2022年新教科版五年级下册科学 教学设计 4.7《做个保温杯》教学设计 【教材简析】 本课旨在探究保温杯和保温瓶内胆的原理，揭示其中关于热的物理规律。保温杯一般是陶瓷或不锈钢的，设计有真空层，顶部带盖，密封严实，是从热传递的多个方面去研究设计的，做到尽量减少热量的损失，从而达到保温的效果。 本课所设计的活动其实是观察常用材料的导热性能，说出它们的主要用途，帮助学生更深入地了解生活中保温、散热等技术的应用。本课有三个活动：活动一是将同样多的、相同温度的热水倒入不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯中，测量哪一杯水凉得慢，让学生认识到金属吸热快，散热也快，是热的良导体；塑料吸热慢，散热也慢，是热的不良导体。活动二是测量比较各种方法的保温效果，让学生根据已掌握的知识和生活经验对各种材料的保温效果进行观察比较，明白制作保温杯该选用什么材料比较合适。第三个活动是选择合适的材料制作一个保温杯，并通过存放冰块，检测保温杯的效果。设计制作一个保温杯可以作为本单元的一个嵌入式的评价内容。可以让学生认识到任何设计都不是完美的。一个设计在某一方面是最好的，在其他方面可能就有缺陷。在设计时，如成本、安全性、外观、环境影响以及方案失败等其他因素也是需要考虑的。 【学情分析】 通过前几课对热传导的深入观察研究，学生们已经认识到热总是从温度较高的部分传向温度较低的部分；认识了热在固体中的传递特点，并比较研究不同材料制成的物体的导热性能。本课所设计的活动其实是对热的良导体与不良导体的解释和运用，帮助学生更深入地了解和掌握哪些材料是热的良导体，哪些材料是热的不良导体。 【教学目标】 科学概念目标 1.热的不良导体可以减慢物体热量的散失。 第 1 页 共 7 页 2.空气是一种热的不良导体。 3.保温、散热技术在生活中被广泛应用。 科学探究目标 1.根据热传递的原理设计制作保温杯。 2.研究哪种保温方法保温效果较好。 3.尝试自主设计产品，在研究后改进产品。 4.创作科学小论文等呈现保温杯探究的过程与结论。 科学态度目标 1.激发设计研究保温杯的兴趣，能不断进行尝试和创新。 2.关注他人的探究成果，乐于分享自己的探究经验。 科学、技术、社会与环境目标： 1.了解生活中常见的保温制品，体会它们给人类生活带来的便利。 2.讨论技术包括人们利用和改造自然的方法、程序和产品。 3.感受到科学家与工程师的工作可以推动科学的发展与技术的进步。 【教学重难点】 重点：根据热传递的原理设计制作保温杯。 难点：研究哪种保温方法保温效果较好。 【教学准备】 学生准备：不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯、热水、温度计、配套的杯盖、泡沫塑料、毛巾、一些包裹杯子的材料、冰块、实验记录表、学生活动手册。 教师准备：保温瓶内胆。 【教学过程】 一、聚焦 1.出示教科书73页图片：冬天喝热水，让我们更舒适。 2.提出问题：怎样让热水盛在杯子中不容易变冷？ 设计意图：学生通过观察生活中熟悉的图片，激发研究热传递的兴趣，并由学生自己提出想研究的问题，避免学生被动学习，体现出学生学习的自主性。 二、探索 （一）活动一：测试比较各种保温效果的方法 1.今天老师带来了三种杯子，知道这些杯子分别是用什么材料制成的吗？ 第 2 页 共 7 页 2.如果在杯中倒入同样多的、相同温度的热水，你们觉得哪个杯子中的热水会凉得慢一些？ 3.学生做出猜测，并说出理由。 4.学生实验，交流汇报：用手捂在不同材料的杯壁上有什么不同的感觉？是什么原因引起的？ 5.小结：热的良导体吸热快，散热也快，所以水温降得快；热的不良导体吸热慢，散热也慢，所以水温降得慢。 6.讨论：怎样使杯中的水凉得慢一些？有哪些方法？ 7.小组交流，老师板书。（预设五种方法：无盖、加盖、外包毛巾、加盖+外包毛巾、嵌入泡沫塑料） 8.提问：你们认为哪种保温方法最好？ 9.讨论：实验中应该注意些什么？怎样比较才公平？（预设：倒入杯内的水量和水温、测量水温的时间、放入温度计的时间、温度计的初始温度是否相同） 设计意图：学生依据自己提出的问题进行讨论，设计方案，探讨制作保温杯的方法，体验设计的程序和方法。 10.课件出示实验注意问题，实验记录表。 11.学生开展实验活动，教师巡视指导。 设计意图：给学生提供充足的实验时间，让学生按照自己的设计进行实验探究，在探究过程中发现问题，解决问题。 12.师生交流实验结果。 （1）不同材料的杯子保温效果研讨（组内不同材料的比较）。 ①展示实验记录表，观察数据，发现了什么？ ②思考：这些发现能说明什么？ ③生活中有哪些实际运用？ 设计意图：通过小组内不同材料的杯子在相同时间里降温实验的比较，了解不同的材料传热能力也不同，进一步认识热的良导体和热的不良导体。 （2）相同材料保温效果研讨（不同小组间相同材料的比较）。 ①展示实验记录表，观察数据，发现什么？ ②思考：这些发现能说明什么？哪种保温方法是最有效的？ ③生活中有哪些实际运用？ 第 3 页 共 7 页 设计意图：通过相同材料不同保温方法的比较，了解保温杯的保温原理，并对热的良导体与热的不良导体进行解释和运用。 （二）活动二：制作一个保温杯 1.提出问题：如何制作一个保温杯？ 2.课件出示材料与制作要求：选择合适的材料制作一个保温杯；杯外包裹物厚度不超过3厘米。 3.讨论：小组讨论制作保温杯的方法。 4.交流：交流各组制作保温杯的方法，并交流实验中应注意的事项。 5.制作：小组选择合适的材料制作一个保温杯。 6.测试：在杯中存放冰块，测试和比较各组保温杯的保温效果。 7.展示：观察比较各组保温杯的制作方法，分析自制保温杯的优缺点。 设计意图：学生通过经历设计——制作——测试——展示等一系列完整的活动过程，逐步培养孩子发现问题、解决问题的科学实践能力。 三、研讨 1.提出问题：制作保温杯时，我们需要从哪些方面考虑减少热量的传递？ 2.师生交流设计的内容，并动手检测实际效果，交流分析观测的效果。 3.进一步设想，我们还可以做哪些方面的改进？ 设计意图：通过实验和记录，学生获得了数据。通过分析这些数据，引发学生深入思考，保温只能减缓物体温度的变化，而不能保持原来的温度。 四、拓展 1.教师出示保温瓶的内胆以及课件图片。 2.学生了解保温瓶内胆的设计原理。 3.教师提出课外科学调查任务，在生活中发现更多的保温技术和散热技术。 设计意图：把保温瓶的结构与功能联系起来，不仅增加了学生对于科学的探究兴趣，更让知识的整理和技能的培养有了实实在在的可行性。 【板书设计】 第 4 页 共 7 页 4.7《做个保温杯》教学设计2 【教学目标】 科学知识目标 1.知道热的不良导体可以减慢物体热量的散失。 2.知道空气是一种热的不良导体。 3.知道保温、散热技术在生活中被广泛应用。 科学探究目标 1.根据热传递的原理设计制作保温杯。 2.研究哪种保温方法的保温效果较好。 3.尝试自主设计产品，在研究后改进产品。 4.创作科学小论文等呈现保温杯探究的过程与结论。 科学态度目标 1.激发设计研究保温杯的兴趣，能不断进行尝试和创新。 2.关注他人的探究成果，乐于分享自己的探究经验。 科学、技术、社会与环境目标 1.了解生活中常见的保温制品，体会它们给人类生活带来的便利。 2.讨论技术包括人们利用和改造自然的方法、程序和产品。 3.感受到科学家与工程师的工作可以推动科学的发展与技术的进步。 【教学重难点】 重点：根据热传递的原理设计制作保温杯。 难点：研究哪种保温方法保温效果较好。 【教学准备】 为学生准备：不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯、热水、温度计、配套的盖子、泡沫塑料、毛巾、一些包裹杯子的材料、冰块、学生活动手册。 教师准备：保温瓶内胆、教学课件。 一、聚焦 1.引入：(教学提示：出示教材P73图片。)冬天，我们大多喜欢喝热水。怎样让盛在杯子中的热水不容易变冷呢？(预设：用毛巾把杯子包住，可以减缓热量传递；将热水盛放在木杯子里就不容易变冷，因为木材是热的不良导体；把热水盛在保温杯中。) 2.揭题：今天，我们就来做个保温杯，看看怎样能减慢物体热量的传递。(板书：做个保温杯) 【设计意图】针对生活中的常见现象提问，使学生在交流各自想法的过程中认识到保温的原理是尽量减少热的传递，为后面做个保温杯奠定基础。 二、探索与研讨 探索一：比较哪杯水凉得慢 1.提问：(教学提示：出示不锈钢杯、陶瓷杯和塑料杯。)大家观察一下这三只杯子，它们分别是用什么材料制成的？(预设：不锈钢、陶瓷、塑料。)如果在杯中倒入同样多的、相同温度的热水，你们觉得哪个杯子中的热水会凉得慢一些？为什么？(预设：陶瓷杯中的热水凉 第 5 页 共 7 页 得慢一些，因为陶瓷的导热性能很差。) 2.活动：指导学生分组实验，并完成实验帮助卡。 3.讲解：保温就是要尽量减少热量的损失。热的不良导体吸热慢，散热也慢。陶瓷是热的不良导体，它可以减慢热量的散失，因此陶瓷杯中水的温度降得慢。 探索二：交流、测试、比较各种方法的保温效果 1.过渡：怎样使杯中的热水凉得更慢一些呢？(教学提示：出示各种方法保温效果记录表。)表中列举了五种保温方法，你们认为哪种的保温效果最好？(预设：将杯子嵌入泡沫塑料中。)让我们通过实验来验证。 2.提问：实验中哪些因素必须保持相同？(预设：杯子、倒入杯中的水量、水的初温、放置的时间。)你们打算如何进行实验？(预设：先向各杯中倒入等量、相同温度的水，测量出水的开始温度，一段时间后，再测量出各杯中水的温度，计算降温多少。)实验过程中需要注意什么呢？(预设：倒入热水时小心，不要被烫伤；正确使用温度计。) 3.活动：指导学生分组实验，并完成实验帮助卡。 4.小结：盖盖子比不盖盖子的保温效果好，利用热的不良导体——泡沫塑料包裹的方法保温效果最好。 探索三：制作一个保温杯 1.过渡：大家对保温的方法已经有所认识，接下来，我们就利用这些方法来制作一个保温杯。 2.活动：引导各小组讨论保温杯的制作方法，要求杯外的包裹物厚度不超过3厘米。制作完成后，在杯中存放冰块，测试、比较各组自制保温杯的保温效果，分析自制保温杯的优缺点，并讨论需改进的地方。 【设计意图】引导学生先提出猜想，再通过设计实验验证自己的想法，并思考、讨论能使杯中热水凉得更慢的方法，最后按照自己的设计进行实验探究，在探究过程中发现问题，解决问题。 三、拓展与小结 1.活动：阅读教材P75保温瓶内胆原理图，思考保温瓶采用的三种保温方法。 2.讲解：保温瓶内胆做成较小的瓶口并加木塞，是为了防止液面上的气体流动，以减少热传导与热对流；将内胆的夹层空气抽走，变成真空，能够防止热传导和热对流；瓶胆内壁镀银，形成一层反射面，通过反射热辐射，有效降低因热辐射而损失的能量。 3.拓展：请大家课后进行科学调查，了解各种各样的保温技术，有兴趣的同学还可以了解一下散热技术。 【设计意图】在设计制作一个保温杯后，再通过资料阅读，让学生领会到要达到更好的保温效果，需减慢热传递，减缓热对流，减弱热辐射。 四、板书设计 4.7做个保温杯 热的良导体：吸热快，散热也快 热的不良导体：吸热慢，散热也慢 保温就是要尽量减慢热传递 五、教学反思 本课是一节综合运用与探究的课程，引导学生通过实验了解到热的良导体吸热和散热都快，因此保温效果不好；热的不良导体吸热和散热都慢，所以有较好的保温效果。在此基础之上，再设计并制作保温杯。 第 6 页 共 7 页 设计并制作保温杯需要一定的铺垫，因此先引导学生分组实验测试五种保温方法的保温效果，再引导学生动手设计、制作保温杯，并进行测试。在此一系列的活动中，既培养了学生知识运用和动手制作的能力，又提升了学生对控制变量法的运用以及对实验数据整理分析的能力。 第 7 页 共 7 页