《太阳能热水器》教学设计-2026-2027学年冀人版（新教材）小学科学六年级上册

《太阳能热水器》教学设计-2026-2027学年冀人版（新教材）小学科学六年级上册一、学情分析六年级学生已经完成本单元前面热传导、热对流、热辐射相关内容的学习，初步掌握热的三种传递方式，知道太阳通过热辐射向地球传递热量。学生在生活中见过太阳能热水器，对太阳能可以转化成热能有感性认知，但大多只知道太阳能热水器可以把水晒热，并不清楚内部构造、工作原理，不能把热辐射、颜色吸热、物体吸热本领等知识点和太阳能热水器工作过程建立关联。六年级学生抽象思维快速发展，具备一定工程实践思维，能够开展观察对比实验，也可以根据任务进行简单产品设计，但工程设计时容易只关注外观，忽略实际功能，对于“怎样提升吸热效果”缺少系统性思考。学生容易形成前概念误区：认为只要放在太阳下就一定能把水快速加热，不理解材料、颜色、摆放角度都会影响吸热效率。本课属于技术与工程主题，需要结合课本图文、案例分析、师生对话，把已学热传递知识迁移到真实产品上，落实科学知识服务生活的理念，也为下一课《保温和散热》做好知识铺垫。二、教材分析本课是第一单元热传递单元的工程应用课，承接前面热辐射、物体吸热能力的相关学习内容，将热学知识落实到太阳能热水器这一生活产品上。教材开篇出示家用太阳能热水器实景图片，抛出驱动问题：太阳能热水器是怎样把水加热的。教材第一部分展示太阳能热水器主要组成结构：集热器、储水箱、支架，配合课文文本分别介绍各部分功能；教材设置探究思考板块，引导学生分析集热器为什么大多是黑色，支架为什么可以调节倾斜角度，结合之前物体吸热的实验结论开展分析。教材设置模拟探究活动，利用纸盒、黑色塑料袋、塑料瓶等简易材料，模拟太阳能热水器，对比不同颜色、不同摆放角度条件下水温变化，收集实验数据。教材文本梳理太阳能热水器工作完整过程：太阳的热以热辐射形式传递给集热器，集热器吸收热量传递给水，水温升高，热水储存在储水箱中。教材工程实践板块提出任务，让学生尝试设计简易太阳能热水器，梳理设计需要考虑的要素：颜色、材料、摆放角度、保温措施。最后拓展板块介绍太阳能在生活当中更多应用，引导学生感受清洁能源优势。教材编排遵循“认识实物结构→探究影响吸热因素→理解工作原理→工程设计实践”逻辑，由认识产品走向模拟探究再到简易设计，实现科学概念向工程实践转化，符合六年级学生认知水平。三、核心素养教学目标1.科学观念：知道太阳能热水器由集热器、储水箱、支架等主要部分组成；理解太阳能热水器利用太阳热辐射把太阳能转化为水的热能；知道深色物体吸热本领更强，集热器倾斜角度会影响接收太阳辐射热量多少；能够完整说出太阳能热水器工作过程。2.科学思维：能够结合热辐射、物体吸热本领旧知识，推理分析太阳能热水器各部件作用；能够根据模拟实验的数据，对比分析颜色、角度对吸热效果带来的影响；在设计简易热水器时，综合多个影响因素进行思考，发展工程思维与因果推理能力。3.探究实践：能够小组合作完成模拟太阳能热水器吸热对比实验，观察记录水温变化数据；能根据任务要求，画出简易太阳能热水器设计草图，标注关键结构与选材依据；能够结合实验现象解释产品工作原理。4.态度责任：感受太阳能这种清洁、可再生能源的优势；体会科学知识可以用来设计制造生活用品；乐于参与设计活动，愿意和同伴交流自己的设计思路；树立节约能源、合理利用自然资源的意识。四、教学重难点教学重点：认识太阳能热水器主要构造以及各部分功能；理解太阳能热水器依靠热辐射加热水的工作原理；知道颜色、倾斜角度对吸热效果的影响。教学难点：把热传递相关知识综合运用到工程产品分析；设计简易太阳能热水器时综合兼顾吸热、储热多重条件。五、教学过程情境导入，结合课本插图提出驱动问题教师投影教材当中太阳能热水器实景图片。

师：同学们，请大家观察课本当中这幅图，大家认识这个装置吗？

生：这是太阳能热水器。

师：很多家庭屋顶都会安装太阳能热水器，不用烧煤、不用电，就可以把冷水变成热水供家庭使用。看到它，大家心中会产生什么疑问？

生：它是怎么把水变热的？为什么放在屋顶就可以加热水？

师：大家提出的问题非常有价值，请翻开课本，今天我们就来学习《太阳能热水器》，一起解开太阳能热水器工作的秘密。

设计意图：依托教材实景插图，联系学生生活经验抛出核心驱动问题，快速聚焦本课学习主题，激发学生探究与思考的兴趣。研读教材文本，认识太阳能热水器的组成与部件功能师：请同学们阅读课本正文，找一找太阳能热水器主要由哪几个部分构成，同时思考每一部分起到什么样的作用，读完之后小组内相互说一说。

学生阅读课本文本，小组开展交流讨论，教师巡视。

师：哪个小组来汇报，太阳能热水器有哪几个主要组成？

生：有集热器、储水箱，还有支架。

师：找得很准确，课本明确标出这三大核心部件。我们逐个来分析。首先是集热器，大家猜一猜集热器承担什么任务？

生：应该是接收太阳光，吸收太阳的热量。

师：没错，课本介绍，集热器是太阳能热水器接收太阳能量并转化为热能的核心部件。太阳的热量以热辐射的形式传递过来，集热器接收辐射热，再把热量传递给里面流动的水。那储水箱的作用又是什么呢？

生：储存加热之后的热水。

师：非常好，水在集热器当中受热之后，流进储水箱，把热水储存起来，方便我们随时使用。那支架仅仅只是把设备撑起来吗？课本当中提示支架可以调整倾斜角度，为什么要设计成可以调节角度？大家可以先记下这个问题，后面我们通过探究找到答案。师：老师这里准备一张表格，我们把课本当中部件信息整理出来。部件名称主要功能集热器接收太阳热辐射，把太阳能转化成热能，加热水储水箱储存已经加热完成的热水支架支撑热水器，可调节倾斜角度师：大家再仔细观察课本插图，集热器外表大多是什么颜色？

生：黑色。

师：为什么集热器要做成黑色？联系我们之前学过物体吸热本领知识，谁能说一说？

生：深色物体吸热能力更强，黑色吸热效果最好。

师：说得很到位。课本也提示，黑色集热器可以更多吸收太阳辐射的热量，提升加热水的效率。

设计意图：研读教材文本，依托表格梳理部件与功能，以师问生答逐步拆解产品构造，调用学生旧知，建立新旧知识联系，落实本课重点知识学习。模拟探究实验：哪些因素会影响水吸热升温（教材模拟探究活动）师：课本给我们安排模拟实验，我们利用塑料瓶代表储水容器，模拟太阳能热水器。想一想，哪些条件会影响瓶子里面水升温快慢？

生：瓶子颜色、摆放倾斜角度、太阳光强弱。

师：我们课堂当中重点探究两个因素：颜色、摆放角度。实验材料准备透明塑料瓶、黑色塑料袋、温度计。

师：第一个对比，一个瓶子包黑色塑料袋，另一个不包裹，装入同样多温度相同的水，放在同样阳光环境下。大家猜想，一段时间之后，哪一瓶水温上升更高？

生：包黑色塑料袋的瓶子水温升得更高。

师：第二个对比，两个包黑色塑料袋瓶子，一个竖直摆放，一个倾斜对着阳光摆放，水量初始温度一致，预测哪一组升温更快？

生：倾斜正对太阳光的升温更快。

师：这是对比实验，大家思考，做对比的时候，哪些条件要保持不变？

生：水量一样，初始温度一样，放在同一个光照环境，瓶子大小一样。

师：对，只改变我们要研究的条件，其余全部保持不变，这样实验结果才有说服力。各小组按照课本实验提示开展模拟实验，定时读取温度计示数，记录水温变化。学生小组开展模拟实验，读取温度，填写实验记录表格。实验组别条件初始水温一段时间后水温水温升高值1号包裹黑色塑料袋，竖直放置2号不包裹黑色塑料袋，竖直放置3号包裹黑色塑料袋，倾斜正对阳光师：实验结束，请各小组汇报实验数据，说一说你们得到什么发现。

生：包裹黑色塑料袋瓶子水温升高更多；同样黑色包裹，倾斜正对阳光的瓶子升温效果最好。

师：结合课本内容，我们一起来分析。黑色表面吸热本领强，可以接收更多太阳热辐射；倾斜摆放，集热面正对太阳光，接收的辐射热量更多。现在回到前面支架的问题，支架调节倾斜角度的作用是什么？

生：调整集热器角度，让集热器尽量正对太阳光，接收更多热量，加热效果更好。

师：总结非常到位。课本当中完整梳理太阳能热水器工作过程：太阳发出的热以热辐射方式向外传播，照射到集热器；黑色集热器吸收热量，热量传递给水，水温度升高；热水流入储水箱储存起来，供人们使用。

设计意图：完整落实教材模拟探究活动，通过猜想、对比实验、数据分析推理实验结论，解开支架可调角度的疑问，把实验现象回归真实产品原理，突破本课教学重点，渗透控制变量探究思想。案例研讨，工程设计思考（教材工程实践板块）师：课本工程实践板块，要求我们设计一个简易太阳能热水器。大家想一想，设计的时候，我们需要考虑哪些关键点？小组讨论。

学生小组交流。

师：哪个小组分享你们的设计思考？

生：容器表面要用黑色，尽量倾斜对着阳光，还要做好储水。

师：课本提示我们除了吸热，储水箱还要尽量减少热量散失，也就是要兼顾保温。如果热水吸收热量之后又快速散出去，水温同样上不去。大家想一想，怎么减少热量散失？

生：可以在储水容器外面包裹保温材料。

师：没错，既要想方设法多吸收太阳辐射的热量，又要尽量减少已经得到的热量向外散失，这两个方面都要兼顾。大家可以在草稿纸上画出简易设计草图，标注选材和设计理由。

学生简单绘制设计草图，个别学生展示自己设计，说明设计思路。

师：大家设计的时候，能够把刚刚实验得到的知识用到设计当中，非常好。

设计意图：落实教材工程实践任务，引导学生综合吸热、保温双重因素开展设计，发展工程思维，同时自然衔接下一课保温散热相关知识。拓展阅读，认识更多太阳能应用师：阅读课本拓展板块，除了太阳能热水器，生活当中还有哪些地方利用太阳能？

生：太阳能路灯、太阳能光伏发电板。

师：太阳能属于清洁能源，不会产生污染，是很有发展前景的能源。人们利用热辐射把太阳能转化成热能，也可以转化成电能服务我们生活。

设计意图：拓展学生认知，落实态度责任素养，体会科学技术服务生活。六、课堂小结师：我们一起来回顾本节课学习内容，谁来梳理本节课学