第一单元冰淇淋冷藏箱1.热传递【教学分析】《热传递》是第一单元第一课，是整个单元学习任务和制作活动的总引领,也是探究问题能力的第一次集中训练,同时也是后续深入学习热传递内容的知识基础。本课借助学生熟悉的冰淇淋融化场景,引导学生学习如何从变化的条件和原因的角度,将自己感兴趣的疑问转化为可探究的科学问题。然后通过利用生活中物体与物体间的热传递现象,以及酒精灯加热铜棒、蜡环掉落等可视的、直观的实验现象来探究热在物体间及物体内部的传递;最终使学生通过探究形成共识:热可以在物体间和物体内传递,通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体温度高的部分传向温度低的部分。通过中年级学段“小小气象员”“冷与热”等单元的学习,学生对冷热现象的认识、温度计的使用、热对物体状态的影响等已经形成了较为正确的概念。但受日常生活经验及思维特点的影响,在热传递的方向、方式以及材料、结构等因素对热传递速度的影响等方面还缺乏全面、正确的认识和理解。比如有的学生认为冬天室外的金属把手摸起来很凉,是因为金属把“冷”传递给了手;“热”可以传递,“冷”也可以传递;冷热必须通过接触才能传递;等等。这说明学生还不理解温度与热传递现象的关系。而且多数学生潜意识中认为热传递就是两个物体间的热量传递,忽视热在同一物体内的传递。【教学目标】(1)能从冰淇淋变化的条件和原因等角度提出可探究的科学问（2）小组合作,利用不同材料,设计实验探究热传递的方向。(3)通过小组、班级的交流活动,对实验现象或数据进行推理分析,知道通常热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传到温度低的部分。【教学准备】分组材料:铁架台、酒精灯、温度计、火柴、试管夹、隔热手套、铜棒、圆铁片、蜡环、白凡士林、蜡烛等。【教学过程】(1)导入师:(课件出示冰淇淋融化图片)现在外卖非常方便……炎热的夏天,冰淇淋外卖一定很受欢迎。但是外卖送到消费者手上需要一定的时间,而冰淇淋又非常容易融化,所以很容易影响消费者的体验。这个单元,我们就围绕制作“冰淇淋冷藏箱”的任务,来了解更多和热有关的知识及其在生活中的应用。(2)提出问题,技能训练。师:关于冰淇淋的融化,我们知道些什么?有哪些想要研究的问题?生:因为外面温度高,所以冰淇淋才会融化。师:你还想研究哪些问题呢?生:怎样让冰淇淋融化得慢一些?师:(板书:学生提出的这一问题)我们提出的问题最好是能够用观察、实验、查阅资料、调查等方法来研究的问题。我们来分析一下你提出的这个问题:“怎样”指向的应该是关于具体方法的假设,但是你的问题里面有没有具体的方法呢?生:好像没有。师:那说到具体方法,大家觉得怎样才能使冰淇淋融化得慢一些呢?生:降低冷藏箱的温度。师:这可能是一种方法。老师根据你的想法,把我们之前提的问题这样修改一下:降低冷藏箱的温度能不能让冰淇淋融化得慢一些?大家觉得问题这样修改之后有什么好处?生:更具体了,感觉实验都有了。就是用一个温度高的冷藏箱,一个温度低的冷藏箱,观察冰淇淋在哪个冷藏箱里面融化得更慢。师:你的反应很迅速。12\n如果我们的问题里涉及具体方法,解决问题的方向就更明确,这样的问题就更适合探究。我们还能再提出一个这种可以探究的问题吗?生:在冷藏箱外面包上一层布会不会让冰淇淋融化得慢一些?师:我们提的问题可探究性越来越强了,给我们强大的学习能力点赞。大家还有别的想研究的问题吗?生:……(3)回顾生活,搜集证据。师:刚才大家尝试从冰淇淋变化的条件角度提出了两个可以探究的问题,这种提问题的方式非常好。受大家启发,我也有一个问题,想请同学们帮助解决。温度高于0℃时,冰会融化,可是冰淇淋的温度本来是低于0℃的,它为什么会融化呢?生:因为冰淇淋的温度会升高。师:冰淇淋的温度为什么会升高呢?生:有热传递。师:你懂的可真多。你认为是有热传给了冰淇淋,所以它的温度才会升高,是这样吗?那热是从哪里来的呢?生:热是从装冰淇淋的冷藏箱那里来的。师:也就是说,热可以从冰淇淋冷藏箱传递给冰淇淋。生活中还有其他类似的现象吗?生:中午打饭的饭盒,摸起来很烫,说明热从饭传给了饭盒。师:摸起来很烫,那说明热还从饭盒传向了谁?生:手。师:还有类似的现象吗?生:冬天用暖手宝暖手,暖手宝把热传给了手。生:烤火的时候,火把热传给了身体。师:大家举出了很多例子,那谁能能用一句话来总结一下吗?生:热可以从一个物体传递给另一个物体。(4)设计实验,合作探究。师:总结得很好。热可以从一个物体传递给另一个物体,这种现象就叫热传递。(板书:热传递)师:热可以在一个物体和另一个物体之间传递,那么热可以在一个物体的内部传递吗?生:可以。师:能说一说你的依据吗?生:我还没有找到依据。师:好,那让我们通过实验来探究一下。这是一根铜棒,如果我们用酒精灯加热它,热会从火焰传向铜棒,那么铜棒中没有与火焰接触的部分会变热吗?生:加热的地方先热,其他地方也慢慢热起来。师:(课件出示实验材料图片)今天的材料超市里,老师为大家提供了很多材料,有铜棒、圆铁片、酒精灯、火柴等。这些材料可以帮助我们证明自己的猜想吗?大家有没有什么好方法能够证明热可以在物体内部传递呢?请同学们以四人小组为单位,先简单讨论一下,最好能写出大概的实验方案。(学生分组讨论如何证明热在铜棒中的传递过程,并用文字、图画或符号表示出大概的实验设计方案)师:谁来汇报一下你们的实验方案?生:这是我们的实验方案。我们在铜棒的不同位置放两支温度计,观察温度的变化,如果热不能在铜棒内传递,离火比较远的地方就不会热,温度就不会升高;如果热可以在铜棒内传递,加热后,没有与火焰接触到的地方温度也会升高。师:介绍得非常清楚,特别是把观察的内容和自己的猜想联系起来,这样实验目的就很清晰了。其他组还有补充的吗?师:还有用其他材料的小组吗?生:我们想选择蜡环。12\n先把铜棒固定在铁架台上,再把蜡环依次挂在上面,用酒精灯从这里加热,观察热是怎样传递的。师:你们为什么要选择蜡环呢?生:蜡环是用蜡做的,蜡遇热会熔化。蜡环熔化说明热传到这里了。师:这个方案真好。热的传递本来是一个不容易直接观察的过程,经过你们的设计,就能通过蜡环的变化观察出来了。你们认为蜡环会怎样掉落?生:离酒精灯近的先掉,远的后掉。师:大家提出了不同的方法,还有小组想使用金属片,也是可以的。如果我们的猜测是成立的,金属片上的蜡可能会怎么变化?生:离酒精灯近的先熔化,远的后熔化。师:是不是这样呢,我们还是要用实验来验证一下。但不管是怎样进行实验,老师都要提醒大家,时刻牢记两个问题:(课件出示)实验时一定要注意安全。②如果我们的猜测是成立的,可能会出现哪些现象?(学生分组研究热在金属棒、金属片中的传递)(5)交流分析,得出结论。师:通过刚才的实验,我们发现热是怎样传递的?哪些现象或数据能够支持我们的观点?生:我发现热在铜棒中是从离酒精灯近的地方逐步传向离酒精灯远的地方。师:你们是怎么知道的?生:离酒精灯近的蜡环最先掉下来,然后是中间的掉,最远的那个最后掉。师:看来蜡环掉落是有一定次序的,这个次序和热在铜棒内的传递有什么关系?生:酒精灯把热传给了铜棒,铜棒又把热传给了蜡环,热在铜棒内继续传递,后面的蜡环遇热熔化再掉落。热传递的方向和蜡环掉落的次序是一致的。师:还有要分享的吗?生:我们还发现最后一个蜡环掉得晚,第一个蜡环很快就掉了。师:这说明什么?生:热传递的速度不同,离火越近的传递速度越快。师:离火越近,它的温度越怎样?哪一组使用的是温度计?给大家汇报一下你们的发现。生:离火越近,升温越快,温度越高,这是我们的温度记录,大家看,这里的温度最高;离火越远的,一分钟内温度的变化越慢。而且我们还发现,我们把酒精灯熄灭之后,温度还在升高。师:那可能是什么原因呢?生:热还在传递。前面的温度还没降下来,还是比这里(离酒精灯远的一侧)的温度高。师:那谁能总结一下,热是从哪里传向哪里?生:热从热的地方传向冷的地方。师:还可以怎么说?我们表示冷热程度时可以用哪个科学词汇?生:温度,热从温度高的地方传向温度低的地方。师:通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传向温度低的部分。传递热的方式有很多,比如我们今天主要研究的就是固体中的主要传热方式———热传导。后面我们还会学习热的其他传递方式。【教学后记】12\n2.热的传递方式【教学分析】本课继续沿用冰淇淋融化的问题情境,从太阳下的冰淇淋融化得更快这一现象,引发学生对“太阳是如何把热传递到地球上的”这一问题的兴趣,培养问题意识,激发研究兴趣。接着利用灯泡发热体验热传递的感受,体会热辐射的传热特征,初步认识太阳把热传递到地球表面的方式。活动二通过引导学生回顾烧开水的经历,设计实验借助茶叶观察加热过程中水的流动方向,初步建立对流的概念。在有关“热对流”的探究中,学生将再一次体会借助合适的材料来证明猜想,观察不容易观察到的现象。最后以任务发布的形式,引导学生进一步探究影响热传递快慢的因素,鼓励学生用学到的科学知识来解决实际问题———制作更保温的冷藏箱,体会“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。【教学目标】(1)在亲身体验和教师讲解中,理解热辐射是热从热源直接散发出去的传热方式,它可以不借助任何物质传递热。(2)小组合作完成实验,观察水受热流动的现象,认识热对流的特点,知道热在液体和气体中的主要传递方式是热对流。【教学准备】演示实验:100W的白炽灯泡、220V的交流电源。分组实验:温度计、酒精灯、烧杯、陶土网、三脚架、茶叶、木屑等。【教学过程】(1)回顾旧知,提出问题。师:回忆上节课我们所学的知识,谁能来解释下冰淇淋融化的原因。生:冰淇淋融化是因为热传递。师:热从哪里来?生:太阳传递给冰淇淋的。所以太阳下的冰淇淋融化得更快。(2)体验热辐射。师:太阳的热是怎样传递过来的?这节课就让我们一起探究热的传递方式。(板书:热的传递方式)师:让我们先通过一个小活动来体验一下吧。应该有部分同学体验过,这是一个100W的白炽灯泡,现在我们给它通上电(给白炽灯通电),两分钟后,老师邀请一部分同学,像这样把手慢慢靠近灯泡(老师示范),停在离灯泡大约10cm的地方,体会手的感觉。大家明白了吗?师:体验的时候,有没有什么要特别注意的?生:手不能离灯泡太近,可能会烫着。师:对,实验安全是进行科学观察的前提。请同学们观看温馨提示。(课件出示)(学生观看安全提示,等待通电完成)师:老师请第2小组的同学来前面近距离体验,注意手不要离得太近,眼睛也不要长时间看灯泡,脚下的电线也要注意。(学生体验)师:请这组同学给大家说说他们的感觉吧。生:手能感觉到热,离得越近手感觉越热。师:其他同学的感觉呢?生:我也是这种感觉,一开始我没感觉到热,后来老师提醒我可以离得更近一点,我才感觉到热。师:看来大家的感觉都一样,有什么想知道的问题吗?师:老师有一个问题,像这样灯泡传热的方式和我们拿着热水杯暖手的传热方式一样吗?如果不一样,哪里不同?生:拿着热水杯暖手时,我们的手是直接接触热水杯的,刚才我们的手并没有直接接触灯泡。师:大家同意他的发现吗?灯泡并没有接触到手,它的热是怎样传递给手的呢?请同学们齐读教材第7页的“资料卡”。12\n(学生阅读)师:灯泡的热是怎样传递给手的呢?生:通过热辐射的方式,直接传递给手。师:热辐射有什么特点?生活中有哪些现象是热辐射?生:热辐射是热从热源直接散发出去的,它可以不借助任何物质。像太阳给地球传递热的方式就是热辐射。师:理解得非常正确。还有哪些现象是热辐射?生:火,人站在火边烤火,也是热辐射。师:通常所有物体都会向外辐射热量。这种热从热源直接散发出去的传热方式就叫热辐射。(板书:热辐射)(3)设计实验,观察热在水中的传递。师:同学们在家中烧过开水吗?热在水中是怎样传递的呢?师:请大家结合材料超市中的材料,在小组里先讨论一下,水是怎么变热的?怎么证明我们的假设?然后把你们的猜想和实验方案填写在《学生活动手册》第3页“热在水中的传递实验记录表”中。(学生分组讨论)师:谁来说一说,你们认为水是怎么变热的?又计划如何进行实验?生:我们认为,烧水时,火先使烧杯变热,然后贴近杯子底的水再热,然后再是上面的水变热。师:你们准备怎么证明呢?生:我们打算使用温度计,一个放在杯底,一个放在上面,看看哪个温度先发生变化。师:看来是借鉴了上一节课的经验,挺好。其他同学认为这个方案还有没有需要完善或修改的地方?生:温度计应该同时放入、同时观察,并且我觉得不能挨着杯底,不然测量的可能是杯子的温度,最好是稍微向上一点。师:你们觉得有道理吗?生:这个想法好,待会儿实验的时候我们就把温度计稍微往上放一点。师:老师建议你们可以把一支温度计放在底部靠近边缘的地方,另外一支放在中间靠上的部位。其他小组还有要修改的或者还有其他方案吗?生:我们打算通过观察木屑在水中的变化现象来推测热在水中的传递过程。师:能不能具体解释下?怎么想到要用木屑?木屑的作用是什么?师:想一想烧开水的经历,水在加热的过程中会怎样?生:一开始会冒小气泡,然后是中间来回翻滚的大气泡。师:我是不是可以理解为水在加热过程中会流动?如果是这样,那么木屑会怎样变化?生:水会带动木屑一起运动,我们就能根据木屑的运动方向判断水的运动方向。师:真棒!水是无色透明的,不容易判断它的流动方向,但是我们可以借助其他物质让它的流动看得见。到这里,我看同学们都迫不及待了,老规矩,实验前先看要求,谁来给大家读一读。(课件出示实验要求:不要动烧杯,以免烫手;使用温度计前先检查再固定位置观察;正确使用酒精灯;可以用示意图的方式简要描述热在水中的传递过程)学生分组实验,观察哪个地方的水先热)(4)汇报交流。师:哪个组来描述热在水中的传递过程?生1:水在加热过程中,水里的茶叶不停地上升、下降、再上升、再下降,持续循环。(板书:上下循环、相对流动)生2:我们发现,中间的先热,温度先上升,边缘后热,不是我们原来认为的离烧杯壁近的水先热。师:这说明了什么?生:这说明水在加热过程中,中间先热,四周后热。师:中间的水热起来之后呢?向哪流动?生:中间的水热起来之后向上升,上面的水从四周向下降,这样上下不停地循环流动。师:这就是我们这节课研究的热传递的另外一种方式———热对流。(板书:热对流)12\n热在水中就是通过上下循环、相对流动的方式传递的。下面的水受热后上升,上面比较冷的水下降,下降的水受热后又上升,这样通过冷水和热水的相对流动,整杯水就变热了。不但是水,还有空气也是主要用热对流的方式来传递热的。请同学们认真阅读教材第8页的“资料卡”和下面的结论部分。(5)小结提升。师:说一说,通过阅读你都知道了什么?生1:我知道热以不同的方式传递,热传递的方式有热传导、热对流、热辐射。生2:我知道相互接触传递热的方式是热传导,可以不通过任何物质传递热的方式是热辐射。生3:液体和气体内部传递热的方式是热对流。生4:不管是哪种传递方式,都是从温度高的地方传向温度低的地方。师:大家理解得都非常正确。其实,生活中,很多时候这三种热传递方式并不是独立存在的,而是相互融合同时存在的。这是我们房间的暖气片,冬天我们利用它取暖,想一想,这里有几种热传递方式?生:空气是对流传热,暖气片直接散发热量是热辐射。师:有热传导吗?生:有,暖气片里的热水把热传给暖气片。师:是的,这里面就有三种不同的传热方式。这样的例子在生活中还有许多。处处留心皆学问,生活中到处都是科学秘密。还记得我们的冰淇淋冷藏箱吗?要想让冰淇淋融化得慢一些,就要想办法阻止热传递,想办法保温。下一节课,我们将进一步探究影响热传递快慢的因素,为完成我们的制作任务打牢基础!大家在课下的时候可以先想一想冷藏箱的保温效果可能会跟哪些因素有关。【教学后记】3.材料与保温【教学分析】本节课是在学生了解热传递的不同方式、掌握一定的实验设计与分析能力的基础上,为进一步认识热传递现象,解决“制作冰淇淋冷藏箱”可能出现的科学问题而设计的。本课从制作锅的材料以及冰糕箱上盖棉被现象入手,引导学生尝试从事物的功能角度提出研究问题,掌握将自己的疑问转化为可探究的科学问题的方法,再利用对比实验,研究不同材料对热传递快慢的影响,在传热速度的对比中形成“不同材料的导热性是不同的,有的物体导热性好,是热的良导体,有的物体导热性不好,是热的不良导体”的共识。生活中,学生一般都知道金属的导热性较好,木头、塑料、玻璃等导热性能一般,比较容易区分热的良导体和不良导体。但是,对于哪种常见材料的导热性最好或最差,还是比较模糊,必须通过实验进行探究。通过本课的学习,学生将认识不同材料的导热性能是不同的,进而理解不同导热性能的材料有不同的用途,生活中我们需要根据不同需求选择不同导热性能的材料,不但可以建构更加完善的热传递概念,还有利于培养学生提出问题、设计实验方案、处理信息得出结论的能力。【教学目标】(1)能从材料的功能角度提出可探究的科学问题。（2)小组合作,会利用不同方式设计实验探究不同材料的导热性。(3)能结合实验现象区别热的良导体和热的不良导体。【教学准备】酒精灯、蜡环或火柴、白凡士林或冻黄油、大小和形状相同而材质不同的勺子、粗细相同而材质不同的长条棒(如玻璃棒、塑料棒、木棒、铁棒、铜棒等)、热水、冰块、棉被、烧杯、温度计等。【教学过程】12\n(1)提出问题,技能训练。师:(出示不同样式锅的图片)民以食为天,锅是我们经常要使用的厨房器具。请同学们认真比较,找出这些锅相同的地方,并思考这样设计的意图,可以重点从制作材料和它的功能的关系角度进行比较。生1:锅身都是用金属做的,把手应该都是塑料。生2:有的锅锅身是用玻璃做的。生3:锅身都是用导热性比较好的材料做的,把手都是用导热性较差的材料做的。师:看来你对“导热性”进行过深入了解。同学们能不能从我们的发现中提取出一些可以探究的问题呢?生:哪些材料导热性好?哪些材料导热性不好?师:谁能把他的这个问题再补充得更具体一些?最好能从问题中看出你的解决方案。生:同时加热不同材料的物体,哪些物体升温快?哪些物体升温慢?师:我听出来你想用加热的方法来研究了,给你点赞。大家还想研究哪些问题?生:相同时间内,同时加热铜棒和铁棒,哪个物体升温更快?师:他的这个问题提得怎样?谁来评价一下。生:这个问题更具体,说出了具体的实验材料。师:是的,他非常棒,你也很棒,准确地看出了他的优点。(出示裹棉被的冰糕箱图片)你能根据这幅图,像他一样提出一个具体的可探究的问题吗?生:相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋融化得慢吗?师:真好,我的眼前已经有实验的画面感了。这个问题可以改成用温度计来研究吗?生:可以。相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗?(2)选择问题,设计实验。师:刚才大家提出了一些我们认为可以研究的问题,现在你最想研究哪一个呢?选择一个问题,再设计一个实验方案吧。材料超市中有很多器材,请认真分析这些实验器材,思考如何利用它们来解决问题。设计实验时,请同学们重点思考:①如何保证实验的科学性或者说公平性;②实验时我们应该观察哪些内容?如何记录?③安全上我们还应该注意什么?(学生分小组选择研究问题并讨论自己的实验方案,完成《学生活动手册》第4页的“活动记录”)师:谁来说一说,你们选择了哪个问题?你们的猜想是什么?又是如何计划进行实验的?生:我们选择了的问题是,相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快?我们认为,铜棒最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒还不知道。师:你们准备怎么进行实验呢?生:我们先分别把这些不同材料的长条棒插到这个加热块上面,组装好,给每根长条棒上套上四个蜡环,然后用酒精灯加热这个加热块,观察这四根长条棒上蜡环的掉落顺序。师:其他组的同学认为这个方案可行不可行?还有没有需要完善的地方?生:木棒烧着了怎么办?生:没有直接加热这些材料,应该不会。不过,我们也可以在离酒精灯较近的那一端,裹上锡纸,以防万一。生:那应该给四根长条棒上都裹上相同长度的锡纸。师:给你们鼓掌!还有没有要补充的?师:有选择其他问题的吗?生:我们选择的问题是,相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗?我们认为,裹上棉被的冰淇淋温度上升得慢。我们打算用冰块代替冰淇淋,把冰块分成同样多的两部分,一部分直接放在烧杯里,一部分放在烧杯里,外面再裹上一层厚厚的棉被,再把两支温度计分别插到冰块里,观察冰块的温度变化。师:其他组对这个方案发表下看法?生:都裹上棉被了,还怎么放入温度计?建议先把温度计放进去,再裹上棉被。师:直接在棉被上扎个洞可以吗?师:对观察时间有要求吗?怎么记录温度变化呢?生:每隔两分钟观测一次温度并记录下来。师:刚才每个组都对我们自己的方案进行了精心设计,也根据大家的建议进行了修改。12\n实验前,老师再送给大家几句话,实验时注意安全、分工合作、做好记录,能做到吗?生:能!(学生分组实验,教师巡视指导)(3)搜集证据,得出结论。师:不同材料对热传递的快慢有哪些影响?哪个小组先来汇报一下你们的发现?汇报时,可以参考这样的句式:我们研究的是实验。开始时,我们先观察到;接着;一段时间后。我们的结论是生:我们研究的问题是“相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快?”加热后,铜棒上的第一个蜡环最先掉下来,等铜棒上的第二个蜡环掉下来后,铁棒掉落了第一个蜡环,接着是铜棒上的第三个和第四个蜡环先后掉下来,然后是铁棒上的第二个、第三个和第四个蜡环,这时塑料棒上的第一个蜡环才掉下来。到时间截止,木棒上的蜡环一个都没有掉。我们的结论是铜棒上的热传递最快,其次是铁棒,然后是塑料棒,木棒上的热传递最慢。师:有相同实验的小组吗?你们的发现和这个组的是否相同?生:我们塑料棒和木棒上的蜡环都没掉。师:那你们的结论是什么?生:铜棒上的热传递最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒上的热传递都很慢。师:表扬这两个组,他们都能基于自己的实验现象作出正确的判断。还有哪个组来汇报?生:我们研究的问题是“相同时间内,裹上棉被的冰淇淋(冰块)比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗?”第一次测量时裹棉被与不裹棉被冰块的温度分别是-15.8℃和-14.9℃,两分钟后,裹着棉布的冰块温度变化不大,-15.5℃,但不裹棉布的冰块已经温度上升到-5.6℃。我们的结论是裹上棉被的冰块温度上升得慢。师:结合不同的实验数据,思考材料对热传递的快慢有影响吗?生:有,不同材料传递热的快慢不同。师:大家同意吗?师:我们可以用导热性、导热系数来描述不同材料的热传递快慢。导热性好的材料,相同时间内传递热的速度就快;相反,导热性不好的材料,相同时间内传递热的速度就慢。不同材料的导热性是不同的。金属材料的传热较快,叫作热的良导体;塑料、木头等材料传热较慢,叫作热的不良导体。师:之所以裹着棉被的冰块融化得慢,是因为棉被里有许多不流通的空气,而空气是热的不良导体,所以裹着棉被的冰块温度上升慢。(4)首尾呼应,学以致用。师:想一想,回顾课前我们观察的图片,举例说明热的良导体和不良导体通常分别应用于哪些场合?生1:锅身主要用的是热的良导体,需要尽快地传递热;把手需要用热的不良导体,传递快了容易烫手。生2:盛饭的碗应该用热的不良导体。师:热的良导体适用于需要更快地加热和散热的场合,而热的不良导体适用于需要更好地保温的场合。生活中,我们应该依据不同的需求选择导热性不同的材料。想一想,我们的冰淇淋冷藏箱需要什么样的材料,上网搜索一下常见材料的导热系数,试着为自己的冷藏箱选择一些成本较低、保温效果又好的材料。【教学后记】4.结构与保温【教学分析】12\n借助对双层玻璃窗结构的观察,引导学生从事物结构的角度提出可探究的问题,同时巩固可探究问题转化的方法。通过研究单层、双层结构对热传递的影响,发现结构是影响热传递速度的重要因素之一,达成课标要求。利用资料卡呼应问题情境,解释玻璃窗设计成双层结构的原因。阅读“保温瓶的原理”体会复杂的科学世界,产品设计时应同时考虑多种因素影响。“迁移应用”环节再次提醒学生关注制作任务,利用所学知识,思考冰淇淋冷藏箱的结构设计。【教学目标】(1)能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。(2)能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响,在对温度变化的分析中,知道双层结构可以减缓热传递的速度。(3)能用自己的话解释保温瓶的保温原理。【教学准备】透明塑料瓶(1大2小)、剪刀、胶带、橡皮泥、温水、温度计(2支)、计时器。【教学过程】(1)提出问题。师:(出示双层玻璃窗的细节图)仔细观察这个玻璃窗的设计,想一想为什么要这样设计?你还可以提出哪些问题?生:这个玻璃窗有两层,是双层玻璃窗。师:为什么要这样设计?这样设计有什么好处?生:隔音、隔热。师:和谁相比呢?生:双层玻璃比单层玻璃更隔音、隔热。师:你能利用我们学到的方法,把这个猜想转化成可以用实验来研究的科学问题吗?生:相同时间内,双层玻璃和单层玻璃哪一个隔热效果更好?师:你强调了“相同时间”,这是很重要的一个方面,很好。直接用玻璃来做实验,目前应该有难度。同学们想一想,双层玻璃比单层玻璃隔热更好,造成这种差别的关键因素在于玻璃本身还是它们的结构?生:结构。师:(板书课题:结构与保温)所以我们的问题可以修改成什么?生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构,哪一个隔热效果更好?师:隔热效果怎么评价?谁能把这个问题的评价标准具体一些?生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面的冰块融化速度更慢?师:他的这个问题提得怎样?谁来评价一下。生:很好,用冰块的融化判断哪个隔热好。师:这个问题还可以修改吗?生1:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面温水的温度变化慢?生2:相同时间内,单层结构塑料瓶和双层结构塑料瓶中的温水,哪一个温度变化慢?师:我们的问题越来越便于研究了。那是不是真的和大家所想的一样,双层结构的容器保温效果更好呢?我们接下来就通过实验来验证。(2)实验。师:我们的材料超市里已经为大家准备好了一个单层的塑料瓶和一个双层结构的塑料瓶。请同学们思考,除了这两个不同结构的塑料瓶之外,我们还需要哪些器材?如何才能知道不同结构对热传递的影响?可以四人小组先讨论讨论。(学生分组讨论实验方案,教师巡视指导。)师:哪组先来分享一下你们的实验方案,重点讲清楚收集哪些数据,怎么收集?生:我们组打算在两个结构内倒入同样多的温水,再每隔2分钟用温度计测量两个瓶内温水的温度变化。师:你们组想收集温度变化的数据,每隔2分钟收集一次。其他同学认为这个组把他们的实验方案讲清楚没?大家还有没有什么疑问?生:还应该测量两个瓶内温水的初始温度数据。12\n师:为什么要测量两个瓶内温水的初始温度?生:有可能两个温度不一样,这样会影响实验的科学性。师:考虑得非常严谨,这种控制变量实验,就是要尽可能地控制可能会变化的量。关于这个实验,还有需要补充的吗?师:好,大家可以开始实验了,不过我这里还有几点提示。(出示观察建议)每隔2分钟,同时观察两个结构的塑料瓶内水的温度,计时员负责提醒。②把收集到的温度数据记录在《学生活动手册》第5页。③思考这些数据说明了什么。(学生分组实验,教师巡视指导)(3)处理信息。师:怎样使实验得到的数据变得有用?首先要对这些数据信息进行处理。统计图就是一种非常有用的数据处理方式(出示复式折线统计图)。今天我们就要用这种复式折线统计图来处理数据,大家知道它是怎么绘制出来的吗?请同学们先来观看一段微课。注意它的绘制步骤。(播放视频)师:大家看明白了吗?谁来说一说,复式折线统计图的绘制步骤。生:一共有4步:先画一条横轴和纵轴;第二步,在横轴和纵轴上标上名称和单位;第三步,在两轴上相等距离画出刻度;第四步,交叉描点画线,和一条的折线图的画法是一样的。师:说得非常正确,再提醒一点,我们在分刻度的时候要包括范围内的全部实验数据。大家学会了吗?如果没问题,请同学们练习使用这种方式,处理刚才在实验中收集的温度数据。(学生独立绘制复式折线统计图,教师个别指导)师:比较我们收集到的温度变化数据,哪种结构内的水温下降得慢?生:双层结构。一开始起始温度是一样的,到2分钟时,单层的温度就比双层低了,4分钟更低,一直到实验结束时,两组温度还是单层的低,双层的高。师:其他小组的温度变化趋势和刚才这个小组一样吗?生1:一样。生2:双层结构内水的温度变化趋势比较平缓,温度变化幅度小,单层结构的温度变化幅度大。师:想一想,玻璃窗设计成双层结构有什么好处?生:设计成双层结构温度变化幅度小,更保温。师:玻璃窗设计成双层结构,冬天室外较冷时,可以阻止室内的热向室外传递;夏天室外较热时,可以阻止室外的热向室内传递。这主要是因为单层玻璃窗的内外温差较大,玻璃内外的空气都可以对流,热传递速度也快。而双层玻璃内外温差相对减小,加上中间夹层静止的空气是热的不良导体,所以双层结构的玻璃窗就比较保温了。(4)阅读。师:了解了双层玻璃窗的保温原理,你能推测保温瓶的保温原理吗?(出示保温瓶)请同学们打开课本第12页,阅读“保温瓶的原理”。(学生自主阅读)师:谁来说说保温瓶是如何保温的?生1:瓶口的木塞是热的不良导体,双层结构又减少了热传导和热对流,里面的镀层又阻止了热辐射。生2:保温瓶采用了多种方式来尽可能地降低热传递的速度。(5)迁移应用。师:生活中通常多种热传递方式同时存在,保温就是尽可能减缓热传导、热对流、热辐射的速度。冰淇淋冷藏箱的保温效果与哪些因素有关?和冷藏箱外箱体的颜色有关吗?我们还可以研究哪些问题?同学们可以在课下自由组成研究小组,继续开展研究,为我们制作保温效果更好的冰淇淋冷藏箱做准备。【教学后记】5.制作冷藏箱【教学分析】学生根据已有知识合作制作冰淇淋冷藏箱,在材料的选择和加工中、在结构的设计和完善中,经历完整的产品设计和制作流程,进一步了解了材料性能,完善对热传递现象的认识和理解。12\n冷藏效果比赛既是对产品的检验,也是对制订合理而又全面的评价标准的提升和训练。反思环节应重点关注学生意识培养,制作出产品不是重点,进一步完善产品才是工程技术发展的核心。【教学目标】(1)能根据热传递的原理画出冰淇淋冷藏箱的设计图,同时对自己或他人设计的想法、草图、模型等提出合理的改进建议。（2)能依据设计图选择合适的材料进行加工,完成冰淇淋冷藏箱的制作任务。(3)能制订合理公平的产品评价标准,从多个角度评估分析冰淇淋冷藏箱,并能结合评估结果,提出下一步的改进建议。【教学准备】泡沫塑料、PVC板、三合板、纸板、密封条、尼龙搭扣、胶带纸、海绵、锡纸、布、棉、剪刀、塑料盒、保鲜膜、冰块、温度计、热熔胶;简易的电热切割机、热熔胶枪、电钻等切割工具或黏合工具。【教学过程】(1)设计。师:今天我们的任务是制作一个冰淇淋冷藏箱。怎样设计、制作冰淇淋冷藏箱?请同学们分组讨论设计,记得充分发挥你们的想象,大胆设计。(学生分组讨论,教师巡视并参与讨论)师:大家设计好了吗?哪组先来分享一下。生:我们准备用塑料盒子做内胆,再给里面贴一层锡纸。师:为什么要贴锡纸?生:贴了锡纸可以减慢热辐射。师:思考一下,塑料盒贴了锡纸后,里面的热是不是就不能散发出去了?想一想,夏天的简易外卖箱里面也有锡纸,里面的冰块会不会融化?生:会。师:要减慢外面的热向内传递,还有什么办法?生1:多裹几层。生2:我们想用木板制作个箱子,里面先贴一层锡纸,再用泡沫和布把里面的空间填实。师:这个方法好不好?用泡沫塑料和布是为什么?生1:防止热对流。生2:减慢热传导。师:对。泡沫和布都是热的不良导体,用它们既可以防止热对流,又可以减慢热传导。但如果把里面的空间都填实,用起来方便吗?还有别的办法吗?生:……(2)制作。师:刚才同学们设计了各种各样的冰淇淋冷藏箱。接下来我们就进入制作环节,请各组拿出提前准备好的材料,依据你们的设计图,选择合适的材料开始制作。(出示制作要求:①小组内分工合作;②使用切割工具时注意安全;③要注意卫生,及时整理材料)(学生分组制作,教师巡回指导,关注学生是否需要协助)(3)评价。师:同学们选择的材料各不相同,制作方法也不完全一样,有的小组做完了,有的还在努力。(展示做好的一个产品)请这个组的同学给大家介绍一下,他们是怎样制作的。生:我们用了一个简易的速冻饺子袋,它里面本来就有一层像锡纸一样的东西,我们又用热熔胶粘了一圈的泡沫塑料,粘之前,每块泡沫塑料的内层我们又用锡纸裹了一圈,最后拉上拉链,就做好了。师:老师这里也有一个自己制作的冷藏箱。这两个冰藏箱的冷藏效果如何呢?我们来现场比一比。比赛之前,我先请同学思考一个问题,如何使比赛更公平?需要考虑哪些因素?生:放入同样的冰块,放在同样的位置。师:怎么知道谁获胜了呢?观察什么?生:观察冰块是否融化。12\n师:可以,如果冰块都融化了呢?生:哪个融化得慢、融化得少,哪个获胜。师:对观察时间需要不需要规定?生:每隔5分钟一次,观察冰块融化情况。师:除观察冰块融化状态之外,我们也可以在两个冷藏箱中各放入一支温度计,通过测量初始温度和一段时间后箱内温度的变化判断保温效果。现在老师请这个小组派两个同学来按照我们的设想,把冰块放进去测试冷藏箱的保温效果。这段时间其他小组没做完的也可以接着做,这个组的同学负责观察和记录。师:(5分钟后)现在揭晓比赛结果。请刚才参加效果测试的这组同学来分享一下他们的发现。生:我们组的冰块融化的水大概有15mL,老师的这个融化了20mL。所以我们的冷藏效果应该好一些。师:青出于蓝而胜于蓝。那你们能不能讲讲你们在盒子里都塞了什么?生:中间塞了棉花。师:还可以塞别的材料吗?生:泡沫塑料。师:这些材料有什么共同特点?生:它们都是热的不良导体。师:我们一起来回顾一下,在制作的过程中,我们都使用了哪些有关热传递和保温技术的知识。生1:贴锡纸可以减少热辐射。生2:缝隙塞棉花、泡沫塑料。它们是热的不良导体,可以减慢热的传导。生3:做成双层的,可以减慢热对流和热传导。师:对。我们设计、制作的简易冷藏箱减慢了热的三种传递方式,所以一定能保温。它还能用来做什么呢?生:送外卖,饭不凉。师:你平时观察得真仔细。这些措施,既能减慢热从外向内传递,同时也能减慢热从内向外传递。(4)反思。材料不同、制作方法不同,保温效果也不一样。想一想我们还能怎么改进我们的冷藏箱?什么样的冷藏箱是最好的?请同学们结合其他组的作品,课下继续完善我们的冷藏箱。【教学后记】12
