小学五年级科学上册《热辐射》教学设计

小学五年级科学上册《热辐射》教学设计一、教材与学情分析（一）教材地位《热辐射》是苏教版小学科学五年级上册"热的传递"单元的第三课。在此之前，学生已经通过《热传导》认识了热在物体内部沿着温度差传递的规律，通过《热对流》理解了液体和气体依靠流动传递热量的方式。本课作为单元收束课，承担着让学生认识第三种传热方式——热辐射的任务。热辐射与前两种方式的根本区别在于：它不需要任何介质，热可以不依赖物体接触、不依赖物质流动，直接以电磁波的形式向外传播。这一概念对学生而言是比较抽象的，因为它无法像热传导那样触摸感知，也无法像热对流那样借助染色水流直观呈现。教材编排了"感受太阳的热""比较不同颜色物体的吸热本领""认识生活中的热辐射现象"三个板块，遵循从生活体验到实验探究再到应用迁移的认知路径。（二）学情研判五年级学生在生活中已经积累了大量与热辐射相关的感性经验：站在火炉旁感到脸上发烫、夏天穿深色衣服更热、晒太阳时后背暖洋洋的。这些经验是教学的宝贵资源，但同时也夹杂着迷思概念。部分学生认为"热是随着空气飘过来的"，错误地将太阳的热归因于空气传递；部分学生认为"白色物体不吸热"是因为白色"拒热"，而说不出深层原因。此外，学生在低年级建立的"传热需要碰到"的观念根深蒂固，要接受"隔空传热"这一事实，认知冲突必不可少。本课教学的关键，就在于制造这种冲突，再引导学生用实验证据弥合冲突。二、教学目标（一）科学观念学生能够说出热辐射是物体不依靠介质、直接向外界发射热量的传热方式；知道太阳的热主要通过辐射的方式传到地球；知道物体颜色越深，吸收辐射热的本领越强，颜色越浅，吸收辐射热的本领越弱。（二）科学思维学生能在对比实验中识别变量，基于温度数据作出推断；能将热传导、热对流、热辐射三种方式进行比较，建立关于"热的传递"的整体知识结构。（三）探究实践学生能完成"黑纸与白纸袋中温度计升温对比"的实验，规范使用温度计读数、记录数据；能在教师引导下设计简单的公平测试方案。（四）态度责任学生能从热辐射的角度解释生活中的现象，如太阳能热水器的工作原理、夏季着装的选择、冰箱颜色的设计等，体会科学知识对生活决策的指导价值，初步形成节能与合理利用能源的意识。三、教学重点与难点教学重点：认识热辐射的现象与特点，知道热可以不依靠介质传递。教学难点：理解"隔空传热"这一事实，破除"传热必须接触或有空气流动"的前概念；通过对比实验理解物体颜色与吸热本领的关系。四、教学准备教师准备：浴霸灯（或大功率白炽灯）一盏、两片涂有不同处理方式的金属片、多媒体课件（含太阳与地球之间真空环境的动画、太阳能热水器工作原理图）、红外测温仪一支。学生分组材料：相同规格的白色纸袋与黑色纸袋各一个、温度计两支、夹子、记录单、秒表。五、教学过程（一）情境导入：一个不接触的疑问（约六分钟）上课伊始，教师不做任何讲解，请学生伸出手掌，教师打开浴霸灯，请学生将手掌放在灯的前方约三十厘米处，停留几秒钟。教师提问：你的手感觉到什么了？学生回应：很暖，有点烫。教师追问：你的手碰到灯了吗？学生：没有。教师继续追问：那热是怎么跑到你手上的？教室里会出现几种典型回答。有的学生说"是空气把热带过来的"，教师要抓住这一回答顺势追问：我们前面学过，空气传热靠对流，热空气是向上跑的，可你的手掌明明在灯的侧面，热怎么就拐了弯跑到你手上？有的学生说"是光照到手上就热了"，教师肯定这个观察到点子上了：看来有一种传热方式，既不靠碰，也不靠空气流动。教师揭示课题：今天我们要研究第三种传热方式——热辐射。设计意图：用身体直接的感受代替语言描述开课，把"隔空受热"这一违反学生原有经验的事实摆在面前，制造认知冲突。冲突不是教师宣布的，而是学生自己在回答中暴露出来的，这样的学习起点才是真实的。（二）建构概念：热辐射是什么（约八分钟）教师引导学生回顾：热传导需要什么条件？（物体相互接触）热对流需要什么条件？（有液体或气体的流动）教师出示问题：太阳离地球大约一亿五千万公里，中间绝大部分空间是真空，即什么都没有，可太阳的热照样到达地球。这说明了什么？学生讨论后形成初步认识：热可以在没有任何物质的情况下传播。教师给出概念表述：像太阳、炉火、浴霸灯这样，不依靠介质，把热直接向外发射出去，这种传热方式叫做热辐射。热辐射本质上是热以电磁波的形式向外传播，只要物体的温度不是绝对零度，它就在不停地向外辐射热。温度越高，辐射越强。为了让学生理解"一切物体都在辐射"，教师可用红外测温仪现场测量：对着桌面测一测，对着学生的额头测一测，对着墙壁测一测。屏幕上跳出的不同温度数字让学生意识到：原来我们的桌子、我们的身体、周围的墙壁，每时每刻都在向外发射热，只是温度低，辐射弱，我们感觉不到烫。教师随即组织一个小结性比较，请学生口头完成：热传导像"接力赛"，一个分子碰一个分子；热对流像"搬家"，热的物质自己跑；热辐射像"发射信号"，不用接触、不用搬运，直接发出去。设计意图：概念不能靠背诵建立。用真空环境中太阳传热的事实作为逻辑支点，让学生自己推导出"热可以不依赖介质传播"的结论，概念才有根基。红外测温仪的引入，把抽象的"辐射"变成了可见的数字。（三）探究实验：颜色与吸热本领（约十五分钟）教师出示情境：炎炎夏日的正午，两辆一模一样的汽车停在太阳下，一辆黑色，一辆白色。打开车门坐进去，哪一辆更烫？学生几乎异口同声：黑色的更烫。教师追问：你们怎么知道？有证据吗？今天我们就用实验来取证。实验任务：把两支温度计分别装进白色纸袋和黑色纸袋中，并排放在浴霸灯下相同的距离处，每隔一分钟读取并记录两支温度计的示数，连续观察四到五分钟。在动手之前，教师组织"公平性审查"：要保证实验结果可信，哪些条件必须一样？学生讨论明确——纸袋大小形状相同、温度计相同、与灯的距离相同、照射时间相同、起始温度相同、唯一不同的是纸袋的颜色。教师对"变量控制"这一科学方法给予明确命名和肯定，因为这一思想已经贯穿了本单元前两课的探究。学生分组实验，教师巡视指导，重点关注温度计读数方法是否规范（视线与液柱顶端平齐）、记录是否及时。实验结束后，各组汇报数据。多数组的数据呈现一致趋势：黑色纸袋中的温度计上升更快、最终温度更高，通常比白色纸袋高出若干摄氏度。教师引导得出结论：在同样的照射下，黑色物体吸收辐射热的本领比白色物体强。进而给出一般规律：物体的颜色越深，吸收热辐射的本领越强；颜色越浅，反射多、吸收少，升温就慢。为加深理解，教师可出示补充事实：南极科考队员观测冰层时常用深色的集热材料融化冰面取水；沥青路面在夏天比水泥路面更容易发烫变软。设计意图：五年的科学学习，学生应当从"做实验"走向"设计实验"。本环节没有直接发给学生操作步骤，而是先让学生自己审查公平性，把变量控制内化为思维习惯。数据说话，结论才经得起检验。（四）回归解释：破解开课的疑问（约五分钟）教师带领学生回到开课的问题：手掌在浴霸灯侧面感到热，现在能完整解释了吗？学生尝试完整表述：浴霸灯温度很高，不断向外辐射热，热以辐射的形式穿过空气（注意：不是空气把热带过来的，空气几乎不吸这个热）到达手掌，手掌吸收了辐射热，温度升高，所以感到烫。教师特别强调一个辨析点：热辐射经过空气时，空气并没有被当作"传热的工具"，这和热对流里空气作为"搬运工"是完全不同的角色。这一点是本课最容易与前概念纠缠的地方，必须当堂辨析清楚。教师再抛出一个问题强化理解：用一块厚纸板挡在你的手和灯之间，烫的感觉会怎样？（明显减弱甚至消失）这说明什么？（辐射热沿直线传播，能被遮挡物挡住）学生由此理解"隔着玻璃晒太阳暖和，而在阴凉里凉快"这类生活现象。（五）拓展应用：用知识改变生活（约五分钟）教师依次出示四个生活问题，学生运用本课知识解答：问题一：太阳能热水器的集热管为什么是深色的？因为深色吸收太阳辐射热的本领强，能把更多太阳能转化为热。问题二：夏天在户外活动，穿浅色衣服更凉快，为什么？浅色衣服反射多、吸收的辐射热少。问题三：家用冰箱、空调外机多做成白色或浅色，有何道理？减少从环境中吸收辐射热，降低制冷负担，节约电能。问题四：冬天坐在远离火炉的位置，把手伸向火炉方向，手背感觉不到暖而手心暖，说明了什么？辐射热沿直线向外传播，只有朝向热源的一面能接收到。教师补充介绍人类对热辐射的利用已经走向深处：红外夜视仪通过接收人体辐射的红外线在黑暗中"看见"人；红外热成像仪帮助电工不拆线路就找到过热的故障点；卫星用遥感探测地表辐射来预报灾害。知识越扎实，用途越宽广。（六）课堂小结与作业（约一分钟及课后）师生共同梳理单元全貌：热的传递有三种方式——热传导需要接触，热对流依靠流体，热辐射隔空而行。至此，关于"热怎样从一个地方到达另一个地方"，学生手中已经有了完整的答案。课后作业：观察寻找家中或社区里三处利用或防止热辐射的实例，下节课用一句话向同学说明其中的科学道理。鼓励学生尝试用黑白两瓶水在阳光下做家庭版对比实验，把课堂探究延伸到课外。六、板书设计中间课题"热辐射"三个大字。左侧竖列三行：热传导——靠接触；热对流——靠流动；热辐射——不靠介质，直接发射。右侧两行结论：一切物体都在辐射；颜色深，吸热强；颜色浅，吸热弱。三条传热方式之间用双向箭头连成一个三角，示意同一情境中它们常常同时存在，合而观之方见全貌。七、教学反思要点本课的成功与否取决于三个关节。第一，开课的浴霸灯体验是否