本課旨在探究保溫杯和保溫瓶內(nèi)膽的原理，揭示其中關(guān)于熱的物理規(guī)律。保溫杯一般是陶瓷或不銹鋼的，設(shè)計有真空層，頂部帶蓋，密封嚴(yán)實，是從熱傳遞的多個方面去研究設(shè)計的，做到盡量減少熱量的損失，從而達(dá)到保溫的效果。
本課所設(shè)計的活動其實是觀察常用材料的導(dǎo)熱性能，說出它們的主要用途，幫助學(xué)生更深入地了解生活中保溫、散熱等技術(shù)的應(yīng)用。本課有三個活動：活動一是將同樣多的、相同溫度的熱水倒入不銹鋼杯、陶瓷杯、塑料杯中，測量哪一杯水涼得慢，讓學(xué)生認(rèn)識到金屬吸熱快，散熱也快，是熱的良導(dǎo)體；塑料吸熱慢，散熱也慢，是熱的不良導(dǎo)體?；顒佣菧y量比較各種方法的保溫效果，讓學(xué)生根據(jù)已掌握的知識和生活經(jīng)驗對各種材料的保溫效果進(jìn)行觀察比較，明白制作保溫杯該選用什么材料比較合適。第三個活動是選擇合適的材料制作一個保溫杯，并通過存放冰塊，檢測保溫杯的效果。設(shè)計制作一個保溫杯可以作為本單元的一個嵌入式的評價內(nèi)容?？梢宰寣W(xué)生認(rèn)識到任何設(shè)計都不是完美的。一個設(shè)計在某一方面是最好的，在其他方面可能就有缺陷。在設(shè)計時，如成本、安全性、外觀、環(huán)境影響以及方案失敗等其他因素也是需要考慮的。
【學(xué)情分析】
通過前幾課對熱傳導(dǎo)的深入觀察研究，學(xué)生們已經(jīng)認(rèn)識到熱總是從溫度較高的部分傳向溫度較低的部分；認(rèn)識了熱在固體中的傳遞特點，并比較研究不同材料制成的物體的導(dǎo)熱性能。本課所設(shè)計的活動其實是對熱的良導(dǎo)體與不良導(dǎo)體的解釋和運用，幫助學(xué)生更深入地了解和掌握哪些材料是熱的良導(dǎo)體，哪些材料是熱的不良導(dǎo)體。
【教學(xué)目標(biāo)】
科學(xué)概念目標(biāo)
1.熱的不良導(dǎo)體可以減慢物體熱量的散失。
2.空氣是一種熱的不良導(dǎo)體。
3.保溫、散熱技術(shù)在生活中被廣泛應(yīng)用。
科學(xué)探究目標(biāo)
1.根據(jù)熱傳遞的原理設(shè)計制作保溫杯。
2.研究哪種保溫方法保溫效果較好。
3.嘗試自主設(shè)計產(chǎn)品，在研究后改進(jìn)產(chǎn)品。
4.創(chuàng)作科學(xué)小論文等呈現(xiàn)保溫杯探究的過程與結(jié)論。
科學(xué)態(tài)度目標(biāo)
1.激發(fā)設(shè)計研究保溫杯的興趣，能不斷進(jìn)行嘗試和創(chuàng)新。
2.關(guān)注他人的探究成果，樂于分享自己的探究經(jīng)驗。
科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)：
1.了解生活中常見的保溫制品，體會它們給人類生活帶來的便利。
2.討論技術(shù)包括人們利用和改造自然的方法、程序和產(chǎn)品。
3.感受到科學(xué)家與工程師的工作可以推動科學(xué)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步。
【教學(xué)重難點】
重點：根據(jù)熱傳遞的原理設(shè)計制作保溫杯。
難點：研究哪種保溫方法保溫效果較好。
【教學(xué)準(zhǔn)備】
學(xué)生準(zhǔn)備：不銹鋼杯、陶瓷杯、塑料杯、熱水、溫度計、配套的杯蓋、泡沫塑料、毛巾、一些包裹杯子的材料、冰塊、實驗記錄表、學(xué)生活動手冊。
教師準(zhǔn)備：保溫瓶內(nèi)膽。
【教學(xué)過程】
一、聚焦
1.出示教科書73頁圖片：冬天喝熱水，讓我們更舒適。
2.提出問題：怎樣讓熱水盛在杯子中不容易變冷？
設(shè)計意圖：學(xué)生通過觀察生活中熟悉的圖片，激發(fā)研究熱傳遞的興趣，并由學(xué)生自己提出想研究的問題，避免學(xué)生被動學(xué)習(xí)，體現(xiàn)出學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。
二、探索
（一）活動一：測試比較各種保溫效果的方法
1.今天老師帶來了三種杯子，知道這些杯子分別是用什么材料制成的嗎？
2.如果在杯中倒入同樣多的、相同溫度的熱水，你們覺得哪個杯子中的熱水會涼得慢一些？
3.學(xué)生做出猜測，并說出理由。
4.學(xué)生實驗，交流匯報：用手捂在不同材料的杯壁上有什么不同的感覺？是什么原因引起的？
5.小結(jié)：熱的良導(dǎo)體吸熱快，散熱也快，所以水溫降得快；熱的不良導(dǎo)體吸熱慢，散熱也慢，所以水溫降得慢。
6.討論：怎樣使杯中的水涼得慢一些？有哪些方法？
7.小組交流，老師板書。（預(yù)設(shè)五種方法：無蓋、加蓋、外包毛巾、加蓋+外包毛巾、嵌入泡沫塑料）
8.提問：你們認(rèn)為哪種保溫方法最好？
9.討論：實驗中應(yīng)該注意些什么？怎樣比較才公平？
（預(yù)設(shè)：倒入杯內(nèi)的水量和水溫、測量水溫的時間、放入溫度計的時間、溫度計的初始溫度是否相同）
設(shè)計意圖：學(xué)生依據(jù)自己提出的問題進(jìn)行討論，設(shè)計方案，探討制作保溫杯的方法，體驗設(shè)計的程序和方法。
10.課件出示實驗注意問題，實驗記錄表。
11.學(xué)生開展實驗活動，教師巡視指導(dǎo)。
設(shè)計意圖：給學(xué)生提供充足的實驗時間，讓學(xué)生按照自己的設(shè)計進(jìn)行實驗探究，在探究過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
12.師生交流實驗結(jié)果。
（1）不同材料的杯子保溫效果研討（組內(nèi)不同材料的比較）。
①展示實驗記錄表，觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了什么？
②思考：這些發(fā)現(xiàn)能說明什么？
③生活中有哪些實際運用？
設(shè)計意圖：通過小組內(nèi)不同材料的杯子在相同時間里降溫實驗的比較，了解不同的材料傳熱能力也不同，進(jìn)一步認(rèn)識熱的良導(dǎo)體和熱的不良導(dǎo)體。
（2）相同材料保溫效果研討（不同小組間相同材料的比較）。
①展示實驗記錄表，觀察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)什么？
②思考：這些發(fā)現(xiàn)能說明什么？哪種保溫方法是最有效的？
③生活中有哪些實際運用？
設(shè)計意圖：通過相同材料不同保溫方法的比較，了解保溫杯的保溫原理，并對熱的良導(dǎo)體與熱的不良導(dǎo)體進(jìn)行解釋和運用。
（二）活動二：制作一個保溫杯
1.提出問題：如何制作一個保溫杯？
2.課件出示材料與制作要求：選擇合適的材料制作一個保溫杯；杯外包裹物厚度不超過3厘米。
3.討論：小組討論制作保溫杯的方法。
4.交流：交流各組制作保溫杯的方法，并交流實驗中應(yīng)注意的事項。
5.制作：小組選擇合適的材料制作一個保溫杯。
6.測試：在杯中存放冰塊，測試和比較各組保溫杯的保溫效果。
7.展示：觀察比較各組保溫杯的制作方法，分析自制保溫杯的優(yōu)缺點。
設(shè)計意圖：學(xué)生通過經(jīng)歷設(shè)計——制作——測試——展示等一系列完整的活動過程，逐步培養(yǎng)孩子發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科學(xué)實踐能力。
三、研討
1.提出問題：制作保溫杯時，我們需要從哪些方面考慮減少熱量的傳遞？
2.師生交流設(shè)計的內(nèi)容，并動手檢測實際效果，交流分析觀測的效果。
3.進(jìn)一步設(shè)想，我們還可以做哪些方面的改進(jìn)？
設(shè)計意圖：通過實驗和記錄，學(xué)生獲得了數(shù)據(jù)。通過分析這些數(shù)據(jù)，引發(fā)學(xué)生深入思考，保溫只能減緩物體溫度的變化，而不能保持原來的溫度。
四、拓展
1.教師出示保溫瓶的內(nèi)膽以及課件圖片。
2.學(xué)生了解保溫瓶內(nèi)膽的設(shè)計原理。
3.教師提出課外科學(xué)調(diào)查任務(wù)，在生活中發(fā)現(xiàn)更多的保溫技術(shù)和散熱技術(shù)。
設(shè)計意圖：把保溫瓶的結(jié)構(gòu)與功能聯(lián)系起來，不僅增加了學(xué)生對于科學(xué)的探究興趣，更讓知識的整理和技能的培養(yǎng)有了實實在在的可行性。
【板書設(shè)計】
做個保溫杯
改進(jìn)
設(shè)計→選材→制作→測試→展示
【活動手冊使用說明】
活動目的：幫助孩子記錄不同方法的保溫效果；記錄自制保溫杯的優(yōu)缺點并提出改進(jìn)意見。
活動手冊使用說明：比較測量五種不同狀況的杯子保溫效果。記錄初始溫度和10分鐘后的溫度，并計算出降溫幅度。
嘗試創(chuàng)作一個保溫杯的設(shè)計圖，根據(jù)設(shè)計圖，說明制作的方法和所用材料，并對原理進(jìn)行闡述。用感溫油墨或者溫度傳感器，測量不同保溫杯的保溫效果。實驗測評后，師生需要思考如何對保溫杯進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到更好的效果。

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7. 做個保溫杯

版本： 教科版 (2017)

年級： 五年級下冊

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