2025 小学四年级科学下册金属与非金属导热性对比实验课件

一、教学背景与设计思路演讲人目录01.教学背景与设计思路02.教学目标与重难点03.实验准备与安全须知04.实验过程：从观察到探究的递进式学习05.拓展应用：从实验到生活的迁移06.总结与反思2025小学四年级科学下册金属与非金属导热性对比实验课件01教学背景与设计思路教学背景与设计思路作为小学科学“物质科学”领域的核心内容，“材料的性质与应用”单元要求学生通过观察、实验等方式，认识常见材料的物理属性。金属与非金属的导热性对比实验，既是对“物体的热传递”知识点的实践延伸，也是培养学生“科学探究”与“科学思维”核心素养的重要载体。四年级学生已具备基础的观察能力和简单实验操作经验，但对“导热性”这一抽象概念的理解仍需具象化支撑。基于此，本实验设计遵循“从生活中来—到实验中探—回生活中用”的逻辑链，选取学生日常接触的金属（铜、铁、铝）与非金属（木头、塑料、陶瓷）作为实验材料，通过对比实验直观呈现导热差异，帮助学生建立“材料性质决定用途”的科学观念。02教学目标与重难点教学目标21知识目标：通过实验观察，能准确描述金属与非金属在导热速度上的差异，理解“导热性”的科学含义；列举3种以上生活中利用材料导热性的实例。情感目标：激发对“材料与生活”关系的探究兴趣，体会科学知识在解决实际问题中的价值，培养严谨求实的科学态度。能力目标：掌握对比实验的设计方法（控制变量：加热时间、材料长度/厚度、测温点位置），能规范使用酒精灯、温度计等实验器材，完成实验现象记录与数据分析。3教学重难点重点：通过对比实验直观感知金属与非金属的导热性差异。难点：理解“导热性”的本质是材料传递热量的能力，能基于实验现象解释生活中材料选择的原因。03实验准备与安全须知实验材料与器材|类别|具体物品|选择依据||------------|-----------------------------------|--------------------------------------------------------------------------||实验材料|金属：铜棒、铁棒、铝棒（长度15cm，直径0.5cm）非金属：木片、塑料片、陶瓷片（尺寸与金属棒一致）|选取学生常见材料，确保对比公平（相同尺寸减少变量干扰）；铜、铝是导热性较好的金属，铁次之，增强现象区分度||辅助器材|酒精灯、铁架台、凡士林（或蜡粒）、火柴、秒表、温度计（量程0-100℃）、记录表|凡士林遇热融化速度直观，可作为“导热快慢”的可视化指标；温度计用于定量测量，培养数据意识|安全须知实验前需强调：01金属棒加热后温度高，避免用手直接触碰，需用镊子夹持。03（此处可插入教师演示“正确点燃/熄灭酒精灯”的照片或示意图，强化操作规范。）05酒精灯使用“三不”原则：不向燃着的酒精灯加酒精、不用嘴吹灭、不用燃着的酒精灯引燃另一盏。02实验过程中保持桌面干燥，非金属材料（如木片）需远离火焰，防止燃烧。0404实验过程：从观察到探究的递进式学习情境导入：生活中的“热”问题教师活动：展示一组生活场景图——铁锅炒菜时，手触碰锅身会被烫到，但触碰塑料锅柄却不会；冬天用陶瓷杯装热水，杯子外壁温热，而不锈钢杯外壁更烫。提问：“为什么不同材料的‘烫’感不一样？可能和什么性质有关？”学生活动：结合生活经验讨论，提出“可能和材料导热快慢有关”的假设。（设计意图：从真实情境切入，激活前概念，明确实验探究的核心问题。）实验设计：控制变量的对比实验教师引导：要验证“金属比非金属导热快”的假设，需要设计对比实验。思考：实验中哪些条件要保持相同？哪些条件要改变？师生共同总结：不变量：材料长度、厚度（确保受热面积相同）；加热位置（均为一端）；初始温度（实验前材料均放置在室温环境）；凡士林涂抹位置（距加热端2cm、5cm、8cm处，标记为A、B、C点）。变量：材料类型（金属vs非金属）。（此处可展示实验装置图，标注各部分名称及参数，帮助学生建立直观认知。）操作示范：规范步骤与观察要点教师演示（边操作边讲解）：组装器材：将金属棒（如铜棒）水平固定在铁架台上，用滴管在A、B、C点各滴1滴凡士林（直径约0.5cm，确保初始状态一致）。加热操作：点燃酒精灯，将火焰外焰对准金属棒一端（加热端），同时启动秒表计时。观察记录：密切关注凡士林状态，记录A、B、C点凡士林完全融化的时间（以蜡滴从固态变为液态并开始滴落为准）。重复实验：更换为铁棒、铝棒，以及木片、塑料片、陶瓷片，按相同步骤操作，记录数据。强调观察要点：注意比较不同材料的凡士林融化顺序（如铜棒的A点可能10秒融化，而木片的A点30秒仍未融化）。操作示范：规范步骤与观察要点温度计辅助测量：在材料未加热端（距加热端10cm处）放置温度计，每5秒记录一次温度，形成“温度-时间”曲线。（设计意图：通过示范规范操作，降低学生实验误差；结合定性观察与定量测量，培养多维度分析能力。）分组实验：合作探究与数据记录学生活动（4人一组）：分工：1人负责加热（持酒精灯），1人计时（秒表），1人观察记录（凡士林融化时间），1人测量温度（温度计）。操作：按示范步骤完成金属（铜、铁、铝）与非金属（木、塑料、陶瓷）的导热实验，填写《导热性对比实验记录表》（见表1）。表1金属与非金属导热性对比实验记录表|材料类型|加热端温度（℃）|A点融化时间（s）|B点融化时间（s）|C点融化时间（s）|未加热端最高温度（℃）（3分钟后）|分组实验：合作探究与数据记录|----------|------------------|------------------|------------------|------------------|----------------------------------||铜棒|约400（外焰温度）|8|15|22|68||铁棒|约400|12|21|30|52||铝棒|约400|10|18|25|60||木片|约400|未融化（90s）|未融化（90s）|未融化（90s）|32|分组实验：合作探究与数据记录|塑料片|约400|未融化（90s）|未融化（90s）|未融化（90s）|35||陶瓷片|约400|未融化（90s）|未融化（90s）|未融化（90s）|38|（注：实际实验中非金属材料因导热性差，3分钟内未加热端温度上升缓慢，凡士林难以融化，数据更凸显对比。）020103现象分析：从数据到结论的推理教师提问：观察记录表，金属与非金属的导热性有何差异？同属金属，铜、铁、铝的导热性又有什么不同？学生讨论（结合数据举例）：金属组：铜棒的A点8秒融化，B点15秒，C点22秒；铁棒A点12秒，比铜慢；铝棒介于铜和铁之间。非金属组：木片、塑料片、陶瓷片的A、B、C点在90秒内均未融化，未加热端温度仅32-38℃，远低于金属的52-68℃。教师总结（板书关键词）：金属导热性强：热量能快速从加热端传递到另一端，因此凡士林融化快、未加热端温度高。现象分析：从数据到结论的推理非金属导热性弱：热量传递慢，甚至难以传递到远端，因此凡士林难融化、未加热端温度低。金属内部导热性有差异：铜＞铝＞铁（可补充生活实例：空调散热片用铜或铝，因导热快；铁锅用铁，因成本低且导热性足够满足烹饪需求）。（设计意图：通过数据对比，将直观现象转化为科学结论，培养“用证据说话”的思维习惯。）05拓展应用：从实验到生活的迁移解释生活现象教师提问：结合实验结论，解释以下现象：1炒菜锅的锅身用金属（铁或铝），而锅柄用塑料或木头。2保温杯的内层用不锈钢（金属），外层用塑料（非金属），中间有真空层。3学生回答（引导补充）：4锅身用金属：导热性好，能快速将火焰的热量传递给食物，提高烹饪效率。5锅柄用非金属：导热性差，避免热量传递到手柄，防止烫手。6保温杯内层金属：耐高温且导热性较好（但因中间真空层阻断了热传递），外层塑料：导热性差，减少热量散失。7设计小发明实践任务：假设你是“厨房工具设计师”，需要为电热水壶设计一个既安全又高效的手柄。结合实验结论，你会选择什么材料？为什么？学生设计（示例）：选择塑料作为手柄主体（导热性差，防烫手），内部嵌入少量金属片（导热性好，快速传递部分热量到散热孔，避免局部过热）。理由：利用非金属的低导热性保障安全，结合金属的高导热性优化散热，实现“安全+高效”的平衡。（设计意图：通过迁移应用，深化对“材料性质决定用途”的理解，培养创新思维。）06总结与反思知识回顾通过今天的实验，我们得出以下结论：导热性差异：金属的导热性普遍优于非金属，热量在金属中传递更快。生活关联：人们根据材料的导热性选择用途——需要快速传热时用金属（如锅具），需要隔热时用非金属（如锅柄、保温杯外壳）。科学方法：对比实验是研究材料性质的重要手段，需控制变量、观察现象、记录数据，最终通过分析得出结论。情感升华同学们在实验中表现出的仔细观察、合作探究和积极思考，正是科学家的必备品质。希望大家继续保持对生活中“小现象”的好奇心，用科学的眼光探索更多“大道理”！课后延伸观察家庭中的其他物品（如暖气片、陶瓷碗、