小学科学课《太阳能热水器的发展与使用》教案

小学科学课太阳能热水器的发展与使用教案活动目标：1、通过本活动的开展，使学生能对研究过程和结果进行使用和评议；能用语言、文字、图表等方式表述研究过程和结果；能与他人交换意见，通过交流引发新的想法，选择适合自己探究的问题进行研究，体验科学探究的乐趣。2、使学生感受到科学技术的迅猛发展，了解太阳能热水器的发展史，从而认识到科技产品对人类生活的服务功能。3、激发学生关注太阳能世界的兴趣和积极性，进而在科学实践中尝试改进太阳能热水器，种下科学的种子。活动重点：培养学生整理信息，合作交流、实践运用的能力和意识。活动过程： 第一课时活动导入师：同学们,太阳能热水器的发展与使用这个活动主题我们在暑假期间展开了调查研究，今天这两节课，我们就来进行成果汇报交流。准备好了吗？老师发现自本主题的调查活动开展以来大家经常在一起快乐的学习着、研究着、忙碌着。能告诉老师你们各自小组是通过哪些途径对我们这个活动展开调查的吗？生：我们是追寻历史小组，我们运用了查阅资料、课外调查、网络搜集、阅读等方法来完成调查活动的。师：方法真不少。老师发现科技应用小组的同学在课下经常聚在一起讨论，能告诉同学和老师你们是用什么方式完成本次活动的吗？生：走访调查、查阅资料、讨论、实验的方法。师：科技研发小组你们又是怎么来完成调查计划呢？生：我们小组主要使用了查阅资料、询问、设想等方法完成调查的。师：你们的办法真不少，老师相信你们一定有很多的收获。下面就让我们再次走进太阳能热水器的世界中吧！（张贴课题）二、分组汇报互动交流提出汇报要求师：在今天的活动中，我们各个小组可以运用不同的形式，看看哪一组的同学对太阳能热水器研究的深入、汇报的新颖。（展示汇报要求）汇报时要注意：1、内容要简明、语言要清楚流利。2、认真倾听做好简要记录。3、善于发现他人汇报中的问题，并及时提出共同研究。4、从他人汇报中发现自己的不足，并及时弥补。每名同学一张记录表，把你发现问题随时记录下来。听清楚了吗？哪个小组愿意一马当先，第一个为大家汇报呢?分组汇报1、追寻历史小组生 1：我们追寻历史小组先来汇报吧！师：好。生 1：我们小组主要调查太阳能热水器的发展历史，而且还调查了当前市场上太阳能热水器的发展情况。下面首先由 XX 同学来汇报。生 2：我们从课外书中发现，太阳能热水器一般是按水流方式来分类的，分闷晒式、直流式、循环式三种。这是我奶奶家前几年使用的一个闷晒式太阳能热水器，长方形黑色的塑料袋，里面装满了水，全靠太阳光把它里面的冷水晒热。（展示照片）直流式太阳能热水器水在运行时水在水箱中不循环，所以称为直流式。循环式太阳能热水器改进了直流式太阳能热水器的缺点，使热水和冷水自然地在黑色玻璃管内上下循环，使冷水变成热水，变直流成循环。 师：其他同学还有补充吗？ 生 3：我调查了现在市场上的太阳能热水器构造。（边展示一幅太阳能热水器图边讲解）：一般都是由黑色的全玻璃真空集热管、储水箱、支架三大部分及相关附件组成的。师：不错，这个同学认真研究了其构造，还把图片也带来了，你的准备很充分。请其他同学继续你的汇报。生 5、6：我们从网上搜集到了太阳能热水器工作的原理图片。师：好，来这里展示你们的资料吧！（展示原理图）：太阳光照射到玻璃真空集热管上，集热管向阳面温度高，背阳面温度低，这时管内水便产生温差反应，利用热水上浮冷水下沉的原理，在真空管内形成冷水自上而下，热水自下而上的自然循环，使整个水箱内水的温度逐步升高，从而达到所需要的热水。师：小小的年纪就有这么深的思考，真不简单。是呀，从最初的一个黑色的大塑料袋到今天的热管真空管式的太阳能热水器走进千家万户，科学的发展和进步可真快呀！请继续你们小组的汇报吧！生 4：我们小组还调查到以前太阳能热水器不能在天气冷的季节使用。今天随着科技的发展，太阳能热水器聚光集热与保温性能有了更大的提高，不但春夏秋季能使用，在冬季还可以正常使用，像皇明太阳能热水器。师：你们怎么知道的哪？生 4：是 XXX 同学告诉我们大家的，他爸爸开了一家皇明太阳能热水器专卖店。师：哦，那你对太阳能热水器一定有更深入的了解，是吗？还知道哪些这方面的知识？生 7：我知道皇明太阳能热水器在所有热水器中排名第一，（展示中国 2008 年 10 大太阳能热水器排行榜）。我还带来了一份皇明太阳能热水器说明书（简单介绍皇明太阳能热水器）。欢迎大家购买！师：你可真聪明，知道利用自己知道科学知识推广你熟悉的产品。对，科学技术在不断的发展，人们在使用太阳能热水器的同时也注意到了品牌的质量，开始选择最尖端的产品了，其实太阳能热水器的发展，同其他科技产品一样，经历了一个漫长的发展历程。哪些同学关注了这方面的知识？生 8：老师，课本中第 60 页的资料卡讲了这方面的知识。全班同学一起看书，生 3 朗读。师：请坐，看来你已经掌握了读书法这种研究问题的基本方法。其他同学也快来把你的研究成果展示给大家。生 9 展示自己从网络中查阅到的世界上太阳能热水器的发展历史。生 10：我把搜集到的关于太阳能热水器的发展历史制作成了一张手抄报。（展示手抄报）师：同学们，刚才通过追寻历史小组的汇报交流，使我们大家对太阳能热水器的发展历史有了一个初步的了解，同时告诉了我们一些有效的调查方法，我们知道了一项科学探究活动，需要许多人之间互相合作。老师相信你们两个小组的调查也一定很成功，汇报会更精彩。2、科技应用小组生 1：我们小组针对自己确定的活动主题“太阳能热水器的使用”做了重点调查。师：有计划有实施，很好。生 1：老师，我们组同学在调查的过程中首先发现了一个问题，为什么太阳能热水器在城市中几乎是家家户户都在使用呢？师：发现为什么了吗？生 1：针对这个问题，我们走访了几十户人家，得出了答案，因为太阳能热水器的有很多优点。师：能告诉老师和同学们太阳能热水器有哪些优点吗？生 2：1、只要有阳光，太阳能热水器就会流出热水，一年四季都可使用。可用来洗碗、洗菜，洗衣服，尤其是在冬季的时候，只要室内温度适宜，还可以照常用来洗澡，特别是为老人孩子免去了去澡堂的麻烦；2、绿色环保； 3、使用寿命长；4、经济效益显著。一般情况下，如果用电或煤烧水约 4 年的费用就能买一台太阳能热水器。师：通过这些发现，你们小组有什么感受吗？生 1：通过这次研究使我们发现太阳能热水器已经与人们的生活息息相关，已成为大家的生活中必不可少的一件生活用品了，是科技的发展给人们的生活带来了方便。师：不错，科学的最终目的在于应用。你们小组发现了最有价值的问题。继续你们的汇报。生 3：我调查了太阳能热水器在使用过程中应注意的问题。（展示抄录的文字）、注意上水时间。、根据天气情况，决定上水量，保证洗浴时适当的水温。、定期检查热水器的管道，排气孔等是否正常工作。、大气污染严重或风沙大、干燥地区要定期冲洗真空管。、安装后，非专业人员不要轻易挪动、装卸整机，以免损坏关键元件。师：哦，你的汇报让我们大家懂得了如何使用太阳能热水器。可在使用的过程中会遇到很多问题，哪一位同学有新的发现？生 4：我研究了如何判断太阳能热水器是否水满？一般太阳能热水器安有溢流管，可根据溢流管是否排水判断水满状态，也可以配备水位控制仪，水满自动报警，根据报警判断。我家的就是看排水管是否流出来，如果流出就表示是水满了。师：你是怎么知道的？生：听妈妈讲的，我也经常给太阳能热水器上水。师：你真是一个既爱劳动又善于观察的好孩子呀！继续努力。还有吗？生 3：我还调查了太阳能热水器上水应注意哪些问题？不要在中午温度高的时候注水。师：知道为什么吗？生讲解，师补充。师：由于太阳能热水器的真空管在空晒时，管内温度能达到左右，这时如果上冷水，晒热的真空管遇冷就很容易炸裂，所以在水箱内无水或第一次上水时必须在日出前或太阳落山半小时后进行。师：你们小组其他同学还做了哪些调查？生 1：我们小组的同学还详细记录了一个暑假期间自己、家人、小区人们使用太阳能热水器的情况。生 5 汇报展示记录表。师：不错，详细记录了一个假期自己使用热水器的情况，而且也计算出节约了多少能源矿产。很好，你的记录还在继续吗？哪个同学再来？生 1：XX 记录了她们一家五口人一个暑假使用热水器的情况。生 12 汇报展示记录表。师：很详细，继续你们的汇报。生 1：她们三个同学住在同一个小区，调查了小区内人们使用太阳能热水器的情况，就让她们来汇报吧！生 6、7、8 同学分别汇报展示调查记录表和调查汇总表。师：科学探究的过程不是一条平坦的大道。为了完成你们的调查计划，走访了整个小区十几户人家，付出了艰辛的劳动。其他小组的同学觉得他们的研究方式与你有什么不同？生：他们没有局限在学校或家里调查，而是走上了社会上去进行综合调查。师：那么，你们在去各户调查之前都做了哪些准备？你们最担心的是什么？生 6：我们最担心的就是邻居没有时间，不理睬我们。师：看到你们的调查活动完成的这么认真，看来你们表现的不错，老师提议，现在就请你们把怎样进行调查采访的给同学们再现一下，好吗？（师生表演）师：虽然开始的时候这一小组的同学并不太顺利，但是后来他们还是凭着智慧和真诚的话语成功的完成的这次调查任务，老师为你们的成功而高兴。师：看了他们的事实再现，其他小组的同学想一想，他们有哪些长处值得大家学习？在公共场所，当你有求于人或想征得别人的支持时，你们还有哪些心得？来说一说。生：1、要主动热情；2、先做自我介绍；3、讲明来意；4、用真情感动；5、要尊重别人，有礼貌师：是呀！在我们参加的活动中，会经常到社会上去实践调查，与我们不认识的人打交道，当我们不被欢迎时，才是锻炼我们如何交际的最好机会，也是对你综合能力的考验。师：科技应用小组的同学真能干。还有需要汇报展示的内容吗？生 1：我们小组的同学在调查走访的过程中又发现一个新的问题，大家的太阳能热水器安放的位置都是倾斜放置的，于是我们小组一起设计了一个实验来探究了其中的秘密。师：真是一个爱动脑筋的小组呀！你们怎么做的？两生展示自制太阳能热水器，投影实验记录表。讲解：用三个相同的易拉罐制成三个简易太阳能热水器。首先在三个易拉罐装入等量的水,水的温度相同,并将罐口封好。 然后将三个装好水的简易太阳能热水器放到阳光下，其中，第一个简易太阳能热水器竖直放置；第二个倾斜放置,第三个水平放置 ；三个简易太阳能热水器在阳光下照射相同的 30 分钟后，用温度计测量热水器里水的温度。结果发现倾斜放置的简易太阳能热水器里的水温最高半小时后达到 ，竖直放置的是 ，水平放置只有 。这说明太阳能热水器倾斜放置时吸热能力最强的，所以我们看到的太阳能热水器都是倾斜放置的。师：是的，这样放置容易保持太阳能热水器集热面和阳光垂直，尽可能得到最强的光和最大的热量。同学们，这个小组的同学在调查的过程中又发现了新问题，并能及时通过亲自动手实验证明了太阳能热水器的倾斜放置是有一定的科学道理的，这种能发现问题而自己动手解决的好习惯的确值得我们大家学习，同时也为我们节约能源提供了有力的证据。师：看来这个小组的同学对太阳能热水器的知识了解的真不少。其他同学根据你的记录还有这方面的问题想向他们咨询吗？生：有！其他组一生提问：我想知道暑假期间妈妈带我去看望在沈阳工作的爸爸的时候，为什么妈妈要把太阳能热水器里的水放干净？生 9：老师，让我来告诉他，我调查到了这方面的资料。在夏季晴天的情况下，太阳能热水器里的水不到两天水温就可达到 100，使水箱长时间处于高温、高压的状态下，可能会使水箱胀坏，还会结水垢，缩短水箱的寿命。因此，如果你长期不在家，应安排别人经常放热水上冷水，或者在真空管集热器上放置遮盖物挡住阳光，待回家后，再除去。师：他的回答你满意吗？生：满意。谢谢！其他组一生提问：我也有一个问题，太阳能热水器好几天未用的热水还能洗澡吗？生 10：我来告诉你。太阳能热水器好几天未用的水一般都是较热的水了，达到以上，尤其在夏天晴朗天气超过天，水就会沸腾，到夜间会适当降温，使水温保持在区域时间很长，而这个温度区域是水中细菌繁殖的极佳温度，因此，好几天或长期不用的热水，水质较差，细菌多，因此要排放掉，不要洗澡或用来烧开水饮用，这样的水洗澡对皮肤不利，长期使用这种水洗澡会引发皮肤病。生：谢谢你的解答。其他组一生提问：为什么太阳能热水器频繁使用好？生 2：太阳能热水器投入使用后，要经常使用，每天最好使用至次，间隔时间在小时以内，这是因为：长时间地用水，对楼层较低的用户来说，所用到的水实际上是管道中的低温水（太阳能热水器里面的水停留在管道中降温后形成）；尤其在北方冬季，外界气温低，有时达到以下，上下水管内的水凉得很快，若是六层楼，一楼用户每次需放掉一脸盆冷水，特别浪费，如果频繁使用就好一些；能有效防冻，让上下水管内始终有热源，加上保温层，可有效防冻。在北方冬季，不少人还采用室内稍微打开热水器阀门，往下滴水的办法来防冻。师：其他同学还有问题需要向科技应用小组咨询吗？生：师：科技应用小组的同学真了不起，各个可以称得上是太阳能热水器专家了。其他同学你有什么收获？其他组生谈收获。生：我要告诉爸爸太阳能热水器的优点，争取在我家也安装一个太阳能热水器，既方便，又节约能源。师：同学们，以上追寻历史、科技应用两个小组的同学为我们带来了关于太阳能热水器的发展与使用等方面的知识，真让我们大开了眼界，增长了知识，谢谢你们！我们集体为他们鼓掌。相信科技研发小组的的同学一定会同样精彩，下节课就是你们展示的舞台，下课！第二课时3、科技研发小组师：上节课追寻历史小组和科技应用小组进行了成功的汇报，下面该轮到科技研发小组的同学一展风采了！生 1：我们小组的同学是分工完成调查任务的。主要通过查阅课外书籍、上网查阅、问家长、设想的方法探究了如何改进了太阳能热水器和在未来生活中人们使用太阳能热水器的情况。师：主题明确，方法也不错，开始你们的汇报吧！生 2：在生活中，我们经常看到有人忘记了关闭太阳能热水器输水管导致大量的水白白的浪费掉，费钱费水。我想在热水器上做改动，可以自动关闭的。我想到了在公共场所那种大的自动饮水器，直接接到自来水上，当饮水器充满了水时，自来水就不再往里输水了，如果把这种原理放到太阳能热水器上，应该可以吧！师：同学们，你们说这个同学的设想好吗？生：师：很好，你的发明该申请专利了。生 3：我在洗澡时发现，水温很难调节，混水阀稍微动一点点，水不是太冷就是太热。并且洗的过程中，如果关一会儿，再打开，水就变得很凉，要等很长时间才能在热起来。如何解决哪？我从点子公司发布的消息中发现了解决的办法：买一个恒温混水阀安上，就可以了。师：这个同学善于发现问题、敢于动脑解决问题，看来在你的心中已埋下了科学的种子！生 5：我在调查的过程中发现我家、奶奶家、舅舅家的太阳能热水器控制装置不耐高温，较易发生渗漏现象，使用一段时间后就要修理。针对这个问题，我到处查阅资料，终于有一天听爸爸说，他从报纸上看到一种硅胶体将用于太阳能热水器的控制装置，现在已经在研制的过程中了。这种技术应用到太阳能热水器中后将避免不耐高温和渗漏的问题。师：真了不起，最先进的技术应用到我们的生活中，让我们一下子受益。继续你们的汇报。生 1：我们小组还关注了太阳能热水器在未来人们生活中的应用情况。生 6：我看到了一篇报道，题目叫做：“壁挂式太阳能热水器问世”：山东力诺集团生产的壁挂太阳能产品已于 2006 年 5 月上市了，通过壁挂分体技术，实现阳台、墙壁、坡顶随意安装，解决了高层和非顶层用户无法安装问题，同时也实现了 360 度采光。师：是呀，在科技高速发达的今天各种太阳能热水器先后问世，给人们的生活带来了极大的方便。老师也搜集到了阳台壁挂式太阳能热水器的图片，请同学们看屏幕，这种太阳能热水器早已大量投入生产，还有这种分体式和平板式太阳能热水器也已经走进了家庭。其他同学还有什么发现吗？生 7：我在调查的过程中发现，尤其是新的住宅小区刚刚建成，家家户户都在忙安装太阳能热水器，而且大家基本都选购了一些大容量的，据我调查有的太阳能热水器装满要400 多斤的水。想一想，我真怕有一天整座楼房会被压倒，所以我设计了一座楼房集体使用一个大太阳能热水器的模型，它可以在楼房的附近另外建一座太阳能热水器供水站。生展示模型。师：是呀！高层建筑与太阳能热水器设备一体化将是建筑设计的一个新方向。目前，我国已经有一些企业针对高层建筑已经推出了节能又美观的太阳能产品，太阳能热水器与住宅建筑有机结合，使住户享受清洁能源的同时又保持建筑设计的整体风格。师：你们真棒，你们用这么多的科技知识解决了这样深奥的问题，有了良好的科学态度，再加上科学探究的执着，相信明天的你们一定成为一个个小发明家、小科学家。老师期待着你们。生 1：我们小组还有两个问题没有找到答案，一种情况是太阳能热水器在用久了以后,由于空气中的尘埃会在集热管上“堆积”，所以将会影响到集热效果，要进行清理的话，一般使用者也不可能经常或者定期爬到楼顶去清理的既有难度还有一定的危险。如何解决呢？另外一般情况下，都要求用户在早晚间上水，避免白天有阳光时由于集热管温度较高而引起上水时水温差比较大而产生“炸管“ 现象。师：同学们，科技小组为我们提出了新的问题，你们有好的想法来解决吗？生：我在调查太阳能热水器的发展历史的过程中，曾经看到了一篇网络中的新闻报道：一种改进的太阳能热水器，将水箱设计为两只，第一只水箱为预热水箱，第二只水箱为高温水箱，第一只水箱与第二只水箱相串接。预热水箱内的预热水流入第二只高温水箱中，使高温水箱中的水直接由较高水温的水集热升温，使用者在用水时，无需先放掉很多水箱底部的低温热水，直接使用高温水箱中的水，无浪费；另外还能同时进水和放水，用户在用水时不需要停止太阳能热水器进水，所以不会引起真空集热管爆管。师：哦，你真棒，不但完成了自己的调查任务，而且还能关注其他小组的问题，谢谢你！你的汇报使我们一起看到了在不远的将来，各个品种的太阳能热水器都能解决“炸管”的问题，我们期待着吧。师：另一个问题怎样解决？各小组抓紧时间讨论，生讨论发言。师：同学们，你们的想法真是各个了不起，老师发现你们通过在本次活动的开展，不但知道到了很多关于太阳能热水器的知识而且思维变的更活跃了，老师为你们的表现自豪。下面我们全体同学都来做一名小小设计师，打开你智慧的大门，发挥你丰富的想象力，设计未来的太阳能热水器，使它更科学，更广泛得以应用。各小组同学之间可以讨论设计制作方案，也可以用图画的形式表现出来。生行动起来。分组展示。师：看到你们一副副作品，一个个创新方案，老师也仿佛置身于了一个崭新的太阳能热水器的世界中，老师祝愿你们好梦成真！师：是呀，在今天太阳能热水器已是我们非常熟悉的太阳能产品了，太阳能还在哪些领域得到开发利用了哪？你们知道吗？生 4：我从百科千万选答中看到了两个关于太阳能的问题。一是为什么说太阳是地球的能量源泉？二是太阳能发电站是怎样发电的？师：来，把你查到的资料和同学们共享吧！生展示课外书上的知识。生 8：我也知道其他小组同学也参与交流师：你们真是一群热爱科学的好孩子呀！万物生长靠太阳，太阳每天都源源不断的提供能量。能源是人类社会发展的重要基础资源，随着世界能源新技术的进步及环保标准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展。太阳能的利用为人类创造了一种新的生活形态，使人类进入一个节约能源、减少污染的时代。老师前些日子也从网络中查到了这方