1、第一单元3.材料与保温教学设计【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
2、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
3、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】(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
4、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
5、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: 如何保证实验的科学性或者说公平性; 实验时我们应该观察哪些内容? 如何记录? 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
6、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
7、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
8、根据大家的建议进行了修改。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_;最后_。 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
9、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
10、. 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
11、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。【教学反思】本课充分体
12、现了实验材料和方法的多样性,让学生自由选择实验材料自行设计实验,学会用对比实验的方法来研究哪种材料传热快,哪种材料传热慢,交流时再请其他小组的同学评价“他们的方案是否科学? 还可以怎样完善?”学生通过共同交流,互相补充,制订出切实可行的实验方案,充分体现了学生的主体地位。 但本节课有一些小组的参与度不够,尤其在交流论证环节,在小组合作学习上,还需进一步引导。【总结点评】科学课实验的比重大,干扰因素多,再加上学生年龄特点的影响,实验时往往会出现“热闹非凡”的现象。 本课采取先设计再指导的实验指导策略,学生与学生之间、组与组之间通过相互质疑、相互建议来改进和完善实验,教师再给予适当的指导,取得了较好的实验效果。略显遗憾的是,实验后迁移应用环节处理得较为仓促,可以再让学生联系冷藏箱的具体制作任务,谈一谈如何选材,真正起到学以致用的效果,提升学生的科学素养。
