连接会产生不同现象。

科学思维

1.能根据检测装置中灯泡的亮、灭、明、暗情况，对暗箱进行合理推断。

2.能对检测过程和结果进行评估与反思。

探究实践

1.会用检测装置检测暗箱各触点之间的连接情况。

2.能有顺序地进行检测和记录，不遗漏。

3.能结合学习要求自主设计并制作简单的暗箱。

责任态度

愿意去探究暗箱中的秘密，并延伸到生活中，感受科学学习的乐趣。

▎ 重点与难点

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重点

根据现象推测暗箱里的电路连接情况。

难点

有顺序地进行测试和记录，不遗漏。

▎ 教学准备

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教师电路暗箱、电路展示贴板、多媒体课件

学生暗箱、开关、导线、小灯泡、电池、三点”暗箱探究方案、暗箱设计活动单

▎ 教学课时

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2课时

▎ 教学过程

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（一）明确任务，导入新课

1.教师出示两根导线。提出任务：两根中有一根存在“断裂”，你能在不拨开绝缘胶带的情况下，判断出哪一根存在“断裂”？

2.学生思考，得出结论：可以用“电路检测器”来判断，“电路检测器”需要有电源、小灯泡等。

3.交流讨论如何使用“电路检测器”进行检测：将两根导线分别接入“电路检测器”，观察小灯泡是否亮。

4.追问：为什么能通过小灯泡的亮与不亮来判断导线是不是“断”的。

5.教师出示事先做好的“电路检测器”，利用“电路检测器”进行检测两根导线的情况。

（提醒：检测导线前，需要检查“电路检测器”是否正常工作。）

6.教师验证检测结果。

◆ 设计意图：通过“不松手，判断手握的导线哪根存在断裂”引导学生迁移利用简单电路检测导体与绝缘体的方法，同时让学生初步意识到通过观察小灯泡的明暗情况可以推测导线内部连接情况。

（二）任务进阶，聚焦暗箱

1.谈话：像导线这样，内部的组成和结构无法直接观察的东西，我们把它称为“暗箱”；而通过“电路检测器”中小灯泡的状态来推测导线是否存在“断裂”，这种方法我们称之为“解暗箱”。

2.聚焦：除了导线“暗箱”以外，我今天还带来了另一种暗箱。

3.出示“三点”暗箱：这是一个“三点”暗箱，它有三个接触点。现在我要在不打开“暗箱”的情况下，知道它接触点之前是否有导线连接，我可以怎么做呢？

4.组织学生依据检测方案设计单，围绕“如何检测暗箱内电路的连接方式”展开讨论，并汇报各自的方案。

5.追问：这个暗箱有三个接触点，怎么检测才能做到不遗漏接触点呢？

6.学生自由发言：按照顺序检测。（1-2，1-3，2-3）

7.交流：在检测过程中，我们还需要注意些什么？

8.教师出示实验注意点：

不能打开暗箱

“电路检测器”在使用前先自检；

按顺序检测，不漏检测点；

根据现象，及时完成记录单；

检测结束，整理实验材料。

9.学生活动进行检测暗箱，并完成记录表，教师巡视并指导学生正确进行实验。

10.打开暗箱验证各自检测结果，以小组为单位汇报各自检测结果是否正确。

◆ 设计意图：聚焦什么是暗箱，知道利用简单电路检测暗箱的方式叫做“解暗箱”；通过探究活动—解“三点”暗箱，强化利用简单电路中小灯泡亮度变化情况推理暗箱内电路连接的方法，同时引导学生为了漏掉检测点需要有序检测，进一步规范检测方法。

（三）拓展电路，深化探究

1.教师出示一个“四点”暗箱。请一位学生检测。

结果：某两个接触点间小灯泡变暗；某两个接触点间小灯泡有时不亮，有时很亮。

2.交流：出现这样的情况，接触点之间可能连接了什么？

3.教师组织学生将一个小灯泡和一节电池分别联入简单电路，观察灯泡的发光情况。

4.学生活动结束，汇报实验结果：简单电路中增加一个灯泡，小灯泡的亮度变暗；简单电路中增加一节电池，小灯泡可能变更亮，也可能不亮。

5.交流：如何能够准确的检测出接触点间是否连接了电池。

检测时，需要交换检测。

再次检测“四点”暗箱，并打开验证。

◆ 设计意图：通过在简单电路中增加一个小灯泡或者一个电池是一个控制变量法的微型实践。学生在改变一个变量：增加电池或灯泡时，需要保持其他条件不变：的电池、灯泡、导线，让其更清晰地将将小灯泡亮度变化归因于所增加的元件。这个亲身的体验，将“暗箱”这个抽象问题，转化为一个有明确探究目标的具体问题：“我如何利用小灯泡亮度变化，去推测里面到底藏着什么？”不仅激发了后续活动的内在动机，也使“解暗箱”变成一个应用已有知识解决新问题的挑战，而非被动的“推理”游戏。通过确保学生的推理是建立在坚实的、亲自验证过的科学原理之上，并将推理过程从“猜”提升到“有依据地推断”的科学思维水平。它让“解暗箱”从一个游戏，升华为一次真正的科学探究实践。

（四）分组制作，巩固新知

1.教师提问：你们想知道，暗箱是如何制作完成的吗？

2.教师演示将小灯泡/电池/导线连入暗箱内。

3.教师：你们想不想自己设计一个暗箱？

4.学生；想。

5.教师布置任务：设计一个暗箱，其接触点之间连接导线、小灯泡、电池这三个元器件中的任意两个。

6.教师讲解设计要求：

在电池、小灯泡、导线中任意选择2个；

两个接触点之间只能连接1个元器件；

（图片介绍错误的连接方式）

根据讨论结果，及时完成设计图；

7.分小组进行暗箱的设计，教师巡视并指导。

8.待完成设计图后，按设计图制作暗箱。

9.检验制作效果是否与设计一致：学生利用电路检测器，检测各接触点之间的情况是否与设计图一致。（如不一致，及时进行修改）

10.解暗箱大挑战：请各小组按照要求交换暗箱，并进行检测其暗箱内部连接。

要求：

1.6组交换，2、5组交换，3、4组交换；

先自检，确保检测器正常；

检测中不打开暗箱；

检测时，注意检测顺序，交换检测；

根据现象，及时完成记录单；

检测结束，整理实验材料。

11.学生按要求检测，教师巡视并指导。

12.交流：把推测的电路连接图与暗箱设计图进行比较，如不相符，找出其中的问题和可能的原因。

13.打开暗箱验证最终推测。

◆ 设计意图：帮助学生建立“内部结构决定外部现象”的系统观念，理解要推测的是另一小组设计的物理实体，而非虚拟谜题。制作暗箱时，学生作为“设计者”内化电路可能性，作为“探究者”进行有序检测，这一过程让其意识到有计划地组合检测能收集完整证据链，培养系统性思维和实验设计能力。 同时制作暗箱到相互检测暗箱，通过“设计者”与“探究者”双重角色的体验，构建了一个完整的认知过程：设计→制作→检验→解箱→比对，这个过程将动手实践、工程思维、科学推理和反思评价无缝衔接，使学生不仅学会了“怎么推测”，更深刻地理解了“为什么可以这样推测”以及“推测得对不对该如何判断”，从而全面提升了科学探究的核心素养。

（五）总结归纳，延续学习

1.总结：今天我们研究了暗箱，学会了“解暗箱”，也就是根据外在现象推测内部结构。这是科学家常用的探究方法。

2.作业：课后，请查阅相关资料，了解电气工程师是如何检查电路故障的。

▎ 板书设计

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END

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