第二单元 热传递 教学设计-2026-2027学年科学五年级上册新苏教版

第二单元热传递5.热传导【教材分析】本课是第二单元热传递》的第1课，是整个热传递单元的基础起始课。本课聚焦固体传热的核心方式——热传导，承接学生日常冷热感知经验，为后续热对流、热辐射、材料传热本领的学习奠定核心概念基础。教材以生活加热场景导入，设计金属棒、金属片凡士林熔化对比实验，直观呈现热在固体中的传递方向与特点，构建“生活感知—实验探究—规律总结—生活应用”的完整探究链条。通过探究让学生明确热传导的定义、传递方向与适用场景，是学生建立热传递整体认知的奠基课时。【学情分析】五年级学生具备丰富的固体传热生活经验，如炒菜锅柄变热、热水烫勺子、金属物件受热升温等，但无法科学定义热传导，不清楚热的具体传递方向和规律。学生具备基础的对比实验操作能力、变量控制思维，能够完成加热、观察现象、记录结果等实验操作，但对微观的热量传递过程难以具象理解，容易出现“热从冷处传向热处”的认知误区。学生对生活化热现象实验兴趣浓厚，适合通过具象化实验突破抽象的热传递原理。【核心素养分析】[科学观念]1.知道热传导是热通过直接接触，从物体高温处传向低温处的传热方式；2.明确热传导是固体热传递的主要方式，掌握热传导的传递方向；3.能列举生活中热传导的实例，建立热现象与生活的紧密联系。[科学思维]通过金属棒、金属片两组对比实验，根据凡士林熔化顺序推理热的传递路径，归纳热传导规律，形成现象观察、证据推理、规律总结的科学思维。[探究实践]规范完成固体传热探究实验，熟练操作加热器材，观察、记录凡士林熔化现象，自主预测实验结果、分析实验现象、推导实验结论，养成规范的实验探究流程。[态度责任]1.严谨如实记录实验现象，养成规范、安全的实验操作习惯；2.乐于探究生活中的热现象，体会科学知识解释生活现象的价值；3.了解热传导在生活、生产中的应用，树立学以致用的科学意识。【教学重点】通过固体传热实验，总结热传导的传递方向与基本特点。【教学难点】1.通过实验现象推理看不见的热量传递过程；2.准确理解热传导“高温向低温”的传递规律，破除认知误区；3.区分热传导的适用场景，明确固体以热传导为主要传热方式。【教具准备】[教师教具]酒精灯、金属棒、方形金属片、凡士林、火柴、支架、热传导实验示范视频、生活热传导实例课件、安全操作提示图。[学生分组器材]铜棒、圆形金属片、凡士林、火柴、三脚架、实验记录单、湿抹布（防火备用）。【教学过程】一、导入新课[教师活动]出示炒菜、热水泡勺子、摸热水杯壁的生活图片，提问：锅柄没有直接接触火焰为什么会变热？金属勺子放入热水中，手柄为什么会慢慢发烫？引出本节课课题《热传导》。[学生活动]观察图片，结合自身生活体验自由发言，猜想热量的传递方式，初步感知固体可以传递热量。[设计意图]依托学生熟悉的生活热现象创设情境，唤醒已有经验，抛出探究问题，激发学生探究固体传热规律的兴趣。二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块，每板块含教师活动、学生活动、设计意图）（一）聚焦板块[教师活动]出示教材聚焦问题，引导学生思考：热量是如何在固体中传递的？讲解生活中各类固体传热现象，抛出核心探究问题：热在固体中是从冷的地方传到热的地方，还是从热的地方传到冷的地方？直接接触是否是传热的必要条件？[学生活动]结合生活经验大胆猜想热的传递方向，思考固体传热的条件，明确本节课的探究核心。[设计意图]聚焦核心探究问题，引发学生认知思考，为后续实验探究明确方向。（二）探索板块1.实验安全与器材使用教学[教师活动]讲解酒精灯、加热金属器材的安全操作规范，强调禁止触摸高温金属、实验后器材自然冷却、用火安全等要点，播放规范操作示范视频。[学生活动]学习安全操作知识，识记实验禁忌，初步熟悉实验器材使用方法。[设计意图]落实实验安全教育，规范操作流程，规避实验风险，突破实验操作难点。2.金属棒传热探究实验[教师活动]指导学生在金属棒上等距涂抹凡士林、粘上火柴梗，固定器材后加热金属棒一端，引导学生观察火柴梗掉落顺序，强调如实记录现象。巡视各组实验，纠正不规范操作。[学生活动]小组分工合作，组装器材、涂抹凡士林、固定火柴，加热后观察并记录火柴梗从加热端向另一端依次掉落的现象，初步推导热的传递方向。[设计意图]通过直观的火柴掉落现象，将看不见的热量传递具象化，帮助学生感知热的单向传递规律。3.金属片传热探究实验[教师活动]布置对比实验，分别加热金属片边缘和中心位置，指导学生观察两处实验中凡士林的熔化扩散顺序，对比两组实验现象的异同。[学生活动]分组完成两组金属片加热实验，记录凡士林从高温加热点向四周低温区域熔化的现象，小组内对比、分析实验规律。[设计意图]通过多组对照实验，多角度验证热的传递规律，让实验结论更具普遍性。（三）研讨板块[教师活动]出示研讨问题，组织小组讨论后全班交流：1.两组实验中，凡士林、火柴梗的变化说明了什么？2.热在固体中的传递方向是怎样的？3.什么是热传导？生活中有哪些热传导现象？结合学生发言梳理总结热传导完整概念。[学生活动]结合实验现象汇报发现，总结热从高温处向低温处传递的规律，自主归纳热传导定义，列举铁锅传热、水杯导热、金属工具传热等生活实例。[设计意图]梳理实验结论，完成从实验现象到科学概念的升华，落实科学观念，实现知识内化。（四）拓展板块[教师活动]出示铁锅炒菜、热水袋暖手、金属座椅冬冷夏热等生活场景，讲解热传导在生活中的利弊；布置拓展任务：课后搜集5个生活中的热传导实例，并标注热量传递的高温、低温位置。[学生活动]分析生活场景中的热传导过程，记录课后拓展任务，主动关联课堂知识与生活现象。[设计意图]延伸课堂知识，强化知识应用能力，培养学生学以致用的探究习惯。三、课堂小结本节课我们通过多组固体加热实验，探究了热传导的规律。热可以通过直接接触，从物体的高温部分传递到低温部分，也可以从高温物体传递到低温物体，这种传热方式就是热传导。热传导是固体最主要的传热方式，热量永远从高温处传向低温处。生活中的炒菜传热、热水暖手、金属导热都是热传导现象，科学实验让我们直观看到了看不见的热量传递过程，探究科学需要严谨观察、如实记录。【板书设计】热传导1.定义：直接接触传热，高温处→低温处2.主要适用：固体3.实验现象：加热端先传热，凡士林由高温向低温熔化4.生活实例：铁锅传热、热水杯导热、热水袋暖手6.热对流【教材分析】本课是第二单元第2课，承接上一课固体热传导知识，重点探究液体、气体的专属传热方式——热对流，是热传递三种核心方式的第二大模块。教材打破固体传热认知，聚焦水和空气的传热特点，设计水中高锰酸钾对流实验、空气冷热对流模拟实验，直观呈现冷热流体的流动规律，构建“发现差异—实验探究—总结对流原理—区分传热方式”的探究链条。本课完善了学生对固、液、气三类物体传热方式的认知，为后续区分三种热传递方式、探究材料传热本领奠定关键基础。【学情分析】五年级学生已知固体依靠热传导传热，对烧水变热、热气上升、冷风下沉等现象十分熟悉，但不知道液、气体的传热依靠冷热流动，无法区分热传导与热对流的差异。学生具备熟练的实验操作、现象观察能力，但对“冷热流体循环流动、传递热量”的抽象原理理解困难，容易混淆固体、液体、气体的不同传热方式，难以自主归纳对流循环的完整过程。【核心素养分析】[科学观念]1.知道热对流是液体、气体的主要传热方式；2.理解热对流原理：冷热流体循环流动，冷热交换传递热量；3.能区分热传导和热对流，识别生活中的对流现象。[科学思维]通过观察水和空气的对流实验现象，对比固体热传导特点，归纳热对流的流动规律与传热原理，培养对比辨析、逻辑推理、归纳总结的科学思维。[探究实践]规范完成水中高锰酸钾对流、空气冷热对流实验，细致观察流体流动轨迹，准确记录实验现象，自主分析对流形成的完整过程。[态度责任]1.耐心观察缓慢的对流实验现象，培养细致严谨的探究品质；2.感受不同物质传热方式的差异性，树立辩证的科学认知；3.了解对流在生活、气候中的应用，体会科学与自然、生活的关联。【教学重点】通过实验探究，掌握液体、气体的热对流传热方式与基本规律。【教学难点】1.理解冷热流体循环流动、传递热量的完整对流原理；2.精准区分热传导与热对流的适用物体、传热特点；3.根据对流原理解释烧水、空气流动等生活现象。【教具准备】[教师教具]烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、高锰酸钾颗粒、香、火柴、冷水、热水、对流实验科普视频、自然风形成课件。[学生分组器材]小烧杯、高锰酸钾、酒精灯、石棉网、香、透明塑料盒、冷水、实验记录单。【教学过程】一、导入新课[教师活动]提问导入：我们知道固体靠热传导传热，那烧水时整杯水是如何全部变热的？房间里开暖气，为什么整个房间都会变暖？播放烧水动态视频，引出本课课题《热对流》。[学生活动]结合生活经验自由发言，猜测水和空气的传热方式，发现液、气体传热与固体的不同，产生探究疑问。[设计意图]利用新旧知识冲突创设问题情境，打破学生固有认知，激发学生探究液、气体传热规律的兴趣。二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）（一）聚焦板块[教师活动]对比回顾热传导特点，抛出核心问题：水和空气没有固定形状，能否像固体一样依靠直接接触传热？液体、气体是如何实现整体升温的？引导学生猜想流体传热与流动有关。[学生活动]回顾热传导知识，对比思考液、气体的特殊性，猜想热量可能依靠水、空气的流动传递。[设计意图]通过新旧知识对比，聚焦本课探究核心，建立知识衔接，为实验探究铺垫思维基础。（二）探索板块1.水中热对流探究实验[教师活动]示范实验操作：烧杯底部放入少量高锰酸钾，隔着石棉网底部加热，引导学生观察紫色水流的流动轨迹。强调观察重点：底部热水、上部冷水的流动方向与循环过程，巡视指导各组实验操作。[学生活动]小组合作组装器材、加热水体，细致观察高锰酸钾随水流上升、下降的循环流动现象，完整记录水流流动轨迹与水体升温变化。[设计意图]借助有色水流具象化看不见的水体流动，让学生直观感知液体对流的完整过程。2.空气中热对流探究实验[教师活动]指导学生在塑料盒一侧放入点燃的香、一侧放置冷水杯，观察烟雾的流动方向；讲解冷热空气的密度差异，引导学生分析空气流动原因。[学生活动]分组完成空气对流实验，观察烟雾上升、下沉的循环流动现象，对比冷热空气的流动规律，初步总结空气对流特点。[设计意图]从液体对流延伸到气体对流，完善学生对流体对流的完整认知。（三）研讨板块[教师活动]出示研讨问题，组织小组深度交流：1.加热水体时，紫色水流如何流动？说明了什么？2.冷热空气为什么会循环流动？3.什么是热对流？它和热传导有什么区别？4.生活中哪些现象属于热对流？[学生活动]结合实验现象汇报结论，自主归纳热对流定义：液体、气体中冷热流体循环流动、传递热量的方式；对比区分两种传热方式，列举烧水、暖气取暖、自然风等对流实例。[设计意图]梳理实验规律，对比辨析核心知识点，突破难点，实现知识系统化梳理。（四）拓展板块[教师活动]播放自然风、海陆风形成科普视频，讲解大气对流的自然原理；布置拓展任务：课后观察家中暖气、空调的取暖制冷原理，分析对流如何改变室内温度。[学生活动]观看科普视频，了解自然对流现象，记录课后探究任务，尝试用对流原理解释生活场景。[设计意图]链接自然现象与生活应用，拓宽学生视野，提升知识迁移与应用能力。三、课堂小结本节课我们学习了第二种热传递方式——热对流。热对流是液体和气体独有的传热方式，冷热的水、空气会发生循环流动，热的流体上升、冷的流体下沉，通过不断的冷热交换传递热量。热传导依靠物体直接接触传热，适用于固体；热对流依靠流体流动传热，适用于水和空气。生活中烧水升温、室内暖气取暖、自然风形成都是热对流现象，两种传热方式共同实现了物体的热量传递。【板书设计】热对流1.定义：冷热流体循环流动，传递热量2.适用物体：液体、气体（流体）3.流动规律：热流体上升，冷流体下沉，循环往复4.对比区分：热传导：固体、直接接触、无流动热对流：液气体、靠流动、循环传热5.实例：烧水、暖气取暖、自然风7.热辐射【教材分析】本课是第二单元第3课，是热传递三种核心方式的最后一种，承接热传导、热对流知识，完善单元热传递知识体系。教材聚焦无需介质、隔空传热的热辐射现象，以太阳传热、炉火取暖为核心情境，设计热源隔空传热、不同颜色物体吸热对比实验，引导学生掌握热辐射的特点、条件与影响因素。本课实现了三种传热方式的完整整合，让学生全面掌握固、液、气体及无介质环境下的所有传热形式，为最后一课材料传热本领的探究提供完整的理论支撑。【学情分析】五年级学生已经掌握热传导、热对流两种需要介质接触或流动的传热方式，对太阳晒热大地、炉火烤热身体、灯泡发热等隔空传热现象十分熟悉，但不知道该现象为热辐射。学生容易形成“传热必须有介质”的固有思维，难以理解真空、隔空无接触的传热原理；同时对颜色、距离对热辐射吸热效果的影响认知模糊，需要通过对比实验直观突破认知难点。【核心素养分析】[科学观念]1.知道热辐射是无需介质、隔空传递热量的传热方式；2.了解热辐射的特点：无需接触、无需流动，真空环境也可传热；3.知道物体颜色、距离会影响热辐射吸热效果；4.能完整区分热传导、热对流、热辐射三种传热方式。[科学思维]通过隔空传热、颜色吸热对比实验，对比三种传热方式的差异，归纳热辐射的独有特点，培养对比辨析、归纳概括、系统梳理的科学思维。[探究实践]自主完成热源隔空传热、不同颜色物体吸热对比实验，规范观察、记录实验数据，分析变量对热辐射效果的影响，独立总结实验规律。[态度责任]1.尊重实验数据与现象，养成严谨求实的科学探究态度；2.了解太阳热辐射对地球生命、自然环境的重要作用；3.学会利用热辐射规律解释生活吸热、取暖现象，做到学以致用。【教学重点】掌握热辐射的传热特点，区分三种热传递方式，知道颜色、距离对热辐射的影响。【教学难点】1.理解无介质、隔空传热的热辐射原理；2.精准辨析三种热传递方式的差异，准确判断生活传热现象类型；3.理解深色物体吸热辐射能力更强的规律与生活应用。【教具准备】[教师教具]红外线取暖灯、黑白卡纸、温度计、真空传热演示视频、太阳辐射科普课件、三种传热方式对比图表。[学生分组器材]取暖小灯泡、黑色卡纸、白色卡纸、两支温度计、直尺、实验记录单。【教学过程】一、导入新课[教师活动]提问激趣：太阳距离地球遥远且中间大部分是真空，没有固体、液体、气体介质，太阳的热量是如何传到地球的？靠近炉火、灯泡为什么不接触也会感觉到热？引出课题《热辐射》。[学生活动]思考问题，发现现有两种传热方式无法解释隔空传热现象，产生认知冲突，激发探究欲望。[设计意图]利用特殊传热情境引发认知冲突，引出全新传热方式，聚焦本课探究主题。二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）（一）聚焦板块[教师活动]回顾热传导、热对流的必备条件，抛出核心问题：是否存在不需要接触、不需要流体流动的传热方式？讲解太阳、热源隔空取暖的现象特点，初步介绍热辐射概念。[学生活动]回顾旧知，对比思考三种传热场景的差异，初步感知热辐射的特殊性，明确探究方向。[设计意图]衔接新旧知识，构建完整知识框架，明确热辐射的探究重点。（二）探索板块1.热辐射隔空传热验证实验[教师活动]指导学生点亮取暖灯泡，手部不接触灯泡、不靠近流动热气，远距离感受温度变化，验证隔空传热现象；讲解实验原理，强调热辐射无需介质、无需接触。[学生活动]分组体验隔空取暖效果，记录不接触热源也能获得热量的现象，直观感知热辐射的核心特点。[设计意图]通过直观体验实验，让学生亲身感受热辐射，理解无介质传热的特点。2.颜色对热辐射吸热影响实验[教师活动]设置单一变量对比实验，相同距离、相同热源，分别照射黑白卡纸对应的温度计，指导学生定时记录温度数值，对比温度变化差异，强调控制单一变量。[学生活动]小组合作实验，定时读取、记录两组温度计数据，对比黑白卡纸的升温速度，初步总结颜色对吸热辐射的影响规律。[设计意图]通过定量对比实验，探究热辐射的影响因素，落实控制变量探究思维。（三）研讨板块[教师活动]出示研讨问题，组织小组交流汇报：1.热辐射和前两种传热方式最大的区别是什么？2.黑白卡纸升温差异说明了什么？3.距离热源远近对热辐射效果有什么影响？4.如何区分三种热传递方式？[学生活动]结合实验现象总结热辐射特点：无需介质、隔空传热；得出深色物体吸热辐射能力更强、距离越近受热越多的规律；分组梳理三种传热方式的适用场景与核心差异。[设计意图]系统梳理三种传热方式，完善单元核心知识体系，突破辨析难点。（四）拓展板块[教师活动]展示夏季穿浅色衣服、冬季穿深色衣服、太阳能热水器黑色集热板等生活案例，讲解热辐射的生活应用；播放太阳热辐射滋养地球的科普视频，布置拓展任务：课后分类搜集三种传热方式的生活实例各3个。[学生活动]分析生活案例的科学原理，观看科普视频，记录课后拓展任务，完善知识积累。[设计意图]链接生活实用场景，强化知识应用，构建系统化的热传递知识体系。三、课堂小结本节课我们学习了第三种热传递方式——热辐射。热辐射是无需介质、无需接触、隔空传递热量的传热方式，真空环境中也能进行，太阳传热到地球主要依靠热辐射。物体吸热辐射的能力与颜色、距离有关：深色物体吸热能力更强，距离热源越近，接收的热量越多。我们可以完整区分三种传热方式：固体靠热传导、液气体靠热对流、隔空无介质靠热辐射，生活中的传热现象大多是多种方式共同作用的结果。【板书设计】热辐射1.特点：无介质、不接触、隔空传热、可真空传播2.影响因素颜色：深色吸热辐射强，浅色弱距离：越近受热越多3.三种传热方式对比热传导：固体、接触传热热对流：液气体、流动传热热辐射：无介质、隔空传热4.实例：太阳传热、炉火取暖、晒衣服升温8.材料的传热本领【教材分析】本课是第二单元收尾总结课，承接前三课三种热传递方式的知识，聚焦不同材料的传热性能差异，是单元知识的综合应用与总结升华。教材以生活厨具材质差异为切入点，设计多种材料传热快慢对比实验，引导学生区分热的良导体和不良导体，总结不同材料的传热本领差异，结合生活实例分析材料的选择与应用原理。本课实现了“传热方式—材料性能—生活应用”的知识闭环，帮助学生完整构建热传递单元知识体系，为后续物质特性、能量传递相关知识学习奠定基础。【学情分析】五年级学生通过前期学习，已经熟练掌握三种热传递方式，知道固、液、气体的传热特点。生活中能感知金属传热快、木头塑料传热慢，但不知道“良导体、不良导体”的科学定义，无法系统区分不同材料的传热本领。学生具备熟练的控制变量对比实验能力，能独立完成多材料对比实验，但难以辩证分析不同传热性能材料的利弊，对生活选材的科学原理理解不够透彻。【核心素养分析】[科学观念]1.知道不同材料的传热快慢、传热本领存在明显差异；2.明确热的良导体、不良导体的定义，掌握常见材料的传热分类；3.理解生活器具选材依据材料传热本领的科学原理。[科学思维]通过多材料对比实验，根据传热快慢数据归纳材料传热规律，分类区分良导体与不良导体，形成对比分析、归纳分类、学以致用的科学思维。[探究实践]自主完成金属、塑料、木头等多种材料的传热对比实验，规范控制单一变量，准确记录传热快慢数据，自主分析实验结果、总结传热规律。[态度责任]1.严谨记录实验数据，养成规范、精准的实验探究习惯；2.辩证看待材料传热性能的利弊，学会根据需求合理选用材料；3.体会材料特性服务生活、生产的科学价值，提升科学应用意识。【教学重点】通过对比实验区分热的良导体与不良导体，掌握常见材料的传热本领差异。【教学难点】1.精准控制实验变量，保证多材料传热对比实验的科学性；2.辩证分析良、不良导体的生活应用，解释器具选材的科学原理；3.结合三种传热方式综合解释生活热现象与材料应用。【教具准备】[教师教具]铜棒、铝棒、铁棒、塑料棒、木棒、烧杯、热水、凡士林、火柴梗、厨具实物图片、材料传热科普视频、单元知识梳理课件。[学生分组器材]相同规格的铜、铝、铁、塑料、木质短棒、烧杯、热水、凡士林、火柴、秒表、实验记录单。【教学过程】一、导入新课[教师活动]出示铁锅、塑料锅铲、木质筷子、不锈钢勺子等厨具，提问：为什么锅体大多用金属制作，锅柄、铲柄大多用塑料、木头制作？不同材料的传热能力一样吗？引出本课课题《材料的传热本领》。[学生活动]观察厨具材质差异，结合生活经验猜想金属传热快、塑料木头传热慢，思考生活选材的科学原因。[设计意图]以生活化选材问题导入，贴近学生生活，激发探究兴趣，聚焦材料传热性能差异的核心问题。二、讲授新课（分聚焦、探索、研讨、拓展四大板块）（一）聚焦板块[教师活动]抛出核心探究问题：不同固体材料的传热快慢是否相同？哪些材料传热快？哪些材料传热慢？讲解本节课探究目标：通过对比实验区分不同材料的传热本领，明确良导体、不良导体的探究方向。[学生活动]大胆猜想不同材料的传热快慢顺序，明确本节课实验探究的核心任务。[设计意图]聚焦探究核心，引导学生主动猜想，为定量实验探究做好铺垫。（二）探索板块1.实验方案讲解与规范[教师活动]讲解控制变量实验要求：所有材料棒规格、长度、粗细一致，涂抹等量凡士林、粘贴相同火柴梗，同时放入热水中，观察火柴梗掉落先后顺序，记录传热快慢。强调单一变量原则，统一实验标准。[学生活动]识记实验变量控制要求，明确观察、记录重点，熟悉实验流程。[设计意图]规范实验操作，突破控制变量的难点，保证实验数据科学有效。2.多材料传热对比实