新苏教版科学五年级上册第8课《材料的传热本领》教学设计

PAGE1教学设计丨五年级上册第二单元《热传递》8.材料的传热本领【教材分析】《材料的传热本领》是义务教育小学科学苏教版教材五年级上册第二单元《热传递》的第4课（第8课）。本单元围绕热传递展开，前三课《热传导》《热对流》《热辐射》分别引导学生掌握三种传热方式的概念、特点和规律，构建起“热如何传递”的知识基础；本课作为单元的综合应用环节，属于“分分分总”逻辑关系中的“总”，基于对材料导热性、表面特性等因素的探究，引导学生运用所学知识解释现象、设计方案，实现对热传递的人为调控。本课由三个模块组成：模块一：热的良导体与不良导体的概念；模块二：保温材料的特点；模块三：铝箔对热辐射的反射。三个模块的逻辑关系是从建立基础概念，到研究一类典型应用材料，再到探究特定功能材料的认知深化与拓展过程，体现了从普遍到特殊、从原理到应用、从单一方法到综合策略的认知发展。教材编排了观察、实验、阅读、工程实践等多种活动：通过控制变量实验比较不同材料的导热性能，建构“热的良导体”与“热的不良导体”的概念；通过分析岩棉板、草绳、棉被、空心砖等生活实例，发现保温材料“疏松多孔”的共同特点，理解保温原理；通过演示实验探究铝箔反射热辐射的机理；最终引导学生综合运用本单元关于热传导、热对流、热辐射的全部知识，设计制作保温盒，实现从知识理解到创新实践的跨越。本课内容的落实契合《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“观察常见材料的导热性，说出它们的主要用途”“举例说明影响热传递的主要因素，列举它们在日常生产生活中的应用”等要求，有助于学生形成“物质与能量”“稳定与变化”等跨学科概念，发展科学思维与工程实践能力。【学情分析】学生已在四年级下册《冷和热》单元中学习了温度、物态变化、热传递方向等知识，具备了观察、比较等基本科学探究能力。在生活经验方面，学生普遍有冬天摸金属门把手感觉“凉”、夏天光脚踩瓷砖和木地板感受不同、盖棉被保暖等经历，对“不同材料传热本领不同”有朴素而直观的感性认识，为本课学习提供了良好的经验基础。但儿童对热传递的理解存在迷思：一是对热传递的机制认识不清，往往说不清楚热是如何从一个物体传递到另一个物体的；二是容易将“摸起来凉”误解为材料“本身是凉的”，而非“导热快”；三是容易把“热的良导体”与“热的不良导体”绝对化，误认为良导体一定能导热、不良导体完全不导热。此外，学生虽做过一些对比实验，但本课需要运用控制变量法进行定量测量与数据分析，对实验方案的规范操作和数据的归纳概括仍需教师搭建支架、逐步引导。【教学目标】科学观念：通过回忆生活体验和观察热成像图，认识不同材料的导热性能存在差异，理解热的良导体与热的不良导体的概念，了解保温材料的特点及应用原理。科学思维：能分析、归纳实验数据，概括不同材料导热性能的规律，解释生活中材料选用的原理。探究实践：会设计并规范完成材料导热的对比实验，能用所学知识设计制作保温装置。态度责任：乐于科学探究，尊重实验事实，树立合理利用材料的环保与责任意识。【重点与难点】重点：区分热的良导体和热的不良导体。难点：理解保温材料的特点及保温原理。【教学准备】教师演示材料：白炽灯泡的台灯1台、100毫升烧杯2个、温度计2个、黑色纸和铝箔纸各1张；岩棉板、空心砖、蓬松的棉花、草绳等保温材料实物；多媒体课件（热成像图、保温材料内部结构放大图等）。学生分组材料：同样粗细、同样长短的铜棒、铁棒、铝棒、玻璃棒、塑料棒、木棒各1根，250毫升烧杯1个，热水，电子温度计6个，实验记录单（每4人一组）。【教学用时】1课时。【教学过程】模块一：热的良导体与不良导体的概念1.创设情境，聚焦问题（1）谈话导入：同学们，在室温相同的条件下，光脚站在瓷砖、木地板和地毯上，会有什么不同的感觉呢？（2）学生结合生活经验交流分享。预设：光脚踩瓷砖感觉最凉，踩木地板凉一些，踩地毯不凉。（3）出示光脚站在瓷砖、木地板和地毯上相同时间后的热成像图，引导学生观察热成像图中温度的差异，追问：为什么脚底温度不同？这与脚接触的材料有什么关系？由此引出课题——材料的传热本领。（板书课题）2.实验探究，建构概念（1）提出问题：不同材料传递热的本领一样吗？怎样比较它们的传热本领？（2）设计实验：引导学生明确要比较的材料是同样粗细、同样长短的铜棒、铁棒、铝棒、玻璃棒、塑料棒、木棒；思考实验需要控制的条件（小棒的长短、粗细相同，浸入热水的深度相同，测量的时间相同），体会控制变量法。（3）明确操作：教师演示操作流程，强调小棒统一浸没热水1/3处、用电子温度计测量时等待示数稳定再读数等关键操作；4人小组内明确记录员、操作员、汇报员分工，确保人人参与。（4）学生分组实验，教师巡回指导，提示学生安全使用热水。（5）汇报交流：各小组用表格整理实验数据，将6种材料的小棒按导热性能从慢到快排序，全班交流排序结果。（6）归纳概括：结合数据引导学生发现，铜棒、铁棒、铝棒等金属导热快，是热的良导体；木棒、塑料棒、玻璃棒等导热慢，是热的不良导体。强调“热的良导体与热的不良导体是相对概念”，二者并非“能导热”与“不能导热”的区别，而是导热速度不同。3.迁移应用，解释生活（1）分组讨论：锅、锅铲、电熨斗的各部分是用什么材料制成的？为什么要选择这样的材料？（2）师生交流：锅的主体、电熨斗的底板常用金属（热的良导体），便于快速导热加热食物、熨烫衣物；锅柄、锅铲柄及电熨斗的把手常用塑料或木头（热的不良导体），防止烫伤。引导学生体会人们根据材料传热本领的不同进行合理选材的智慧。设计意图：从“光脚踩不同地面”的具身体验和热成像图的直观对比出发，创设认知冲突，激发探究材料传热本领差异的内在动机；通过控制变量、定量测量与数据分析，引导学生从客观证据中自主归纳，主动建构“热的良导体”与“热的不良导体”的核心概念；再通过分析锅铲、电熨斗等日用品的材质选择，驱动学生将概念迁移至真实情境，解释工程设计的智慧。模块二：保温材料的特点1.提出问题生产生活中，人们为什么选用岩棉板给墙体保温、用草绳和塑料薄膜给树保温、用蓬松的棉被保暖、用空心砖建造房屋呢？2.观察讨论出示岩棉板、空心砖、蓬松的棉花、草绳等保温材料实物或图片，引导学生摸一摸、看一看、想一想：这些材料摸起来有什么共同感觉？它们的内部结构可能是什么样的？学生交流发现保温材料普遍疏松、多孔。3.阅读归纳学生带着问题“保温材料的共同特点是什么？为什么这些特点能起到保温作用？”自主阅读教材，同桌互述后全班交流。归纳：用来保温的材料通常是热的不良导体，多具有疏松、多孔的特点，里面充满空气。由于空气是热的不良导体，材料内部就相当于被隔成了许多“小房间”，每个“小房间”都能减少热传导，隔开的“小房间”还能阻止热对流，因此具有良好的保温效果。4.动画演示播放动画，演示空气在材料“小房间”中减少热传导、阻止热对流的过程，帮助学生直观理解保温原理。（注意：展示岩棉板等材料时提醒学生不要用手直接揉搓，避免细小纤维刺激皮肤和呼吸道。）设计意图：通过精选四个典型生活实例并配以展示其内部多孔结构的放大图，建立学习与生活的强关联，引导学生从具象案例中观察、比较与归纳，自主发现保温材料“疏松多孔”的共性；再借助图文结合的文字说明，将“利用空气这一热的不良导体，同时减少热传导并阻碍热对流”的抽象原理可视化，帮助学生理解结构决定功能的本质关系，完成从现象观察向原理建构的科学认知飞跃。模块三：铝箔对热辐射的反射1.制造认知冲突电动车防晒坐垫、消防隔热服、汽车防晒遮阳挡、保温袋等保温隔热用品都用到了铝箔。铝箔明明是金属，是热的良导体，为什么反而能起到隔热、保温的作用呢？2.演示实验（1）教师出示两个完全相同、盛有等量等温热水的烧杯，一个用黑色纸包裹，一个用铝箔纸包裹（亮面朝外），同时放在白炽灯下照射相同时间。（2）实验前请学生预测：哪个烧杯的温度会更高？并说明理由。（3）实验中引导学生观察两个温度计的读数变化，思考“为什么包裹铝箔的烧杯温度更低”。3.分析数据，得出结论引导学生分析实验数据，发现包裹铝箔的烧杯温度升高幅度明显小于包裹黑色纸的烧杯，说明铝箔亮面能高效反射热辐射，减少热量的进入，从而起到隔热保温的作用。4.综合应用，深化理解提问：为什么铝箔常和泡沫塑料结合使用？引导学生理解：泡沫塑料是通过阻止热传导和热对流来保温，而铝箔是通过反射热辐射来保温，两者结合可以从多个方面减少热量传递，保温效果更好。5.课堂小结引导学生回顾本课所学——不同材料的导热性能不同，分为热的良导体和热的不良导体；保温材料多为热的不良导体，具有疏松、多孔的特点，能减少热传导并阻止热对流；铝箔能反射热辐射，用于保温隔热。人们正是根据材料传热本领的不同，选择利用热传递或防止热传递，让生活更加便利。6.布置作业设计并制作一个保温盒。要求：材料自选，能放置雪糕并保证密封性；结合本节课所学的保温原理合理搭配材料，如在纸盒内侧贴铝箔、夹层填充蓬松的棉花等。下节课带来与同学比一比，看谁的保温盒里的雪糕最后融化。设计意图：引导学生突破前认知、建构新模型，实现知识的综合创新应用。首先通过“导热快的铝箔却广泛应用于隔热用品”制造认知冲突，激发探究其“反射热辐射”新机理的动机；接着