2022大象版（2017秋）科学五年级上册教学计划、教学设计及知识点总结
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| 名称 | 2022大象版（2017秋）科学五年级上册教学计划、教学设计及知识点总结 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 大象版（2017秋） | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-12 09:48:48 | ||
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文档简介
大象版科学五年级上册教学计划、教学进度
一、教材分析：
大象版科学新版五年级上册教材共设置了七个单元。本册教材的这几个单元包含了准备单元、综合探究单元、反思单元等三种不同类型的单元。
本册的准备单元“蒸发的快慢”创设了生活中的情境,引导学生发现问题——“蒸发的快慢与什么因素有关 ”本单元的教学重点是引导学生“尝试基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题,作出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。 中间的五个综合探究单元“冰淇淋冷藏箱”“人体司令部”“健康成长”“地壳”“小小机械师”是教材的主体。
本册最后的一个单元,反思单元“日心说的先驱”的设计思路,是帮助学生分析古希腊天文学家阿里斯塔克提出日心说的步骤,重点了解阿里斯塔克作出假设的过程及其依据,并对自己以前作出假设的经历进行反思和评价,提升关于假设的元认知水平。 本单元的科学探究目标是“通过阅读科学家的成功案例和回顾自己的探究经历,总结提升提出问题和作出假设的方法和能力”。
这五个单元以学生的年龄特征和认知规律为依据,精选地球与宇宙科学、生命科学、物质科学、技术与工程等领域的学习内容,设计一个个与学生生活实际密切相关的“做中学”活动,引领学生经历完整的探究过程,建构丰富的科学知识,有计划、有步骤地完善学生的科学概念体系。
第一单元“冰淇淋冷藏箱”侧重培养的科学探究要素是“提出问题”。 本单元以制作冰淇淋冷藏箱为任务驱动,引导学生学习有关热传递的科学知识,同时重点提升学生“提出问题”的能力。 由于制作冰淇淋冷藏箱与冷藏箱的结构以及材料的功能等因素密切相关,而冰淇淋的融化过程又涉及温度和状态的变化,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化等角度提出可探究的科学问题”,是“提出问题”要素学段目标的重要组成部分。
第二单元“人体司令部”的科学知识目标是核心概念“人体由多个系统组成,各系统分工配合,共同维持生命活动”中与感官、人脑相关的几项学习目标。 本单元在科学探究方面也侧重对“提出问题”要素进行训练。 由于本单元的科学知识目标涉及各种感官与人脑的结构和功能、感官与人脑以及它们与生命活动的关系,因此本单元的科学探究目标设定为“能基于所学的知识,从事物的结构、功能及相互关系等角度提出可探究的科学问题”。
第三单元“健康成长”的科学知识目标是学习内容“生活习惯和生存环境会对人体产生一定影响”中的两项学习目标,以及与生命安全、健康教育相关的内容。 本单元在科学探究方面也侧重对“提出问题”要素进行训练。 由于本单元的科学知识目标涉及人体的生长变化以及健康与生活习惯、生存环境之间的关系,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题”。
第四单元“地壳”以探究火山喷发的成因为线索,围绕地球内部结构这一主要概念,让学生初步认识到地球物质不断变化并且相互影响,增强学生热爱自然、保护地球环境的意识和社会责任感。 本单元侧重于“作出假设”要素的培养。 由于本单元的科学知识目标涉及地球的内部结构,岩石的特征与岩石的变化之间的关系,地壳的运动与地震、火山喷发、岩石纹理等自然现象之间的关系等,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。
第五单元“小小机械师”引导学生认识各种简单机械的结构和功能,帮助他们提高使用工具解决生活中实际问题的能力。 本单元也侧重于“作出假设”要素的培养。 由于本单元的科学知识目标涉及各种简单机械的结构与功能,因此,本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、功能等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。
二、学情分析：
通过四年科学学习，学生对科学课产生了浓厚的兴趣，求知欲和参与科学活动的愿望明显增强，学生的观察与描述能力有了明显的发展，在进行观察、记录、实验、交流等一系列活动时，学生的合作意识和合作能力也得到培养。受年龄的限制，学生的思维依旧处于形象思维阶段，抽象概括和语言表达能力仍然比较弱，教师的指导和帮助仍然非常重要。教师还要注重观察、记录方法的示范和引导，注重提供语言表达的范例。
学生已能初步控制自己的情感和行为，但还有不稳定的现象，自制力还不强，意志力较差，遇事很容易冲动，活动的自觉性和持久性都比较差，且常与兴趣密切相关。另外，他们精力旺盛、活泼好动，具有好奇、好动等特点，在活动过程中需要通过不断巡视来关注学生的观察体验进展，用学生喜欢的形式来促进学生更好地开展观察、体验等活动。
三、本册教材的培养重点
对于整套教材的编写体系来说,教材在低、中、高三个学段分别以“感知科学”“认知科学”和“探索科学”为认知发展主题,每册着重培养两个主要探究要素,每个学段完成探究要素的一次循环。 也就是说,在整个小学阶段,科学探究要素的培养经历了三次完整的循环,学生将一次次经历全部 8 个科学探究要素的落实和强化训练,以完成课程标准中科学探究目标在各个学段的要求。
为了助推学生探究能力上的发展,教材设计中暗含了螺旋上升的内在逻辑,从而循序渐进落实课程标准中的科学探究学段目标。 从中可以看出,一年级上册、三年级上册和五年级上册的探究要素培养重点都是“提出问题”和“作出假设”。 虽然这两个探究要素作为教学目标在这三册都进行了有侧重的训练,但它们并不是简单的重复,从训练内容和技能水平而言都是螺旋式的上升。 这种螺旋上升的编排,对于师生开展课堂教学、达成培养目标有积极的意义。 每个学期有明确的训练重点,教师第一时间就能准确地把握本册教材的主要探究要素目标,集中时间和精力对某个探究要素目标实施精准突破,既有利于教师制订学期教学工作计划,开展有针对性的培训学习,也有利于对学生反复进行技能强化训练,以真正形成熟练稳定的动力定型的程度。
四、本册教材的培养策略
学生进入小学高年级学段,他们的心智水平和探究能力在经历了前面四年的学习后,具备了较好的探究能力基础。 教材根据学生的年龄特征和认知规律,确定了五年级上学期的科学探究培养要素是“提出问题”和“作出假设”。
1. 提出问题
学生学习的最初动机来源于对自然世界的好奇心,教师要引导他们发现问题、提出问题,并通过探究活动来寻找问题的答案,完善他们的科学概念体系。 虽然低、中年级学段也曾经专门训练了“提出问题”的技能,但是,对高年级学段的要求有了明显的提高。
(1)从事物的结构与功能角度提出可探究的科学问题。 结构是指事物内部的连结和构架。 研究事物的结构,就是要研究它的组成部分及其联系方式。 事物都具有一定的结构,结构不同,功能就不相同。
围绕结构与功能,学生可以从两个角度提出问题。 一是这种结构有什么功能 主要应用于对已有物体结构的功能分析,比如,赵州桥首创的“敞肩拱”结构形式有什么功能 还有一种是为实现某个功能要设计怎样的结构 即从功能出发,寻求合理的结构,比如,科技活动中,让学生用胡萝卜和牙签搭一座高塔,应该如何设计它的结构 相对而言,后一种提问角度更能培养学生的创新意识和研究兴趣。
在第一单元第 4 课《结构与保温》的教学中,首先让学生观察生活中的一些双层结构保温物体,比如双层玻璃窗、玻璃保温瓶内胆等,接着研究单层、双层结构对热传递的影响,发现结构是影响热传递快慢的重要因素之一,双层结构比单层结构更保温。 然后出示目标———设计一个保温的简易冰淇淋冷藏箱,并提示学生从冷藏箱的功能的角度进行思考、提出问题,对不同结构进行分析、筛选后,双层结构作为一种可探究的科学问题成为下一步研究的主要思路。
(2)从事物的变化及相互关系角度提出可探究的科学问题。 变化的事物必然受到其他因素的影响,比如温度的变化,与阳光的照射有密切的关系。 善于发现事物变化与影响因素的关系,是学生开展科学研究的必备素养。
在第三单元第 1 课《我的健康体检表》中,学生根据健康体检表中的信息,绘制并分析条形统计图、折线统计图等,能发现身高、体重等都发生了显著变化,进而提出关于生长变化的研究问题,提出这些问题的角度主要是“身体的变化与哪些因素有关”,然后通过数据的收集和处理,发现自己身高、体重的生长变化及相关影响因素,找到问题的答案,发现遗传、营养、体育锻炼、睡眠、生活环境等因素都与身体变化和健康成长密切相关,最后总结出良好的生活习惯、健康的生活环境是健康成长的必要条件,从而让学生懂得怎样维护自己的身体健康。
2. 作出假设
在科学探究中,学生要把问题转换成假设之后,再进行观察或实验,收集信息得出结论,以验证假设是否成立。 和中、低年级学段对“作出假设”的要求不同的是,高年级学段要求学生“能基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。 因此,和“提出问题”对“事物的结构、功能、变化及相互关系”的关注一样,“作出假设”也要注意从这几个角度来展开。
第四单元第 1 课《火山喷发》,教材通过火山喷发的图片引出探究问题———火山喷发与什么因素有关 引导学生从火山的结构、变化(喷发)及相互关系(与哪些因素有关)的角度去作出假设,比如“火山喷发是否与地壳的运动有关呢 ”并说明假设的依据。 然后帮助学生查阅资料、整理信息,运用分析与综合等思维方法,对收集的信息进行统计、概括,形成结论以检验假设的正确性。
第五单元第 4 课《轮轴》,以学生生活中常见的场景为情境,通过阅读轮轴的资料,提出关于轮轴的研究问题,比如方向盘、水龙头怎样操作才省力 引导学生基于生活经验和所学知识,从结构和功能的角度对轮轴的作用作出假设,并说出假设的依据。 然后通过实验搜集证据,对数据进行比较分析,发现轮轴转动方式与省力的关系,形成科学的认识。 再把结论迁移到生活实践中,寻找生产生活中的轮轴,分辨它们的类型,说明它们的功能,从而进一步验证结论的正确性。合理的假设是在研究初期对潜在答案的有依据的推测,同时又决定了后续的研究方向和工作方案。 作出假设后,学生要经过实验、查阅资料等方式寻求证据,运用不同的科学思维方法对这些证据进行必要的加工以得出结论,再将结论与前面的假设进行对比。真正的科学研究是很难一次就取得成功的,要培养学生敢于尝试的信心,和不取得满意的研究成果绝不罢休的坚韧不拔的意志。
附：教学进度表
周次 起止日期 预定教学内容
1 9.1-9.3 准备单元
2 9.6-9.10 1.1热传递 1.2热的传递方式
3 9.13-9.17 1.3材料与保温 1.4结构与保温
4 9.20-9.24 1.5 制作冷藏箱 第一单元复习 第一单元测验
5 9.27-10.1 2.1感官、大脑与认知 2.2保护感官
6 10.4-10.8 2.3人体司令部 2.4脑的保健
7 10.11-10.15 3.1我的健康体检表 3.2 生活习惯与健康 3.3生活环境与健康
8 10.18-10.22 3.4我是小小安全员 期中复习 期中测验
9 10.25-10.29 4.1火山喷发 4.2地球的结构
10 11.1-11.5 4.3地壳中的岩石 4.4地壳运动
11 11.8-11.12 4.5应对地质灾害 第四单元单元复习
12 11.15-11.19 5.1工具的妙用 5.2杠杆
13 11.22-11.26 5.3滑轮
14 11.29-12.3 5.4轮轴
15 12.6-12.10 5.5斜面
16 12.13-12.17 第五单元复习 第五单元检测
17 12.20-12.24 反思单元
18 12.27-12.31 期末复习
19 1.3-1.7 期末复习
20 1.10-1.14 期末测验
教学设计
准备单元 蒸发的快慢
【教学分析】
本课通过引导学生根据情境提出可探究的科学问题,聚焦“影响水蒸发快慢的因素有哪 些”这一问题,然后针对这一问题作出假设,并说明假设的依据。 学生随后通过设计实验、搜集证据,得出相关结论,经历科学探究活动的全过程,进一步提升提出问题、作出假设的能力。
【教学目标】
(1)知道蒸发是一种分离混合物质的方法。
(2)基于所学知识和技能,提出可探究的科学问题,对问题作出有针对性的假设,并能说 明假设的依据。
(3)表现出对事物的变化及相互关系进行科学探究的兴趣。
(4)了解科学技术对我们日常生活的影响。
【教学准备】
材料准备:水、食盐水、酒精灯、小铁勺、胶头滴管、玻璃片、夹子、火柴、烧杯、秒表、小风 扇等。
【教学过程】
导入。
师:同学们,你们知道我们每天吃的食盐是从哪里来的吗
生1:超市里买的。
生2:市场里有两种盐,一种很大颗的是粗盐,一种比较细的是精盐。
师:你说得真好! 你知道有什么办法可以获得食盐吗
(播放视频:《鲁滨逊漂流记》) 请同学们仔细观看,主人公是怎样获得食盐的。
生1:他是从海水中获得食盐的。
生 2:海水煮干了,就出现食盐了。
师:大家观察得真仔细! 在从海水中提取盐的过程中,请你仔细思考,你还能提出其他 问题吗 请把你的问题存入我们的“问题银行”。
生 1:水都去哪了
生 2:海水要多长时间才能变成盐
生 3:能使水蒸发得再快点吗 ……
师:同学们真棒,提出了这么多的问题,这些问题有的是不好进行探究的,有的是我们在 课堂上利用现有的条件不能进行探究的,或者是在一节课里没法完成的。
请小组讨论,挑选 一个我们能够在课堂上进行探究的科学问题。 (学生讨论,然后汇报)
师:我们在一节课里不能够研究所有的问题,那我们就一起来研究大家提到最多的“影 响水蒸发快慢的因素”这个问题。
师:现在每组桌上都有湿纸巾,谁能想办法让这块湿纸巾尽快变干呢
生 1:可以在太阳下晒一晒,在火上烤一烤。
生 2:也可以放在暖气片上加热。
生 3:可以用风扇吹一吹。
生 4:还可以拧一拧,甩一甩。
……
师:为什么要在太阳下晒一晒,在火上烤一烤呢 生:因为温度高,干得会比较快。
师:那你认为这说明蒸发的快慢与什么有关呢
生:(齐声)与温度的高低有关。
师:那为什么又要用风扇吹一吹呢
生:用风扇吹可以使空气流动得更快,蒸发得也更快。
师:那你的意思是蒸发的快慢还和什么有关呢
生:与空气流动的快慢有关系。
师:这也只是同学们的一种想法,科学可不能想当然! 到底水蒸发的快慢是不是和温度 的高低、空气流动的快慢有关,同学们想不想亲自动手研究一下呢 生:(齐声)想!
师:哪个小组愿意研究水蒸发的快慢与温度高低的关系呢
(学生踊跃举手,教师指定两个小组)
师:那好,第一、第二小组就来研究水蒸发的快慢与温度高低的关系,老师给你们准备了 很多的材料。
(教师发放三角架、酒精灯、陶土网、两个同样大的铁勺、火柴、胶头滴管等)
师:第三、第四小组就来研究水蒸发的快慢与空气流动快慢的关系,好吗
生:好!
师:老师给你们准备的材料更好玩,看,微型小风扇! (教师发放小风扇,学生感到非常惊喜)
师:现在同学们讨论一下,怎样利用手中的材料做实验呢 实验时应该注意哪些问 题呢 (学生讨论实验方法,教师参与学生的讨论)
师:那你们准备怎样研究呢
生:我们计划在两个铁勺里分别滴上相同量的水,一个放在酒精灯上加热,另一个放在 桌上不加热。
师:你们为什么在两个铁勺里滴同样多的水呢
生:这样对比实验得到的结果才可靠。
师:对! 我们应该在同样大的铁勺里滴上同样多的水,只改变温度,这样才能正确比较 蒸发的快慢是否跟温度的高低有关系。
师:第三小组汇报一下你们的讨论结果吧!
生:我们设计的是研究水蒸发的快慢和空气流动快慢的关系的实验计划。
师:怎么研究呢
生:把两块湿纸巾,一个用小风扇吹,另一个放在一旁晾,看看是不是用风扇吹的湿纸巾 干得快。
师:你们设计实验时注意了哪些问题呢
生:两块湿纸巾要一样大,湿度要相同。
师:非常好! 大家讨论好之后,就开始研究吧! (学生做对比实验)
师:同学们! 通过做实验你们有什么发现呢
生:我们第二小组发现了水蒸发的快慢的确和温度的高低有关系。 温度越高……
师:第一小组,你们研究的结果和他们的一样吗
生:一样。
师:通过实验,第一、第二小组的研究都说明了水蒸发的快慢的确和温度的高低有关。 温度越高,水蒸发得越快。
师:第三小组你们的实验说明了什么呢
生 1:我们发现用风扇吹的湿纸巾干得快,说明加快空气流动可以使水蒸发得更快。
师:真不错! 第四组呢 生:我们和第三组的实验现象一样。
师:看来第三、第四小组的实验结果都说明了水蒸发的快慢的确和空气流动的快慢有 关,加快空气流动可以使水蒸发得更快。
师:那同学们想一想,水蒸发的快慢除了和温度的高低、空气流动的快慢有关,还与什么 因素有关呢 (学生沉默)
师:(教师随手拿起桌上的湿纸巾)这块湿纸巾,是展开干得快呢 还是叠在一起干得快呢
生:当然是展开喽!
师:为什么呢
生:因为展开时蒸发面积大,这样蒸发得就快。
师:这说明蒸发的快慢还和什么有关呢
生:(齐声)蒸发面积的大小有关系。
师:在生活当中,你还见到过哪些通过增大蒸发面积加快蒸发的现象呢
生 1:农民伯伯晒粮食时,都要摊开晒。
生 2:还有晒衣服、晒被子时,也要展开晒。
师:对! 其实生活中还有很多类似的现象,希望同学们课后注意留心观察! 这节课我们 就上到这里,下课!
【教学反思】
本节课的教学能够引导学生进行自主探究,并让学生动眼、动手、动口、动脑,让学生充 分思考,去探索影响水蒸发快慢的因素。 学生的积极性高,回答问题主动。 从学生的回答和 讨论来看,有些问题完全可以让学生去讨论,不需要教师面面俱到地讲解。
【总结点评】
对于科学概念的理解,教师一定要让学生在亲身的体验和感受中获得,这样才会记忆深 刻,也才能够真正增长学生的知识。 本课层层递进,学生经历完整的科学探究过程,教师着 重引导学生思考如何提出问题,如何从多个问题中聚焦本课的探究主题,指导学生设计实 验,完成探究活动。 课堂互动性强,实验材料也经过精心挑选,保证了教学目标的完成。
第一单元 冰淇淋冷藏箱
1 热传递
【教学分析】
作为第一单元第1 课,《热传递》既是整个单元学习任务和制作活动的总引领,也是本单元对提出可探究问题能力的第一次集中训练,同时也是后续深入学习热传递内容的知识基础。 本课借助学生熟悉的冰淇淋融化场景,引导学生学习如何从变化的条件和原因的角度,将自己感兴趣的疑问转化为可探究的科学问题。 然后通过利用生活中物体与物体间的热传递现象,以及酒精灯加热铜棒、蜡环掉落等可视的、直观的实验现象来探究热在物体间及物
体内部的传递;最终使学生通过探究形成共识:热可以在物体间和物体内传递,通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体温度高的部分传向温度低的部分。
通过中年级学段“小小气象员” “冷与热”等单元的学习,学生对冷热现象的认识、温度计的使用、热对物体状态的影响等已经形成了较为正确的概念。 但受日常生活经验及思维特点的影响,在热传递的方向、方式以及材料、结构等因素对热传递速度的影响等方面还缺乏全面、正确的认识和理解。 比如有的学生认为冬天室外的金属把手摸起来很凉,是因为金属把“冷”传递给了手;“热”可以传递,“冷”也可以传递;冷热必须通过接触才能传递;等等。这说明学生还不理解温度与热传递现象的关系。 而且多数学生潜意识中认为热传递就是两个物体间的热量传递,忽视热在同一物体内的传递。
在提出问题方面,经过四年的训练,学生已能从具体的现象与事物的观察比较中提出问题,但在把问题转化成可探究的科学问题上,还有较大的提升空间。
【教学目标】
(1)能从冰淇淋变化的条件和原因等角度提出可探究的科学问题。
(2)小组合作,利用不同材料,设计实验探究热传递的方向。
(3)通过小组、班级的交流活动,对实验现象或数据进行推理分析,知道通常热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传到温度低的部分。
【教学准备】
分组材料:铁架台、酒精灯、温度计、火柴、试管夹、隔热手套、铜棒、圆铁片、蜡环、白凡士林、蜡烛等。
【教学过程】
(1)任务驱动,明确目标。
师:(课件出示冰淇淋融化图片)现在外卖非常方便……炎热的夏天,冰淇淋外卖一定很受欢迎。 但是外卖送到消费者手上需要一定的时间,而冰淇淋又非常容易融化,所以很容易影响消费者的体验。 这个单元,我们就围绕制作“冰淇淋冷藏箱”的任务,来了解更多和热有关的知识及其在生活中的应用。
(2)提出问题,技能训练。
师:关于冰淇淋的融化,我们知道些什么 有哪些想要研究的问题
生:因为外面温度高,所以冰淇淋才会融化。
师:你还想研究哪些问题呢
生:怎样让冰淇淋融化得慢一些
师:(板书:学生提出的这一问题)我们提出的问题最好是能够用观察、实验、查阅资料、调查等方法来研究的问题。 我们来分析一下你提出的这个问题:“怎样”指向的应该是关于具体方法的假设,但是你的问题里面有没有具体的方法呢
生:好像没有。
师:那说到具体方法,大家觉得怎样才能使冰淇淋融化得慢一些呢
生:降低冷藏箱的温度。
师:这可能是一种方法。 老师根据你的想法,把我们之前提的问题这样修改一下:降低冷藏箱的温度能不能让冰淇淋融化得慢一些 大家觉得问题这样修改之后有什么好处
生:更具体了,感觉实验都有了。 就是用一个温度高的冷藏箱,一个温度低的冷藏箱,观察冰淇淋在哪个冷藏箱里面融化得更慢。
师:你的反应很迅速。 如果我们的问题里涉及具体方法,解决问题的方向就更明确,这样的问题就更适合探究。 我们还能再提出一个这种可以探究的问题吗
生:在冷藏箱外面包上一层布会不会让冰淇淋融化得慢一些
师:我们提的问题可探究性越来越强了,给我们强大的学习能力点赞。 大家还有别的想研究的问题吗
生:……
(3)回顾生活,搜集证据。
师:刚才大家尝试从冰淇淋变化的条件角度提出了两个可以探究的问题,这种提问题的方式非常好。 受大家启发,我也有一个问题,想请同学们帮助解决。 温度高于 0℃时,冰会融化,可是冰淇淋的温度本来是低于 0℃的,它为什么会融化呢
生:因为冰淇淋的温度会升高。
师:冰淇淋的温度为什么会升高呢
生:有热传递。
师:你懂的可真多。 你认为是有热传给了冰淇淋,所以它的温度才会升高,是这样吗 那热是从哪里来的呢
生:热是从装冰淇淋的冷藏箱那里来的。
师:也就是说,热可以从冰淇淋冷藏箱传递给冰淇淋。 生活中还有其他类似的现象吗
生:中午打饭的饭盒,摸起来很烫,说明热从饭传给了饭盒。
师:摸起来很烫,那说明热还从饭盒传向了谁
生:手。
师:还有类似的现象吗
生:冬天用暖手宝暖手,暖手宝把热传给了手。
生:烤火的时候,火把热传给了身体。
师:大家举出了很多例子,那谁能能用一句话来总结一下吗
生:热可以从一个物体传递给另一个物体。
(4)设计实验,合作探究。
师:总结得很好。 热可以从一个物体传递给另一个物体,这种现象就叫热传递。 (板书:热传递)
师:热可以在一个物体和另一个物体之间传递,那么热可以在一个物体的内部传递吗
生:可以。
师:能说一说你的依据吗
生:我还没有找到依据。
师:好,那让我们通过实验来探究一下。 这是一根铜棒,如果我们用酒精灯加热它,热会从火焰传向铜棒,那么铜棒中没有与火焰接触的部分会变热吗
生:加热的地方先热,其他地方也慢慢热起来。
师:(课件出示实验材料图片)今天的材料超市里,老师为大家提供了很多材料,有铜棒、圆铁片、酒精灯、火柴等。 这些材料可以帮助我们证明自己的猜想吗 大家有没有什么好方法能够证明热可以在物体内部传递呢 请同学们以四人小组为单位,先简单讨论一下,最好能写出大概的实验方案。
(学生分组讨论如何证明热在铜棒中的传递过程,并用文字、图画或符号表示出大概的实验设计方案)
师:谁来汇报一下你们的实验方案
生:这是我们的实验方案。 我们在铜棒的不同位置放两支温度计,观察温度的变化,如果热不能在铜棒内传递,离火比较远的地方就不会热,温度就不会升高;如果热可以在铜棒内传递,加热后,没有与火焰接触到的地方温度也会升高。
师:介绍得非常清楚,特别是把观察的内容和自己的猜想联系起来,这样实验目的就很清晰了。 其他组还有补充的吗
师:还有用其他材料的小组吗
生:我们想选择蜡环。 先把铜棒固定在铁架台上,再把蜡环依次挂在上面,用酒精灯从这里加热,观察热是怎样传递的。
师:你们为什么要选择蜡环呢
生:蜡环是用蜡做的,蜡遇热会熔化。 蜡环熔化说明热传到这里了。
师:这个方案真好。 热的传递本来是一个不容易直接观察的过程,经过你们的设计,就能通过蜡环的变化观察出来了。 你们认为蜡环会怎样掉落
生:离酒精灯近的先掉,远的后掉。
师:大家提出了不同的方法,还有小组想使用金属片,也是可以的。 如果我们的猜测是
成立的,金属片上的蜡可能会怎么变化
生:离酒精灯近的先熔化,远的后熔化。
师:是不是这样呢,我们还是要用实验来验证一下。 但不管是怎样进行实验,老师都要提醒大家,时刻牢记两个问题:(课件出示)
①实验时一定要注意安全。
②如果我们的猜测是成立的,可能会出现哪些现象
(学生分组研究热在金属棒、金属片中的传递)
(5)交流分析,得出结论。
师:通过刚才的实验,我们发现热是怎样传递的 哪些现象或数据能够支持我们的观点
生:我发现热在铜棒中是从离酒精灯近的地方逐步传向离酒精灯远的地方。
师:你们是怎么知道的
生:离酒精灯近的蜡环最先掉下来,然后是中间的掉,最远的那个最后掉。
师:看来蜡环掉落是有一定次序的,这个次序和热在铜棒内的传递有什么关系
生:酒精灯把热传给了铜棒,铜棒又把热传给了蜡环,热在铜棒内继续传递,后面的蜡环遇热熔化再掉落。 热传递的方向和蜡环掉落的次序是一致的。
师:还有要分享的吗
生:我们还发现最后一个蜡环掉得特别晚,第一个蜡环很快就掉了。
师:这说明什么
生:热传递的速度不同,离火越近的传递速度越快。
师:离火越近,它的温度越怎样 哪一组使用的是温度计 给大家汇报一下你们的发现。
生:离火越近,升温越快,温度越高,这是我们的温度记录,大家看,这里的温度最高;离火越远的,一分钟内温度的变化越慢。 而且我们还发现,我们把酒精灯熄灭之后,温度还在升高。
师:那可能是什么原因呢
生:热还在传递。 前面的温度还没降下来,还是比这里(离酒精灯远的一侧)的温度高。
师:那谁能总结一下,热是从哪里传向哪里
生:热从热的地方传向冷的地方。
师:还可以怎么说 我们表示冷热程度时可以用哪个科学词汇
生:温度,热从温度高的地方传向温度低的地方。
师:通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传向温度低的部分。 传递热的方式有很多,比如我们今天主要研究的就是固体中的主要传热方式———热传导。 后面我们还会学习热的其他传递方式。
【教学反思】
由于前期对问题转化的指导花了较多的时间,后面给实验方案的设计、数据的采集以及班级交流和讨论的时间不是很充分。 学生更关注自己组的实验数据,对他人观点的关注度不够,组间交流效果不佳。 另外,学生更多地局限于师生交流,因此在分析数据和现象时没有思考、采纳别人的观点和论据,比如借用第一组的蜡环掉落的现象来解释第二组的观点,或者用第二组的数据来补充说明第一组的观点,而且在利用自己的数据对别人的观点进行
评价或补充方面也有所欠缺。
【总结点评】
集体论证的重要目的就是以论证促认知,在从证据到解释的过程中形成共识,强调论证的严密性和逻辑性。 虽然学生们在热传递实验数据的收集分析和推理过程中发现了一些规律,能够解释相关的问题或现象,但是一种材料、一种形状的研究对象还不具有普遍性,完成热传递概念的建构或修正还需要对多种材料、多种形状的物体进行研究,这也是本课采用分组实验的目的所在,也是进行组间交流的意义所在。 在这方面教师有意识地进行了一些引导,值得提倡,但受限于课堂容量,组间交流用时不足,效果欠佳,有待进一步改进。 另外还可以通过“热在其他物体中是怎样传递的” “你现在是怎么想的,和原来想的一样吗” 等问题,引导学生进一步研究和思考,让他们认识到自己原有认知的不足,学习科学家的思维方式,进而完善科学概念,理解科学本质。
2 热的传递方式
【教学分析】
本课继续沿用冰淇淋融化的问题情境,从太阳下的冰淇淋融化得更快这一现象,引发学生对“太阳是如何把热传递到地球上的”这一问题的兴趣,培养问题意识,激发研究兴趣。 接着利用灯泡发热体验热传递的感受,体会热辐射的传热特征,初步认识太阳把热传递到地球表面的方式。活动二通过引导学生回顾烧开水的经历,设计实验借助茶叶观察加热过程中水的流动方向,初步建立对流的概念。 在有关“热对流”的探究中,学生将再一次体会借助合适的材料来证明猜想,观察不容易观察到的现象。最后以任务发布的形式,引导学生进一步探究影响热传递快慢的因素,鼓励学生用学到的科学知识来解决实际问题———制作更保温的冷藏箱,体会“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。
【教学目标】
(1)在亲身体验和教师讲解中,理解热辐射是热从热源直接散发出去的传热方式,它可以不借助任何物质传递热。
(2)小组合作完成实验,观察水受热流动的现象,认识热对流的特点,知道热在液体和气体中的主要传递方式是热对流。
【教学准备】
演示实验:100W 的白炽灯泡、220V 的交流电源。
分组实验:温度计、酒精灯、烧杯、陶土网、三脚架、茶叶、木屑等。
【教学过程】
(1)回顾旧知,提出问题。
师:回忆上节课我们所学的知识,谁能来解释下冰淇淋融化的原因。
生:冰淇淋融化是因为热传递。
师:热从哪里来
生:太阳传递给冰淇淋的。 所以太阳下的冰淇淋融化得更快。
(2)体验热辐射。
师:太阳的热是怎样传递过来的 这节课就让我们一起探究热的传递方式。 (板书:热的传递方式)
师:让我们先通过一个小活动来体验一下吧。 应该有部分同学体验过,这是一个100W的白炽灯泡,现在我们给它通上电(给白炽灯通电),两分钟后,老师邀请一部分同学,像这样把手慢慢靠近灯泡(老师示范),停在离灯泡大约 10cm 的地方,体会手的感觉。大家明白了吗
师:体验的时候,有没有什么要特别注意的
生:手不能离灯泡太近,可能会烫着。
师:对,实验安全是进行科学观察的前提。 请同学们观看温馨提示。 (课件出示)
(学生观看安全提示,等待通电完成)
师:老师请第 2 小组的同学来前面近距离体验,注意手不要离得太近,眼睛也不要长时间看灯泡,脚下的电线也要注意。
(学生体验)
师:请这组同学给大家说说他们的感觉吧。
生:手能感觉到热,离得越近手感觉越热。
师:其他同学的感觉呢
生:我也是这种感觉,一开始我没感觉到热,后来老师提醒我可以离得更近一点,我才感觉到热。
师:看来大家的感觉都一样,有什么想知道的问题吗
师:老师有一个问题,像这样灯泡传热的方式和我们拿着热水杯暖手的传热方式一样吗 如果不一样,哪里不同
生:拿着热水杯暖手时,我们的手是直接接触热水杯的,刚才我们的手并没有直接接触灯泡。
师:大家同意他的发现吗 灯泡并没有接触到手,它的热是怎样传递给手的呢 请同学们齐读教材第 7 页的“资料卡”。
(学生阅读)
师:灯泡的热是怎样传递给手的呢
生:通过热辐射的方式,直接传递给手。
师:热辐射有什么特点 生活中有哪些现象是热辐射
生:热辐射是热从热源直接散发出去的,它可以不借助任何物质。 像太阳给地球传递热的方式就是热辐射。
师:理解得非常正确。 还有哪些现象是热辐射
生:火,人站在火边烤火,也是热辐射。
师:通常所有物体都会向外辐射热量。 这种热从热源直接散发出去的传热方式就叫热辐射。 (板书:热辐射)
(3)设计实验,观察热在水中的传递。
师:同学们在家中烧过开水吗 热在水中是怎样传递的呢
师:请大家结合材料超市中的材料,在小组里先讨论一下,水是怎么变热的 怎么证明我们的假设 然后把你们的猜想和实验方案填写在《学生活动手册》第 3 页“热在水中的传递实验记录表”中。
(学生分组讨论)
师:谁来说一说,你们认为水是怎么变热的 又计划如何进行实验
生:我们认为,烧水时,火先使烧杯变热,然后贴近杯子底的水再热,然后再是上面的水变热。
师:你们准备怎么证明呢
生:我们打算使用温度计,一个放在杯底,一个放在上面,看看哪个温度先发生变化。
师:看来是借鉴了上一节课的经验,挺好。 其他同学认为这个方案还有没有需要完善或修改的地方
生:温度计应该同时放入、同时观察,并且我觉得不能挨着杯底,不然测量的可能是杯子的温度,最好是稍微向上一点。
师:你们觉得有道理吗
生:这个想法好,待会儿实验的时候我们就把温度计稍微往上放一点。
师:老师建议你们可以把一支温度计放在底部靠近边缘的地方,另外一支放在中间靠上的部位。 其他小组还有要修改的或者还有其他方案吗
生:我们打算通过观察木屑在水中的变化现象来推测热在水中的传递过程。
师:能不能具体解释下 怎么想到要用木屑 木屑的作用是什么
师:想一想烧开水的经历,水在加热的过程中会怎样
生:一开始会冒小气泡,然后是中间来回翻滚的大气泡。
师:我是不是可以理解为水在加热过程中会流动 如果是这样,那么木屑会怎样变化
生:水会带动木屑一起运动,我们就能根据木屑的运动方向判断水的运动方向。
师:真棒! 水是无色透明的,不容易判断它的流动方向,但是我们可以借助其他物质让它的流动看得见。 到这里,我看同学们都迫不及待了,老规矩,实验前先看要求,谁来给大家读一读。
(课件出示实验要求:不要动烧杯,以免烫手;使用温度计前先检查再固定位置观察;正确使用酒精灯;可以用示意图的方式简要描述热在水中的传递过程)
(学生分组实验,观察哪个地方的水先热)
(4)汇报交流。
师:哪个组来描述热在水中的传递过程
生 1:水在加热过程中,水里的茶叶不停地上升、下降、再上升、再下降,持续循环。(板书:上下循环、相对流动)
生 2:我们发现,中间的先热,温度先上升,边缘后热,不是我们原来认为的离烧杯壁近的水先热。
师:这说明了什么
生:这说明水在加热过程中,中间先热,四周后热。
师:中间的水热起来之后呢 向哪流动
生:中间的水热起来之后向上升,上面的水从四周向下降,这样上下不停地循环流动。
师:这就是我们这节课研究的热传递的另外一种方式———热对流。 (板书:热对流)热在水中就是通过上下循环、相对流动的方式传递的。 下面的水受热后上升,上面比较冷的水下降,下降的水受热后又上升,这样通过冷水和热水的相对流动,整杯水就变热了。 不但是水,还有空气也是主要用热对流的方式来传递热的。 请同学们认真阅读教材第 8 页的“资料卡”和下面的结论部分。
(5)小结提升。
师:说一说,通过阅读你都知道了什么
生 1:我知道热以不同的方式传递,热传递的方式有热传导、热对流、热辐射。
生 2:我知道相互接触传递热的方式是热传导,可以不通过任何物质传递热的方式是热辐射。
生 3:液体和气体内部传递热的方式是热对流。
生 4:不管是哪种传递方式,都是从温度高的地方传向温度低的地方。
师:大家理解得都非常正确。 其实,生活中,很多时候这三种热传递方式并不是独立存在的,而是相互融合同时存在的。 这是我们房间的暖气片,冬天我们利用它取暖,想一想,这里有几种热传递方式
生:空气是对流传热,暖气片直接散发热量是热辐射。
师:有热传导吗
生:有,暖气片里的热水把热传给暖气片。
师:是的,这里面就有三种不同的传热方式。 这样的例子在生活中还有许多。 处处留心皆学问,生活中到处都是科学秘密。 还记得我们的冰淇淋冷藏箱吗 要想让冰淇淋融化得慢一些,就要想办法阻止热传递,想办法保温。 下一节课,我们将进一步探究影响热传递快慢的因素,为完成我们的制作任务打牢基础! 大家在课下的时候可以先想一想冷藏箱的保温效果可能会跟哪些因素有关。
【教学反思】
本节课从学生体验入手,利用白炽灯帮助学生理解热辐射,激起学生的兴趣。 在研究液体对流时,利用材料超市中材料的提示,让学生自行探索液体热对流的规律。 学生在设计实验的过程中势必会遇到如何看见水的流动的问题。 在第一课中,学生就已经在教师的指导下知道如何借助材料观察一些不容易看到的现象,所以学生完全可以根据自己的“兴趣”,结合所学设计出实验方案。 这正是培养学生实验能力的良好契机,放手让学生独立探究,增加
学生之间交流的途径,相互启发。
【总结点评】
科学教学如何帮助学生建构新的科学概念,本节课是一个很好的载体。 本课的学习活动从体验开始,建构第一个概念———热辐射,再到实验中探究,分析处理信息,建构第二个概念———热对流,最后再完整地回顾感知,期间教师不回避讲解,并没有让学生一味地自主探究。 教师在整个活动过程层层递进,有逻辑有层次,最终让学生建构起完整的热传递概念,达成学习目标。 但无论是热对流、热辐射,抑或是热传导,都是不容易直接观察的现象。 因
此,在学习的各个阶段,都应当充分利用合适的方式、合适的材料来帮助学生展现自己的思考过程,帮助学生梳理分析加热过程中的变化。 本节课中图示方法的使用有痕迹但没有凸显出来,在展现思考过程和处理信息方面,还有待进一步完善。
3 材料与保温
【教学分析】
本节课是在学生了解热传递的不同方式、掌握一定的实验设计与分析能力的基础上,为进一步认识热传递现象,解决“制作冰淇淋冷藏箱”可能出现的科学问题而设计的。 本课从制作锅的材料以及冰糕箱上盖棉被现象入手,引导学生尝试从事物的功能角度提出研究问题,掌握将自己的疑问转化为可探究的科学问题的方法,再利用对比实验,研究不同材料对热传递快慢的影响,在传热速度的对比中形成“不同材料的导热性是不同的,有的物体导热性好,是热的良导体,有的物体导热性不好,是热的不良导体”的共识。生活中,学生一般都知道金属的导热性较好,木头、塑料、玻璃等导热性能一般,比较容易区分热的良导体和不良导体。 但是,对于哪种常见材料的导热性最好或最差,还是比较模糊,必须通过实验进行探究。 通过本课的学习,学生将认识不同材料的导热性能是不同的,进而理解不同导热性能的材料有不同的用途,生活中我们需要根据不同需求选择不同导热性能的材料,不但可以建构更加完善的热传递概念,还有利于培养学生提出问题、设计实验方案、处理信息得出结论的能力。
【教学目标】
(1)能从材料的功能角度提出可探究的科学问题。
(2)小组合作,会利用不同方式设计实验探究不同材料的导热性。
(3)能结合实验现象区别热的良导体和热的不良导体。
【教学准备】
酒精灯、蜡环或火柴、白凡士林或冻黄油、大小和形状相同而材质不同的勺子、粗细相同而材质不同的长条棒(如玻璃棒、塑料棒、木棒、铁棒、铜棒等)、热水、冰块、棉被、烧杯、温度计等。
【教学过程】
(1)提出问题,技能训练。
师:(出示不同样式锅的图片)民以食为天,锅是我们经常要使用的厨房器具。 请同学们认真比较,找出这些锅相同的地方,并思考这样设计的意图,可以重点从制作材料和它的功能的关系角度进行比较。
生 1:锅身都是用金属做的,把手应该都是塑料。
生 2:有的锅锅身是用玻璃做的。
生 3:锅身都是用导热性比较好的材料做的,把手都是用导热性较差的材料做的。
师:看来你对“导热性”进行过深入了解。 同学们能不能从我们的发现中提取出一些可以探究的问题呢
生:哪些材料导热性好 哪些材料导热性不好
师:谁能把他的这个问题再补充得更具体一些 最好能从问题中看出你的解决方案。
生:同时加热不同材料的物体,哪些物体升温快 哪些物体升温慢
师:我听出来你想用加热的方法来研究了,给你点赞。 大家还想研究哪些问题
生:相同时间内,同时加热铜棒和铁棒,哪个物体升温更快
师:他的这个问题提得怎样 谁来评价一下。
生:这个问题更具体,说出了具体的实验材料。
师:是的,他非常棒,你也很棒,准确地看出了他的优点。 (出示裹棉被的冰糕箱图片)你能根据这幅图,像他一样提出一个具体的可探究的问题吗
生:相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋融化得慢吗
师:真好,我的眼前已经有实验的画面感了。 这个问题可以改成用温度计来研究吗
生:可以。 相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗
(2)选择问题,设计实验。
师:刚才大家提出了一些我们认为可以研究的问题,现在你最想研究哪一个呢 选择一个问题,再设计一个实验方案吧。 材料超市中有很多器材,请认真分析这些实验器材,思考如何利用它们来解决问题。 设计实验时,请同学们重点思考:
如何保证实验的科学性或者说公平性;
实验时我们应该观察哪些内容 如何记录
③安全上我们还应该注意什么
(学生分小组选择研究问题并讨论自己的实验方案,完成《学生活动手册》第 4 页的“活动记录”)
师:谁来说一说,你们选择了哪个问题 你们的猜想是什么 又是如何计划进行实验的
生:我们选择了的问题是,相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快 我们认为,铜棒最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒还不知道。
师:你们准备怎么进行实验呢
生:我们先分别把这些不同材料的长条棒插到这个加热块上面,组装好,给每根长条棒上套上四个蜡环,然后用酒精灯加热这个加热块,观察这四根长条棒上蜡环的掉落顺序。
师:其他组的同学认为这个方案可行不可行 还有没有需要完善的地方
生:木棒烧着了怎么办
生:没有直接加热这些材料,应该不会。 不过,我们也可以在离酒精灯较近的那一端,裹上锡纸,以防万一。
生:那应该给四根长条棒上都裹上相同长度的锡纸。
师:给你们鼓掌! 还有没有要补充的
师:有选择其他问题的吗
生:我们选择的问题是,相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗 我们认为,裹上棉被的冰淇淋温度上升得慢。 我们打算用冰块代替冰淇淋,把冰块分成同样多的两部分,一部分直接放在烧杯里,一部分放在烧杯里,外面再裹上一层厚厚的棉被,再把两支温度计分别插到冰块里,观察冰块的温度变化。
师:其他组对这个方案发表下看法
生:都裹上棉被了,还怎么放入温度计 建议先把温度计放进去,再裹上棉被。
师:直接在棉被上扎个洞可以吗
师:对观察时间有要求吗 怎么记录温度变化呢
生:每隔两分钟观测一次温度并记录下来。
师:刚才每个组都对我们自己的方案进行了精心设计,也根据大家的建议进行了修改。实验前,老师再送给大家几句话,实验时注意安全、分工合作、做好记录,能做到吗
生:能!
(学生分组实验,教师巡视指导)
(3)搜集证据,得出结论。
师:不同材料对热传递的快慢有哪些影响 哪个小组先来汇报一下你们的发现 汇报时,可以参考这样的句式:我们研究的是_______实验。 开始时,我们先观察到__________ ;接着________;一段时间后_______;最后_______。 我们的结论是___________________ 。
生:我们研究的问题是“相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快 ”加热后,铜棒上的第一个蜡环最先掉下来,等铜棒上的第二个蜡环掉下来后,铁棒掉落了第一个蜡环,接着是铜棒上的第三个和第四个蜡环先后掉下来,然后是铁棒上的第二个、第三个和第四个蜡环,这时塑料棒上的第一个蜡环才掉下来。 到时间截止,木棒上的蜡环一个都没有掉。 我们的结论是铜棒上的热传递最快,其次是铁棒,然后是塑料棒,木棒上的热传递最慢。
师:有相同实验的小组吗 你们的发现和这个组的是否相同
生:我们塑料棒和木棒上的蜡环都没掉。
师:那你们的结论是什么
生:铜棒上的热传递最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒上的热传递都很慢。
师:表扬这两个组,他们都能基于自己的实验现象作出正确的判断。 还有哪个组来汇报
生:我们研究的问题是“相同时间内,裹上棉被的冰淇淋(冰块)比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗 ” 第一次测量时裹棉被与不裹棉被冰块的温度分别是 - 15. 8℃ 和-14. 9℃ ,两分钟后,裹着棉布的冰块温度变化不大,-15. 5℃ ,但不裹棉布的冰块已经温度上升到-5. 6℃ 。 我们的结论是裹上棉被的冰块温度上升得慢。
师:结合不同的实验数据,思考材料对热传递的快慢有影响吗
生:有,不同材料传递热的快慢不同。
师:大家同意吗
师:我们可以用导热性、导热系数来描述不同材料的热传递快慢。 导热性好的材料,相同时间内传递热的速度就快;相反,导热性不好的材料,相同时间内传递热的速度就慢。 不同材料的导热性是不同的。 金属材料的传热较快,叫作热的良导体;塑料、木头等材料传热较慢,叫作热的不良导体。
师:之所以裹着棉被的冰块融化得慢,是因为棉被里有许多不流通的空气,而空气是热的不良导体,所以裹着棉被的冰块温度上升慢。
(4)首尾呼应,学以致用。
师:想一想,回顾课前我们观察的图片,举例说明热的良导体和不良导体通常分别应用于哪些场合
生 1:锅身主要用的是热的良导体,需要尽快地传递热;把手需要用热的不良导体,传递快了容易烫手。
生 2:盛饭的碗应该用热的不良导体。
师:热的良导体适用于需要更快地加热和散热的场合,而热的不良导体适用于需要更好地保温的场合。 生活中,我们应该依据不同的需求选择导热性不同的材料。 想一想,我们的冰淇淋冷藏箱需要什么样的材料,上网搜索一下常见材料的导热系数,试着为自己的冷藏箱选择一些成本较低、保温效果又好的材料。
【教学反思】
本课充分体现了实验材料和方法的多样性,让学生自由选择实验材料自行设计实验,学会用对比实验的方法来研究哪种材料传热快,哪种材料传热慢,交流时再请其他小组的同学评价“他们的方案是否科学 还可以怎样完善 ”学生通过共同交流,互相补充,制订出切实可行的实验方案,充分体现了学生的主体地位。 但本节课有一些小组的参与度不够,尤其在交流论证环节,在小组合作学习上,还需进一步引导。
【总结点评】
科学课实验的比重大,干扰因素多,再加上学生年龄特点的影响,实验时往往会出现“热闹非凡”的现象。 本课采取先设计再指导的实验指导策略,学生与学生之间、组与组之间通过相互质疑、相互建议来改进和完善实验,教师再给予适当的指导,取得了较好的实验效果。略显遗憾的是,实验后迁移应用环节处理得较为仓促,可以再让学生联系冷藏箱的具体制作任务,谈一谈如何选材,真正起到学以致用的效果,提升学生的科学素养。
4 结构与保温
【教学分析】
借助对双层玻璃窗结构的观察,引导学生从事物结构的角度提出可探究的问题,同时巩固可探究问题转化的方法。 通过研究单层、双层结构对热传递的影响,发现结构是影响热传递速度的重要因素之一,达成课标要求。 利用资料卡呼应问题情境,解释玻璃窗设计成双层结构的原因。 阅读“保温瓶的原理”体会复杂的科学世界,产品设计时应同时考虑多种因素影响。“迁移应用”环节再次提醒学生关注制作任务,利用所学知识,思考冰淇淋冷藏箱的结构设计。
【教学目标】
(1)能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。
(2)能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响，在对温度变化的分析中，知道双层结构可以减缓热传递的速度。
(3)能用自己的话解释保温瓶的保温原理。
【教学准备】
透明塑料瓶(1 大 2 小)、剪刀、胶带、橡皮泥、温水、温度计(2 支)、计时器。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:(出示双层玻璃窗的细节图)仔细观察这个玻璃窗的设计,想一想为什么要这样设计 你还可以提出哪些问题 生:这个玻璃窗有两层,是双层玻璃窗。
师:为什么要这样设计 这样设计有什么好处
生:隔音、隔热。
师:和谁相比呢
生:双层玻璃比单层玻璃更隔音、隔热。
师:你能利用我们学到的方法,把这个猜想转化成可以用实验来研究的科学问题吗
生:相同时间内,双层玻璃和单层玻璃哪一个隔热效果更好
师:你强调了“相同时间”,这是很重要的一个方面,很好。 直接用玻璃来做实验,目前应该有难度。 同学们想一想,双层玻璃比单层玻璃隔热更好,造成这种差别的关键因素在于玻璃本身还是它们的结构
生:结构。
师:(板书课题:结构与保温)所以我们的问题可以修改成什么
生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构,哪一个隔热效果更好
师:隔热效果怎么评价 谁能把这个问题的评价标准具体一些
生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面的冰块融化速度更慢
师:他的这个问题提得怎样 谁来评价一下。
生:很好,用冰块的融化判断哪个隔热好。
师:这个问题还可以修改吗
生 1:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面温水的温度变化慢
生 2:相同时间内,单层结构塑料瓶和双层结构塑料瓶中的温水,哪一个温度变化慢
师:我们的问题越来越便于研究了。 那是不是真的和大家所想的一样,双层结构的容器保温效果更好呢 我们接下来就通过实验来验证。
(2)实验。
师:我们的材料超市里已经为大家准备好了一个单层的塑料瓶和一个双层结构的塑料瓶。 请同学们思考,除了这两个不同结构的塑料瓶之外,我们还需要哪些器材 如何才能知道不同结构对热传递的影响 可以四人小组先讨论讨论。
(学生分组讨论实验方案,教师巡视指导。)
师:哪组先来分享一下你们的实验方案,重点讲清楚收集哪些数据,怎么收集
生:我们组打算在两个结构内倒入同样多的温水,再每隔 2 分钟用温度计测量两个瓶内温水的温度变化。
师:你们组想收集温度变化的数据,每隔 2 分钟收集一次。 其他同学认为这个组把他们的实验方案讲清楚没 大家还有没有什么疑问
生:还应该测量两个瓶内温水的初始温度数据。
师:为什么要测量两个瓶内温水的初始温度
生:有可能两个温度不一样,这样会影响实验的科学性。
师:考虑得非常严谨,这种控制变量实验,就是要尽可能地控制可能会变化的量。 关于这个实验,还有需要补充的吗
师:好,大家可以开始实验了,不过我这里还有几点提示。 (出示观察建议)
①每隔 2 分钟,同时观察两个结构的塑料瓶内水的温度,计时员负责提醒。
②把收集到的温度数据记录在《学生活动手册》第 5 页。
③思考这些数据说明了什么。
(学生分组实验,教师巡视指导)
(3)处理信息。
师:怎样使实验得到的数据变得有用 首先要对这些数据信息进行处理。 统计图就是一种非常有用的数据处理方式(出示复式折线统计图)。 今天我们就要用这种复式折线统计图来处理数据,大家知道它是怎么绘制出来的吗 请同学们先来观看一段微课。 注意它的绘制步骤。 (播放视频)
师:大家看明白了吗 谁来说一说,复式折线统计图的绘制步骤。
生:一共有 4 步:先画一条横轴和纵轴;第二步,在横轴和纵轴上标上名称和单位;第三步,在两轴上相等距离画出刻度;第四步,交叉描点画线,和一条的折线图的画法是一样的。
师:说得非常正确,再提醒一点,我们在分刻度的时候要包括范围内的全部实验数据。大家学会了吗 如果没问题,请同学们练习使用这种方式,处理刚才在实验中收集的温度数据。
(学生独立绘制复式折线统计图,教师个别指导)
师:比较我们收集到的温度变化数据,哪种结构内的水温下降得慢
生:双层结构。 一开始起始温度是一样的,到 2 分钟时,单层的温度就比双层低了,4 分钟更低,一直到实验结束时,两组温度还是单层的低,双层的高。
师:其他小组的温度变化趋势和刚才这个小组一样吗
生 1:一样。
生 2:双层结构内水的温度变化趋势比较平缓,温度变化幅度小,单层结构的温度变化幅度大。
师:想一想,玻璃窗设计成双层结构有什么好处
生:设计成双层结构温度变化幅度小,更保温。
师:玻璃窗设计成双层结构,冬天室外较冷时,可以阻止室内的热向室外传递;夏天室外较热时,可以阻止室外的热向室内传递。 这主要是因为单层玻璃窗的内外温差较大,玻璃内外的空气都可以对流,热传递速度也快。 而双层玻璃内外温差相对减小,加上中间夹层静止的空气是热的不良导体,所以双层结构的玻璃窗就比较保温了。
(4)阅读。
师:了解了双层玻璃窗的保温原理,你能推测保温瓶的保温原理吗 (出示保温瓶)请同学们打开课本第 12 页,阅读“保温瓶的原理”。
(学生自主阅读)
师:谁来说说保温瓶是如何保温的
生 1:瓶口的木塞是热的不良导体,双层结构又减少了热传导和热对流,里面的镀层又阻止了热辐射。
生 2:保温瓶采用了多种方式来尽可能地降低热传递的速度。
(5)迁移应用。
师:生活中通常多种热传递方式同时存在,保温就是尽可能减缓热传导、热对流、热辐射的速度。 冰淇淋冷藏箱的保温效果与哪些因素有关 和冷藏箱外箱体的颜色有关吗 我们还可以研究哪些问题 同学们可以在课下自由组成研究小组,继续开展研究,为我们制作保温效果更好的冰淇淋冷藏箱做准备。
【教学反思】
本课借助对玻璃窗的观察,将学生的关注点聚焦到事物的结构角度,进一步锻炼学生提问题的能力。 结合学情,课前完成双层结构塑料瓶的制作,有效地节省了课堂时间。 同时借助学生实验前的猜想和假设,把握课堂教学的目标和核心,把时间留在对温度数据的处理和变化的分析上,取得了较好的教学效果。
【总结点评】
学生做完实验后,收获的不仅仅是实验结果本身,还有反思设计方案的能力、记录分析数据的能力是否提高等。 本节课,教师有意识地培养学生用复式折线图处理信息,将两组数据放在一起比较,更加直观地认识到不同的结构对热传递快慢的影响,双层结构可以减缓热传递的速度,解决制作冷藏箱的结构难题。 同时,引导学生用自己的话解释保温瓶的原理,用学到的知识解释生活现象,充分体现了科学来源于生活又回归生活。
5 制作冷藏箱
【教学分析】
学生根据已有知识合作制作冰淇淋冷藏箱,在材料的选择和加工中、在结构的设计和完善中,经历完整的产品设计和制作流程,进一步了解了材料性能,完善对热传递现象的认识和理解。 冷藏效果比赛既是对产品的检验,也是对制订合理而又全面的评价标准的提升和训练。 反思环节应重点关注学生意识培养,制作出产品不是重点,进一步完善产品才是工程技术发展的核心。
【教学目标】
(1)能根据热传递的原理画出冰淇淋冷藏箱的设计图,同时对自己或他人设计的想法、草图、模型等提出合理的改进建议。
(2)能依据设计图选择合适的材料进行加工,完成冰淇淋冷藏箱的制作任务。
(3)能制订合理公平的产品评价标准,从多个角度评估分析冰淇淋冷藏箱,并能结合评估结果,提出下一步的改进建议。
【教学准备】
泡沫塑料、PVC 板、三合板、纸板、密封条、尼龙搭扣、胶带纸、海绵、锡纸、布、棉、剪刀、塑料盒、保鲜膜、冰块、温度计、热熔胶;简易的电热切割机、热熔胶枪、电钻等切割工具或黏合工具。
【教学过程】
(1)设计。
师:今天我们的任务是制作一个冰淇淋冷藏箱。 怎样设计、制作冰淇淋冷藏箱 请同学们分组讨论设计,记得充分发挥你们的想象,大胆设计。
(学生分组讨论,教师巡视并参与讨论)
师:大家设计好了吗 哪组先来分享一下。
生:我们准备用塑料盒子做内胆,再给里面贴一层锡纸。
师:为什么要贴锡纸
生:贴了锡纸可以减慢热辐射。
师:思考一下,塑料盒贴了锡纸后,里面的热是不是就不能散发出去了 想一想,夏天的简易外卖箱里面也有锡纸,里面的冰块会不会融化
生:会。
师:要减慢外面的热向内传递,还有什么办法
生 1:多裹几层。
生 2:我们想用木板制作个箱子,里面先贴一层锡纸,再用泡沫和布把里面的空间填实。
师:这个方法好不好 用泡沫塑料和布是为什么
生 1:防止热对流。
生 2:减慢热传导。
师:对。 泡沫和布都是热的不良导体,用它们既可以防止热对流,又可以减慢热传导。但如果把里面的空间都填实,用起来方便吗 还有别的办法吗
生:……
(2)制作。
师:刚才同学们设计了各种各样的冰淇淋冷藏箱。 接下来我们就进入制作环节,请各组拿出提前准备好的材料,依据你们的设计图,选择合适的材料开始制作。
(出示制作要求:①小组内分工合作;②使用切割工具时注意安全;③要注意卫生,及时整理材料)
(学生分组制作,教师巡回指导,关注学生是否需要协助)
(3)评价。
师:同学们选择的材料各不相同,制作方法也不完全一样,有的小组做完了,有的还在努力。 (展示做好的一个产品)请这个组的同学给大家介绍一下,他们是怎样制作的。
生:我们用了一个简易的速冻饺子袋,它里面本来就有一层像锡纸一样的东西,我们又用热熔胶粘了一圈的泡沫塑料,粘之前,每块泡沫塑料的内层我们又用锡纸裹了一圈,最后拉上拉链,就做好了。
师:老师这里也有一个自己制作的冷藏箱。 这两个冰藏箱的冷藏效果如何呢 我们来现场比一比。 比赛之前,我先请同学思考一个问题,如何使比赛更公平 需要考虑哪些因素
生:放入同样的冰块,放在同样的位置。
师:怎么知道谁获胜了呢 观察什么
生:观察冰块是否融化。
师:可以,如果冰块都融化了呢
生:哪个融化得慢、融化得少,哪个获胜。
师:对观察时间需要不需要规定
生:每隔 5 分钟一次,观察冰块融化情况。
师:除观察冰块融化状态之外,我们也可以在两个冷藏箱中各放入一支温度计,通过测量初始温度和一段时间后箱内温度的变化判断保温效果。 现在老师请这个小组派两个同学来按照我们的设想,把冰块放进去测试冷藏箱的保温效果。 这段时间其他小组没做完的也可以接着做,这个组的同学负责观察和记录。
师:(5分钟后)现在揭晓比赛结果。 请刚才参加效果测试的这组同学来分享一下他们的发现。
生:我们组的冰块融化的水大概有 15mL,老师的这个融化了 20mL。 所以我们的冷藏效果应该好一些。
师:青出于蓝而胜于蓝。 那你们能不能讲讲你们在盒子里都塞了什么
生:中间塞了棉花。
师:还可以塞别的材料吗
生:泡沫塑料。
师:这些材料有什么共同特点
生:它们都是热的不良导体。
师:我们一起来回顾一下,在制作的过程中,我们都使用了哪些有关热传递和保温技术的知识。
生 1:贴锡纸可以减少热辐射。
生 2:缝隙塞棉花、泡沫塑料。 它们是热的不良导体,可以减慢热的传导。
生 3:做成双层的,可以减慢热对流和热传导。
师:对。 我们设计、制作的简易冷藏箱减慢了热的三种传递方式,所以一定能保温。它还能用来做什么呢
生:送外卖,饭不凉。
师:你平时观察得真仔细。 这些措施,既能减慢热从外向内传递,同时也能减慢热从内向外传递。
(4)反思。
材料不同、制作方法不同,保温效果也不一样。 想一想我们还能怎么改进我们的冷藏箱 什么样的冷藏箱是最好的 请同学们结合其他组的作品,课下继续完善我们的冷藏箱。
【教学反思】
本课希望引导学生按照“像工程师工作般地学习”的方式,采用明确任务、设计、制作、测试修改的流程,能够通过实际设计、制作形成作品,在保温效果大比拼中体会成功的乐趣。在保温效果比赛环节,可以增加一个冰块在室温下的自然变化实验,三组实验进行比较,相信学生能更好地体会到只要想办法减缓热传递的速度,就一定可以保温。
【总结点评】
《制作冷藏箱》作为本单元的最后一节课,承担着考查学生科学知识的综合运用以及动手制作能力的评价任务。 实际授课时,教师始终把握该类型课例的关键,明确制作关键———减缓或阻隔热传递的途径,明确评价标准———保温(实用)、方便、美观。 在教师的指导下,学生在设计制作过程中自主参与、主动发展。 同时技术设计、产品评估、反思改进也是非常重要的教学内容,建议教师针对学生制作的冷藏箱,组织学生设计细化的评价量规,并进行自我评价和小组互评,为学生后续产品的完善奠定基础。 同时还要针对学生的参与态度、学习方法进行评价,鼓励学生积极主动参与。
第二单元 人体司令部
1 感官、大脑与认知
【教学分析】
本课教学主要目的是认识人体感知的过程。 在现实生活中人们对许多物体的认知都是一个综合感知的过程,例如提到苹果,大家会反映出苹果的形状、颜色,摸起来的硬度、光滑度,闻起来的气味儿,吃起来的口感等。 这是人综合了各种感官的认识形成的对苹果的认知。 教学时,从辨别真花、假花的观察活动切入,是为了把各种感官的认知进行梳理并有效地综合起来,以便做出判断。 教师准备的教学材料要典型一些,真花和假花不能仅凭眼睛就能确定,必须要加入更多感官的观察才行。 如果有其他合适的对比材料,也可以代替真花和假花用于教学。
提出问题是本单元探究能力的重要训练要素,教师要引导学生在观察活动的基础上,从事物的不同特征与人的各种感觉及感觉的关系,从单一感官与综合认知之间的区分和联系等角度提出可探究的科学问题。 要对学生提出的问题进行有效的梳理、合并与筛选,可以全班研究一个问题,也可以各小组分别研究一个问题,但必须是通过调查等形式能够解决的问题。
搜集证据的过程可以不同形式呈现,比如提供一个虚拟网站资源,或者提供资料单,或者结合相应视频等形式。 尽量让学生活动起来,不是只看教科书的单一形式。 在对证据进行处理的过程中要注意引导学生进行概括,以形成教材第 17 页所显示的感知物体的模式图。 活动环节要考虑到强刺激对人的感官的伤害,可以一个典型事例为代表,发现强刺激会损害感官,人体会产生一定的反应来避免这种伤害。 其余事例可以讨论的方式进行。蒙眼识钱的游戏要注意准备新的纸币,这样的纸币既卫生盲文也突出。 时间较长的纸
币不容易感觉到盲文。 教师还可以用其他的材料进行代替,引领学生感受感官的重要性和互补性。
【教学目标】
(1)能在观察、辨别真花、假花的活动中,体会感官的单一功能不利于综合认识事物,并能够结合体会和疑惑提出可探究的科学问题。
(2)能在搜集证据的基础上,总结发现人对客观事物的认知过程。
(3)会举例说出人体对某些环境刺激的反应方式和作用。
(4)享受探究的乐趣,感悟人脑的神奇。
【教学准备】
(1)材料准备:真花、假花样本,眼罩,新的钱币、虚拟网站、视频或 PPT 课件资料等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)观察。
师:这束漂亮的花中有真花也有假花,你能判断出哪枝是真花,哪枝是假花吗
生 1:紫色的那枝是真花,它看起来颜色柔和,感觉花瓣柔软。玫红色的那枝是假花,它看起来颜色过于鲜艳了,感觉花瓣、叶子有些硬。
生 2:我需要摸一摸,一摸就知道哪个是真的、哪个是假的了。
生 3:我想闻一闻,真花是有香味儿的,假花是塑料味儿的。
师:大家认为仅凭眼睛一个感官的观察判断是不准确的,想充分利用眼、鼻、皮肤等多种感官去观察认识。 我们把这枝紫色的花称为“样本 1”,把这枝玫红色的花称为“样本 2”。大家分别进行多种感官的观察并记录在《学生活动手册》第 6 页的表格中。
(学生分组观察、记录)
(2)提出问题。
师:在识别真花、假花的过程中,思考你是怎样形成一个综合判断的。 你能够结合从感官到综合判断的过程,提出可探究的科学问题吗
生 1:是什么把不同感官的感觉综合起来的
生 2:人是怎么区分真花和假花的
生 3:是人的大脑形成的综合判断吗
……
师:大家提出的问题还是比较具体的。 有些问题是可以合并研究的,有些问题具有包含
关系。 请你先试着猜想问题答案,然后再围绕这个猜想收集证据。
(3)搜集证据。
师:我们可以参照教材第 17 页的相关资料,还有小贴士,边学习边讨论,看看是否能解决你提出的问题。
(学生分小组收集证据)
生 1:我们小组认为,人们区分真花、假花的过程是眼睛看到了花的形状、颜色,这个信号经过视神经传递给大脑;用手摸到了花瓣很滑、很软,花枝硬硬的,这个信号也经过神经传递给大脑;鼻子闻一闻,闻到了花的香气,这个信号也会传递给大脑;大脑会把收到的多种信号综合起来,判断哪枝是真花,哪枝是假花。
生 2:我们小组讨论发现,人是从多种感觉器官开始认识事物的。 首先形成各种感觉:视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,各种感觉综合起来就是对事物的认识了。
生 3:我们认为,认识一种物体是需要综合各种感觉的,这样对物体的认识会比较全面。如果只有视觉,就不知道这个物体的气味、软硬等;如果只是触摸,就看不见整体轮廓,就像盲人摸象一样,只能摸到大象的一部分。
……
师:我们一起来梳理一下大家的看法。 认识一个物体的过程:首先这个物体会刺激到人的各种感官;然后感觉器官会把受到的刺激传递给相应的神经;各种神经最终把信号传递给大脑,大脑就认识这个物体了(边梳理边板书或板贴在黑板上)。
师:我们认识物体都要经过这样一个过程,从感官到神经,再到大脑,最后形成整体认知。
师:我们一起填写一下《学生活动手册》第 6 页的“活动记录”。 人对客观事物的认知是从感觉开始的。 各种感官受到物体的刺激后,会产生不同的感觉信号并通过神经传递给大脑,大脑对接收到的各种信号进行综合、判断,就形成了对事物的整体认知。
(4)活动。
师:我们知道了人是怎么认知事物的,这里有两种物体(出示有刺的仙人掌和柔软的毛巾),请你分别触摸一下,说说触摸前和触摸时你分别有哪些感受。
(学生分组活动并简单交流)
生 1:我在摸仙人掌之前就看到它有尖尖的刺,有些害怕;摸的时候就轻轻地摸仙人掌的尖刺,避免被刺伤。 我在摸毛巾之前心里就很舒服,很放心;摸的时候很放松,力度也是不用去控制的,摸起来很柔软,使劲儿也不怕。
生 2:我也是,摸仙人掌的时候都揪着心,要特别小心、轻轻地去碰,碰完马上就把手拿开了。 摸毛巾就很放心了。
生 3:我摸仙人掌的时候就用一个手指头轻轻碰一下,我知道仙人掌的刺扎手。 摸毛巾的时候就直接把毛巾抓在手里,毛巾柔软不会伤害手。
师:仙人掌的尖刺就预示着尖利、扎人,人体就会产生一定的反应来避免这种伤害。 用手轻轻地摸、小面积地碰触,触摸完后迅速挪开,这些都是人体为避免受到伤害做出的行为。
师:在日常生活中,光线、声音、气味等外界刺激是人体感知事物的前提条件。 但是过强的外界刺激也可能会损害感官,这时人体就会产生一定的反应来避免这种伤害。 下面大家分别说说你遇到强光、强噪声、刺激性气味、高温物体、冰冷物体的时候会产生什么样的反应
生 1:我有时看到刺眼的阳光,就会马上闭上眼睛,过一会儿再慢慢睁开。 然后就戴上遮阳帽或者墨镜,避免伤害眼睛。
生 2:当我听到巨大声音的时候,我会赶快捂住耳朵,可以把很强的声音隔离开。
生 3:我每次路过垃圾堆的时候,气味儿特别难闻,我就会暂时憋住气,迅速跑过去。
生 4:我认为人在特别热的环境里就出汗,在很冷的环境里就会起鸡皮疙瘩,这也是人的自我保护反应。
师:感官对人来说是十分重要的,我们要保护好自己的各种感官,避免因受到强刺激造成伤害。 但是如果人的某一个感官真的失去了功能又会怎样呢 我们来体验一下吧。
(5)游戏。
师:纸币是我们接触最多的流通货币,请大家仔细观察一下每张纸币的面值和大小。 两人小组一起活动,一人戴眼罩,另一人说出纸币面值,请戴眼罩的同学通过摸的方式把这一
面值的纸币挑出来。
(学生分小组活动)
师:大家在活动中有什么感受
生 1:我发现面值最大的 100 元和最小的 1 元是最容易摸出来的,其余的几个都差一点点,真的不容易区分。
生 2:我发现一个关键的地方,在纸币的右下角有盲文,通过记住盲文就可以摸出纸币的面值大小。
生 3:我发现新纸币的盲文摸起来很清晰,旧一点、软一点的就不容易摸出来了。
师:下面大家仔细辨认一下纸币上的盲文,摸一摸、记一记,然后我们再做一次这个游戏,看看大家的准确率会不会提升。
(学生再次进行蒙眼识钱游戏)
师:我们是先认识了纸币的样子,再去蒙上眼睛识别钱。 想象一下,如果一位天生失明的盲人,他的大脑中纸币会是什么样子呢
生 1:我想他的大脑中的纸币就是大小不同的纸片吧。
生 2:在纸片的不同位置还是有花纹的,可能他想象不出颜色。
师:一位盲人由于视觉器官的损失,就要靠其他感官去弥补,他的其他感官会比平常人更灵敏。 例如盲人的触觉更灵敏,学习使用盲文更便捷。 盲人的嗅觉也比一般人灵敏。 感觉器官对人体十分重要,我们一定要保护好自己的感觉器官,下节课我们将深入地学习“保护感官”。
【教学反思】
本课教学要从学生熟悉的认知过程中去逐步分析和抽取人们认知事物的步骤及过程,从而对感官、大脑和认知有一个连贯的认识过程,这就需要教师能够带领学生结合科学资料逐层分析一些司空见惯的生活现象,再从人们认识生活现象的广泛分析中综合相同的过程,形成一个完整的认知过程。
【总结点评】
在教学过程中,可以结合课堂上发生的很多事例来对真花、假花的事例进行补充认识。例如我们认识一个苹果,会调动各种感官进行综合认识,最后会对苹果的形、色、香、味都有所认识,一提到苹果的时候就会想到它的形状、颜色、气味、味道。 这样的事例还有很多,教师需要挖掘一些学生熟知的内容,这也是对生活经验“感知”的一次综合提升过程。
2 保护感官
【教学分析】
在教学刚开始的时候,学生对保护感官的方法措施也许能够说出一些,但是不一定能说明为什么要这样做。 这就需要明确感官出现问题的真正原因,然后才能有效地预防问题,科学合理地使用感官。 在学生的日常学习生活中,感官出现最多的问题就是眼睛近视。 我们就以近视为例,通过实验发现近视的主要病理是晶状体变厚了,晶状体的凸度是靠睫状肌牵引的。 长期不健康的用眼方式会导致睫状肌持续收缩痉挛,使晶状体变厚就形成了近视。这时再提到长期不健康的用眼方式有哪些,怎样减少这样的方式,做到科学用眼,学生的接受度和认可度就会大大提高。 通过这种方式,再进行其他感官的保护方法和措施的学习也会收到良好的效果。
【教学目标】
(1)能在实验、收集资料、表达交流的过程中,列举保护感官的方法。
(2)在体会感官重要性的基础上,会基于诸如近视与眼睛的结构、用眼习惯及其他生活习惯等因素之间的关系,提出如何保护眼睛等感官的可探究的科学问题,提升提出问题的能力。
(3)能结合近视成因来认识科学用眼,落实行动的科学基础。
【教学准备】
(1)材料准备:纸屏、蜡烛、3 倍放大镜、5 倍放大镜、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:上节课,我们知道了人对客观事物的认识是从感觉开始的。 大脑对事物的认知离不开眼、耳、鼻、舌、皮肤等各种感觉器官的共同作用。 缺少任何一种感官,我们对事物的认识都会是不全面的。 那么,怎样保护我们的各种感官呢
生 1:我觉得保护感官就要避免各种强烈的刺激。 比如眼睛不能看太阳,不能用手去摸特别热或特别冷的东西。 总的来说就是不要让感觉器官受伤。
生 2:保护感觉器官还要注意这些器官的卫生。 比如天天要洗脸洗澡,让它们每天都干干净净的。
生 3:还要不挑食,多吃有营养的食物。
……
师:大家提到的这些保护感官的方法很好。 但是还要注意,我们的感官沐浴在外界环境刺激的海洋中,随时随地都在接受着刺激并形成一系列的认知,有时在没有什么强刺激的时候感官也会受到一定程度的损害。 关于保护感官你还有想继续探究的问题吗
生 1:我想知道眼睛为什么会近视 怎样避免近视呢
生 2:我想知道保护感官的方法有哪些。
生 3:我想知道鼻炎是怎么回事。
……
师:比较一下同学们提出的这些问题,眼睛近视的问题在同学中是比较普遍的,我们先来研究解决这个问题吧。
(2)实验。
师:首先跟着老师回顾一下视觉的形成过程。 看这幅图:眼睛的主要结构有晶状体、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经等;物体反射的光线进入眼睛后在视网膜上形成影像并产生视觉信号,视觉信号通过视神经传递给大脑,我们就看到了物体。
师:我们可以通过模拟实验的方法来看到这个过程。
第一步,用纸屏模拟视网膜,用 3 倍放大镜模拟晶状体。 点燃蜡烛,蜡烛的火焰模拟外界的景物。 将它们依次竖直摆放在桌面上,并保持高度相同,且在一条直线上。
第二步,使放大镜与纸屏相距 15 厘米,移动蜡烛,直到纸屏上呈现蜡烛清晰的像,测量并记录蜡烛与放大镜之间的距离,记录在《学生活动手册》第 6 页。
(学生分组实验并进行汇报)
师:大家刚才的实验过程就是眼睛看清物体的过程。 我们记录下现在三个物体之间的距离关系,还要记录下像的状态。 这是正常的眼睛看物体时反映出来的状态。 下面我们接着进行实验,看看眼睛近视后会有什么变化。
第三步,把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜,保持位置不变。 看看纸屏上的像有什么变化。
第四步,适当调节蜡烛的位置,直到在纸屏上再次看到清晰的像,这时再次测量蜡烛与放大镜之间的距离并记录在《学生活动手册》第 6 页。
(学生分组实验并进行汇报)
生 1:当我把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜后,我们小组发现纸屏上蜡烛的像就不清晰了,变得模模糊糊的。 把蜡烛向放大镜靠近后,就又能看到清晰的像了。
生 2:我们小组把蜡烛向远处挪,纸屏上的像就更不清晰了;把蜡烛靠近放大镜一些就能看到清晰的像了。
师:这就是近视现象了。 当我们把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜时,放大镜的凸度变大了,也就是放大镜变厚了。 放大镜模拟的是晶状体,晶状体变厚就导致原本看得很清晰的物体看不清晰了。 想要看清楚就要把物体继续靠近眼睛,凑近了就又能看清楚了。 这就是近视的成因。
(3)搜集证据。
师:结合近视的成因,以及实验中观察到的现象,进一步收集与近视形成原因相关的资料。 我们可以参考教材第 20 页资料卡的内容。
(学生分小组收集资料)
生 1:我们发现晶状体的厚度是靠睫状肌调节的。 长期不健康地用眼会导致睫状肌一直保持紧张,不会放松了,就不能让晶状体变薄了,于是就形成了近视。
生 2:我们发现不健康的用眼方式是导致近视最主要的原因。 例如长时间看书、写字不休息,躺着看书,在行驶的车辆上看书,在光线不好的地方看书等,这些都是引发近视的原因。
生 3:我们发现营养不全面也会引发近视。 例如挑食、偏食会导致体内营养素的缺失,也比其他人更容易患上近视。
师:同学们从资料卡中获得了很多信息,既了解了近视是如何形成的,也结合生活找到了容易引起近视的不良行为。 这样我们就能够从根本上去思考,找到科学用眼、保护眼睛的方法了。 下面请大家以小组为单位,把“科学用眼 保护眼睛”的方法总结出来,并用喜欢的方式做好宣传准备。
(4)表达交流。
师:下面请各小组向大家宣传“科学用眼 保护眼睛”。
生 1:我们小组制定了 10 条用眼准则,向大家进行宣传……
生 2:我们小组画了一张海报,向大家宣传保护眼睛的方法……
生 3:我们小组写了关于眼睛的小诗,朗诵给大家……
……
师:我们的爱眼护眼的方法和准则是依据科学制定的,大家在日常生活中要时刻提醒自己和身边的人,保护好自己的眼睛。
(5)迁移应用。
师:各种感官都有一定的结构,要想保护好它们也要像保护眼睛一样,先了解它们的具体构造,再去制定科学的保护方法。 请各小组再研究并收集一种感官的资料,讨论总结保护它的方法,并进行交流。
(学生分组对一种感官进行讨论)(注:如果课上的时间有限,可以布置成为课后任务)
生 1:我们小组说一说如何保护听力……
生 2:我们小组说一说怎样科学地清洗鼻腔……
生 3:我们小组说一说如何保护人体的皮肤……
师:感官是人认知世界的基础,要伴随着人的一生。 希望同学们重视感官的保护,健康地成长。
【教学反思】
本课教师在教学过程中注重了对视觉以及近视眼形成原因的探究。 对于学生来说,我们很多宣传保护眼睛的方法都没有真正帮助学生理解并让学生自觉执行。 当了解了近视形成的原因,对症去梳理科学用眼的方法、提出保护眼睛的建议,才会让他们自发地指导自己的日常行为。 因此,对保护感官的宣传要避免空洞的说教,只有究其根本、对症下药才能收到良好的效果。
【总结点评】
本课的教学从最为普遍的近视问题入手进行研究是比较合适的。 在研究过程中以实验来解释原理,以资料来辅助说明,便于学生接受科学用眼的相关知识。 教学中教师还要注意材料的丰富性,例如在资料卡的环节,如果能再提供一些生活中的小案例供学生参考,就更具有真实性和冲击力。
3 人体司令部
【教学分析】
本课讨论的“蚊子事件”是日常生活中经常发生的,学生有着丰富的生活经验。 在学生讨论的同时,教师将学生的分析内容以板书的形式呈现在黑板上———教材中的过程图示,这就是一个信息处理的过程。 过程图示的呈现可以清晰地反映大脑所处的核心地位,也就是体现了本课标题———“人体司令部”。 接下来的调查、讨论可以让学生接着进行这样的信息处理,以看到大脑是认知、情感、意志和行为的生物基础。 大脑是脑的一部分,脑还包括小脑和脑干等部分,每一部分具有不同的功能。 这里的资料可以通过视频或动画的形式呈现,以便于学生综合得出脑的重要功能的结论。 通过最后的游戏可以真实地感受脑的功能和作用。
【教学目标】
(1)知道脑是人体的司令部,协调指挥人体各系统分工配合,共同维持人体的生命活动。
(2)能够简要描述脑是认知、情感、意志和行为的生物基础。
(3)能够细致分析从感官受到刺激到大脑决策反应,再到产生动作行为的过程,提高分析、综合的思维能力。
(4)能在游戏中体验人的各系统协调配合活动,感受生命的神奇。
【教学准备】
(1)材料准备:资料卡、视频、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)讨论。
师:今天讲课前我们先来做个小游戏。 请大家闭上眼睛趴在桌面休息一下,想象一下现在是夜里,你睡得正香,就在这时(播放蚊子的声音),你会怎么想 怎么办
生 1:我听到蚊子的声音就会很烦。
生 2:我要迅速拍死它,不然又吵有叮,一个晚上就别想睡好觉了。
生 3:我晚上一般听不见,蚊子是吵不醒我的,但是第二天早上起来会发现身上有被叮的包。
(2)处理信息。
师:我把大家刚才说的这些想法或行为来具体地分析一下,按照人体的感觉、大脑的反应、产生的动作和行为几个方面来说明。 当你睡着的时候,首先是耳朵接收到蚊子的声音,这个声音会通过神经传递给大脑,大脑接收到信号后就根据经验马上判断出这是蚊子,并产生厌烦的心理,然后做出命令,嘴巴里还可能会说出“有蚊子”。 (进行板书)
师:这个过程很迅速,我们好像都忽略了这中间要经过这么多的步骤。 请你们以小组的形式再来讨论一下,把这个步骤补充完整。 还有哪些感觉器官能够感受到蚊子的侵扰 大脑又会有什么反应 会命令我们的身体做出怎样的动作和行为
(小组讨论并汇报)
生 1:我们小组认为,皮肤也会感觉到蚊子的叮咬,感觉特别地痒。 皮肤把叮咬的信号传递给大脑,大脑的反应———蚊子会叮我、吸我的血,很担心。 然后命令手臂去迅速拍死蚊子。
生 2:我们小组认为,大脑在接收到蚊子信号后,除了厌烦、担心,还可能产生一定要拍死它的愿望。
师:大家看黑板上的板书,从感知蚊子侵扰到拍死蚊子整个事件的过程是怎么发生的
生 1:都是感觉器官先接收到信号,然后传给大脑,大脑产生一定的心理活动,然后把命令传递给手或者嘴去执行命令。
生 2:就是感官把信息传递给大脑,大脑是核心,发出命令,支配身体的动作和行为。
师:大家总结得很全面,在这个过程中大脑就像“人体司令部”,协调指挥着人的行动。
(3)调查。
师:当我们看到蚊子、老虎等可能给我们带来伤害的事物时,大脑不仅要做出综合反应,还会产生厌恶、担心、恐惧等情感,并且向身体发出命令进行攻击或者逃避等。 当我们看到可能给我们带来好处的事物时,大脑会产生什么样的情感
生:喜欢、开心。
师:对。 下面请以小组为单位,调查我们有什么喜爱的人或事物。 面对这些人或事物时你会有什么样的想法和行为 边展开调查,边把调查结果按照板书的样式绘成思维导图。
(小组调查讨论)
生 1:我喜欢唱歌,一提到唱歌,我的大脑就会产生愉快的情感,然后就会不由地哼出曲调。
生 2:我喜欢吃肉,一看到妈妈给我做的红烧鸡腿,我的大脑就会兴奋,然后就止不住地流口水、咽口水,想赶快吃上一口。
生 3:我喜欢看漫画,一买到新的漫画书就特别兴奋,要马上一睹为快才行。
……
师:提到感兴趣的事情,大家说的还真多、真热闹。 在这个过程中,我们也看到了大脑起到了核心作用。
(4)讨论。
师:生活中还有些事物可能暂时会给我们的身体带来不同程度的痛苦,但是从长远看它又具有重要的意义。 比如打针很疼,但是可以治疗或者预防疾病;跑步很累,但是可以锻炼身体。 这样类似的经历你有过吗 也在小组内分享一下吧。
(小组讨论分享)
生 1:我一想到练琴就很烦,但是想到我在表演的时候得到大家的掌声,我还是坚持了下来。
生 2:我练习书法的时候手特别酸,可想到我的作品能在学校展览我就又坚持练习。
生 3:我每天都要练习颠足球,练的时候脚酸腿痛,但是想到足球场上要准确传球、带球才有可能取胜,不能把球传丢了,我就坚持每天练习颠球和带球。
……
师:看不出来,每个同学还都有这么坚强的一面。 这就是意志力的表现。 为了达到一定的目标,大脑经过思考和决策,会支配着我们克服困难,坚持行动,去实现预定的目标,这种心理过程就是意志的表现。 意志产生的核心也是大脑。
(5)评价。
师:判断下列行为哪些是有意志的表现 哪些是缺乏意志的表现
(场景一:起床跑步去喽 好困,今天不去跑步了;
场景二:我再玩 5 分钟就写作业 坚持锻炼;
场景三:专心听讲 一边听讲一边玩玩具)
师:意志力关键靠个人,大脑的思考与决策会决定人采取什么样的动作和行为。
(6)得出结论。
师:大脑太重要了! 大脑和脑是一个概念吗 脑到底有什么功能 结合我们的研究,收集关于人脑功能的资料,总结、概括脑在人的生命活动中的作用。
(小组分组讨论)
生 1:大脑和脑不一样。 大脑是脑的一部分。 脑包括大脑、小脑和脑干等部分。 大脑包括大脑左半球、大脑右半球。
生 2:大脑是“人体的司令部”,指挥人体一切有意识的行为。
生 3:小脑负责人体动作的协调和人体平衡。
生 4:脑干能控制呼吸和心跳。
生 5:脑是人体最重要的器官。
师:人脑具有高级功能,是认知、情感、意志和行为的生物基础。 脑是人体的重要组成部分,协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。
(7)游戏。
师:有许多关于脑的活动和游戏,我们可以试着做一做,进一步体会脑的作用。
(游戏一:抓尺子游戏;
游戏二:金鸡独立游戏;
游戏三:拍手背游戏;
游戏四:绕口令游戏)
师:通过今天的学习,我们知道脑是人体的重要组成部分,协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。 那么怎样保健脑、训练脑呢 我们下节课将研究这些问题,大家课后可以提前收集一些相关资料。
【教学反思】
脑功能是比较内隐的,不通过细致入微的剖析和举例很难认识全面。 要帮助学生从一些事例入手,剥笋壳般地层层剥离,才能把脑的主要活动过程及脑负责的一些认知、决策、情感、意志的作用厘清。
【总结点评】
本节课内容的教学不容易有探究的味道,更像是分析心理过程的内容。 一线教师还是要通过小案例、小游戏等有趣的形式,带领学生从活动过程中去体会脑的功能。 例如课程最后的游戏环节,也可以根据教学需要有选择地调到前面适当的环节进行。
4 脑的保健
【教学分析】
结合单元探究能力训练重点,教师可以在提出问题处做主要引导。 提示学生联系前几课中脑的内容,以此为基础提出自己能够探究的问题。 针对每一个具体问题的证据收集资料可以通过多种形式,如网络资源、教材等,还可以收集一些大脑开发的益智玩具(五子棋、九连环、华容道等)。 最后可以通过知识竞猜、我来抢答等形式举例说出为保护脑的健康需要采取的主要措施。
【教学目标】
(1)会举例说出为保护脑的健康需要采取的主要措施。
(2)能够结合脑的功能,提出脑的保健和开发的问题。
(3)能在提出问题、解决问题的过程中获得知识、习得技能,体验探究的乐趣。
【教学准备】
(1)材料准备:益智玩具、网络资源、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:通过前面几节课的学习我们知道了脑是人体的重要组成部分,负责协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。 关于脑,我们还有什么想探究的问题
生 1:怎样保护我们的脑
生 2:怎样能让脑变得更聪明
生 3:吃什么可以让脑更健康
……
(2)搜集证据。
师:大家提出的问题不太相同,选择你感兴趣的问题,先提出自己的初步假设,再去收集相关资料,并用大家容易接受的形式进行交流。 建议大家可以用思维导图、知识竞猜等形式来介绍你的研究。
(学生分小组选题、研究并处理信息。)
师:老师也为大家准备了一些相关的资料和用具,我会提供给相关的小组。
(3)表达交流与评价。
师:在分小组研究的过程中,我也到各小组参与了研讨,也和大家
一、教材分析：
大象版科学新版五年级上册教材共设置了七个单元。本册教材的这几个单元包含了准备单元、综合探究单元、反思单元等三种不同类型的单元。
本册的准备单元“蒸发的快慢”创设了生活中的情境,引导学生发现问题——“蒸发的快慢与什么因素有关 ”本单元的教学重点是引导学生“尝试基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题,作出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。 中间的五个综合探究单元“冰淇淋冷藏箱”“人体司令部”“健康成长”“地壳”“小小机械师”是教材的主体。
本册最后的一个单元,反思单元“日心说的先驱”的设计思路,是帮助学生分析古希腊天文学家阿里斯塔克提出日心说的步骤,重点了解阿里斯塔克作出假设的过程及其依据,并对自己以前作出假设的经历进行反思和评价,提升关于假设的元认知水平。 本单元的科学探究目标是“通过阅读科学家的成功案例和回顾自己的探究经历,总结提升提出问题和作出假设的方法和能力”。
这五个单元以学生的年龄特征和认知规律为依据,精选地球与宇宙科学、生命科学、物质科学、技术与工程等领域的学习内容,设计一个个与学生生活实际密切相关的“做中学”活动,引领学生经历完整的探究过程,建构丰富的科学知识,有计划、有步骤地完善学生的科学概念体系。
第一单元“冰淇淋冷藏箱”侧重培养的科学探究要素是“提出问题”。 本单元以制作冰淇淋冷藏箱为任务驱动,引导学生学习有关热传递的科学知识,同时重点提升学生“提出问题”的能力。 由于制作冰淇淋冷藏箱与冷藏箱的结构以及材料的功能等因素密切相关,而冰淇淋的融化过程又涉及温度和状态的变化,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化等角度提出可探究的科学问题”,是“提出问题”要素学段目标的重要组成部分。
第二单元“人体司令部”的科学知识目标是核心概念“人体由多个系统组成,各系统分工配合,共同维持生命活动”中与感官、人脑相关的几项学习目标。 本单元在科学探究方面也侧重对“提出问题”要素进行训练。 由于本单元的科学知识目标涉及各种感官与人脑的结构和功能、感官与人脑以及它们与生命活动的关系,因此本单元的科学探究目标设定为“能基于所学的知识,从事物的结构、功能及相互关系等角度提出可探究的科学问题”。
第三单元“健康成长”的科学知识目标是学习内容“生活习惯和生存环境会对人体产生一定影响”中的两项学习目标,以及与生命安全、健康教育相关的内容。 本单元在科学探究方面也侧重对“提出问题”要素进行训练。 由于本单元的科学知识目标涉及人体的生长变化以及健康与生活习惯、生存环境之间的关系,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的变化及相互关系等角度提出可探究的科学问题”。
第四单元“地壳”以探究火山喷发的成因为线索,围绕地球内部结构这一主要概念,让学生初步认识到地球物质不断变化并且相互影响,增强学生热爱自然、保护地球环境的意识和社会责任感。 本单元侧重于“作出假设”要素的培养。 由于本单元的科学知识目标涉及地球的内部结构,岩石的特征与岩石的变化之间的关系,地壳的运动与地震、火山喷发、岩石纹理等自然现象之间的关系等,因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。
第五单元“小小机械师”引导学生认识各种简单机械的结构和功能,帮助他们提高使用工具解决生活中实际问题的能力。 本单元也侧重于“作出假设”要素的培养。 由于本单元的科学知识目标涉及各种简单机械的结构与功能,因此,本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识,从事物的结构、功能等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。
二、学情分析：
通过四年科学学习，学生对科学课产生了浓厚的兴趣，求知欲和参与科学活动的愿望明显增强，学生的观察与描述能力有了明显的发展，在进行观察、记录、实验、交流等一系列活动时，学生的合作意识和合作能力也得到培养。受年龄的限制，学生的思维依旧处于形象思维阶段，抽象概括和语言表达能力仍然比较弱，教师的指导和帮助仍然非常重要。教师还要注重观察、记录方法的示范和引导，注重提供语言表达的范例。
学生已能初步控制自己的情感和行为，但还有不稳定的现象，自制力还不强，意志力较差，遇事很容易冲动，活动的自觉性和持久性都比较差，且常与兴趣密切相关。另外，他们精力旺盛、活泼好动，具有好奇、好动等特点，在活动过程中需要通过不断巡视来关注学生的观察体验进展，用学生喜欢的形式来促进学生更好地开展观察、体验等活动。
三、本册教材的培养重点
对于整套教材的编写体系来说,教材在低、中、高三个学段分别以“感知科学”“认知科学”和“探索科学”为认知发展主题,每册着重培养两个主要探究要素,每个学段完成探究要素的一次循环。 也就是说,在整个小学阶段,科学探究要素的培养经历了三次完整的循环,学生将一次次经历全部 8 个科学探究要素的落实和强化训练,以完成课程标准中科学探究目标在各个学段的要求。
为了助推学生探究能力上的发展,教材设计中暗含了螺旋上升的内在逻辑,从而循序渐进落实课程标准中的科学探究学段目标。 从中可以看出,一年级上册、三年级上册和五年级上册的探究要素培养重点都是“提出问题”和“作出假设”。 虽然这两个探究要素作为教学目标在这三册都进行了有侧重的训练,但它们并不是简单的重复,从训练内容和技能水平而言都是螺旋式的上升。 这种螺旋上升的编排,对于师生开展课堂教学、达成培养目标有积极的意义。 每个学期有明确的训练重点,教师第一时间就能准确地把握本册教材的主要探究要素目标,集中时间和精力对某个探究要素目标实施精准突破,既有利于教师制订学期教学工作计划,开展有针对性的培训学习,也有利于对学生反复进行技能强化训练,以真正形成熟练稳定的动力定型的程度。
四、本册教材的培养策略
学生进入小学高年级学段,他们的心智水平和探究能力在经历了前面四年的学习后,具备了较好的探究能力基础。 教材根据学生的年龄特征和认知规律,确定了五年级上学期的科学探究培养要素是“提出问题”和“作出假设”。
1. 提出问题
学生学习的最初动机来源于对自然世界的好奇心,教师要引导他们发现问题、提出问题,并通过探究活动来寻找问题的答案,完善他们的科学概念体系。 虽然低、中年级学段也曾经专门训练了“提出问题”的技能,但是,对高年级学段的要求有了明显的提高。
(1)从事物的结构与功能角度提出可探究的科学问题。 结构是指事物内部的连结和构架。 研究事物的结构,就是要研究它的组成部分及其联系方式。 事物都具有一定的结构,结构不同,功能就不相同。
围绕结构与功能,学生可以从两个角度提出问题。 一是这种结构有什么功能 主要应用于对已有物体结构的功能分析,比如,赵州桥首创的“敞肩拱”结构形式有什么功能 还有一种是为实现某个功能要设计怎样的结构 即从功能出发,寻求合理的结构,比如,科技活动中,让学生用胡萝卜和牙签搭一座高塔,应该如何设计它的结构 相对而言,后一种提问角度更能培养学生的创新意识和研究兴趣。
在第一单元第 4 课《结构与保温》的教学中,首先让学生观察生活中的一些双层结构保温物体,比如双层玻璃窗、玻璃保温瓶内胆等,接着研究单层、双层结构对热传递的影响,发现结构是影响热传递快慢的重要因素之一,双层结构比单层结构更保温。 然后出示目标———设计一个保温的简易冰淇淋冷藏箱,并提示学生从冷藏箱的功能的角度进行思考、提出问题,对不同结构进行分析、筛选后,双层结构作为一种可探究的科学问题成为下一步研究的主要思路。
(2)从事物的变化及相互关系角度提出可探究的科学问题。 变化的事物必然受到其他因素的影响,比如温度的变化,与阳光的照射有密切的关系。 善于发现事物变化与影响因素的关系,是学生开展科学研究的必备素养。
在第三单元第 1 课《我的健康体检表》中,学生根据健康体检表中的信息,绘制并分析条形统计图、折线统计图等,能发现身高、体重等都发生了显著变化,进而提出关于生长变化的研究问题,提出这些问题的角度主要是“身体的变化与哪些因素有关”,然后通过数据的收集和处理,发现自己身高、体重的生长变化及相关影响因素,找到问题的答案,发现遗传、营养、体育锻炼、睡眠、生活环境等因素都与身体变化和健康成长密切相关,最后总结出良好的生活习惯、健康的生活环境是健康成长的必要条件,从而让学生懂得怎样维护自己的身体健康。
2. 作出假设
在科学探究中,学生要把问题转换成假设之后,再进行观察或实验,收集信息得出结论,以验证假设是否成立。 和中、低年级学段对“作出假设”的要求不同的是,高年级学段要求学生“能基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度提出有针对性的假设,并能说明假设的依据”。 因此,和“提出问题”对“事物的结构、功能、变化及相互关系”的关注一样,“作出假设”也要注意从这几个角度来展开。
第四单元第 1 课《火山喷发》,教材通过火山喷发的图片引出探究问题———火山喷发与什么因素有关 引导学生从火山的结构、变化(喷发)及相互关系(与哪些因素有关)的角度去作出假设,比如“火山喷发是否与地壳的运动有关呢 ”并说明假设的依据。 然后帮助学生查阅资料、整理信息,运用分析与综合等思维方法,对收集的信息进行统计、概括,形成结论以检验假设的正确性。
第五单元第 4 课《轮轴》,以学生生活中常见的场景为情境,通过阅读轮轴的资料,提出关于轮轴的研究问题,比如方向盘、水龙头怎样操作才省力 引导学生基于生活经验和所学知识,从结构和功能的角度对轮轴的作用作出假设,并说出假设的依据。 然后通过实验搜集证据,对数据进行比较分析,发现轮轴转动方式与省力的关系,形成科学的认识。 再把结论迁移到生活实践中,寻找生产生活中的轮轴,分辨它们的类型,说明它们的功能,从而进一步验证结论的正确性。合理的假设是在研究初期对潜在答案的有依据的推测,同时又决定了后续的研究方向和工作方案。 作出假设后,学生要经过实验、查阅资料等方式寻求证据,运用不同的科学思维方法对这些证据进行必要的加工以得出结论,再将结论与前面的假设进行对比。真正的科学研究是很难一次就取得成功的,要培养学生敢于尝试的信心,和不取得满意的研究成果绝不罢休的坚韧不拔的意志。
附：教学进度表
周次 起止日期 预定教学内容
1 9.1-9.3 准备单元
2 9.6-9.10 1.1热传递 1.2热的传递方式
3 9.13-9.17 1.3材料与保温 1.4结构与保温
4 9.20-9.24 1.5 制作冷藏箱 第一单元复习 第一单元测验
5 9.27-10.1 2.1感官、大脑与认知 2.2保护感官
6 10.4-10.8 2.3人体司令部 2.4脑的保健
7 10.11-10.15 3.1我的健康体检表 3.2 生活习惯与健康 3.3生活环境与健康
8 10.18-10.22 3.4我是小小安全员 期中复习 期中测验
9 10.25-10.29 4.1火山喷发 4.2地球的结构
10 11.1-11.5 4.3地壳中的岩石 4.4地壳运动
11 11.8-11.12 4.5应对地质灾害 第四单元单元复习
12 11.15-11.19 5.1工具的妙用 5.2杠杆
13 11.22-11.26 5.3滑轮
14 11.29-12.3 5.4轮轴
15 12.6-12.10 5.5斜面
16 12.13-12.17 第五单元复习 第五单元检测
17 12.20-12.24 反思单元
18 12.27-12.31 期末复习
19 1.3-1.7 期末复习
20 1.10-1.14 期末测验
教学设计
准备单元 蒸发的快慢
【教学分析】
本课通过引导学生根据情境提出可探究的科学问题,聚焦“影响水蒸发快慢的因素有哪 些”这一问题,然后针对这一问题作出假设,并说明假设的依据。 学生随后通过设计实验、搜集证据,得出相关结论,经历科学探究活动的全过程,进一步提升提出问题、作出假设的能力。
【教学目标】
(1)知道蒸发是一种分离混合物质的方法。
(2)基于所学知识和技能,提出可探究的科学问题,对问题作出有针对性的假设,并能说 明假设的依据。
(3)表现出对事物的变化及相互关系进行科学探究的兴趣。
(4)了解科学技术对我们日常生活的影响。
【教学准备】
材料准备:水、食盐水、酒精灯、小铁勺、胶头滴管、玻璃片、夹子、火柴、烧杯、秒表、小风 扇等。
【教学过程】
导入。
师:同学们,你们知道我们每天吃的食盐是从哪里来的吗
生1:超市里买的。
生2:市场里有两种盐,一种很大颗的是粗盐,一种比较细的是精盐。
师:你说得真好! 你知道有什么办法可以获得食盐吗
(播放视频:《鲁滨逊漂流记》) 请同学们仔细观看,主人公是怎样获得食盐的。
生1:他是从海水中获得食盐的。
生 2:海水煮干了,就出现食盐了。
师:大家观察得真仔细! 在从海水中提取盐的过程中,请你仔细思考,你还能提出其他 问题吗 请把你的问题存入我们的“问题银行”。
生 1:水都去哪了
生 2:海水要多长时间才能变成盐
生 3:能使水蒸发得再快点吗 ……
师:同学们真棒,提出了这么多的问题,这些问题有的是不好进行探究的,有的是我们在 课堂上利用现有的条件不能进行探究的,或者是在一节课里没法完成的。
请小组讨论,挑选 一个我们能够在课堂上进行探究的科学问题。 (学生讨论,然后汇报)
师:我们在一节课里不能够研究所有的问题,那我们就一起来研究大家提到最多的“影 响水蒸发快慢的因素”这个问题。
师:现在每组桌上都有湿纸巾,谁能想办法让这块湿纸巾尽快变干呢
生 1:可以在太阳下晒一晒,在火上烤一烤。
生 2:也可以放在暖气片上加热。
生 3:可以用风扇吹一吹。
生 4:还可以拧一拧,甩一甩。
……
师:为什么要在太阳下晒一晒,在火上烤一烤呢 生:因为温度高,干得会比较快。
师:那你认为这说明蒸发的快慢与什么有关呢
生:(齐声)与温度的高低有关。
师:那为什么又要用风扇吹一吹呢
生:用风扇吹可以使空气流动得更快,蒸发得也更快。
师:那你的意思是蒸发的快慢还和什么有关呢
生:与空气流动的快慢有关系。
师:这也只是同学们的一种想法,科学可不能想当然! 到底水蒸发的快慢是不是和温度 的高低、空气流动的快慢有关,同学们想不想亲自动手研究一下呢 生:(齐声)想!
师:哪个小组愿意研究水蒸发的快慢与温度高低的关系呢
(学生踊跃举手,教师指定两个小组)
师:那好,第一、第二小组就来研究水蒸发的快慢与温度高低的关系,老师给你们准备了 很多的材料。
(教师发放三角架、酒精灯、陶土网、两个同样大的铁勺、火柴、胶头滴管等)
师:第三、第四小组就来研究水蒸发的快慢与空气流动快慢的关系,好吗
生:好!
师:老师给你们准备的材料更好玩,看,微型小风扇! (教师发放小风扇,学生感到非常惊喜)
师:现在同学们讨论一下,怎样利用手中的材料做实验呢 实验时应该注意哪些问 题呢 (学生讨论实验方法,教师参与学生的讨论)
师:那你们准备怎样研究呢
生:我们计划在两个铁勺里分别滴上相同量的水,一个放在酒精灯上加热,另一个放在 桌上不加热。
师:你们为什么在两个铁勺里滴同样多的水呢
生:这样对比实验得到的结果才可靠。
师:对! 我们应该在同样大的铁勺里滴上同样多的水,只改变温度,这样才能正确比较 蒸发的快慢是否跟温度的高低有关系。
师:第三小组汇报一下你们的讨论结果吧!
生:我们设计的是研究水蒸发的快慢和空气流动快慢的关系的实验计划。
师:怎么研究呢
生:把两块湿纸巾,一个用小风扇吹,另一个放在一旁晾,看看是不是用风扇吹的湿纸巾 干得快。
师:你们设计实验时注意了哪些问题呢
生:两块湿纸巾要一样大,湿度要相同。
师:非常好! 大家讨论好之后,就开始研究吧! (学生做对比实验)
师:同学们! 通过做实验你们有什么发现呢
生:我们第二小组发现了水蒸发的快慢的确和温度的高低有关系。 温度越高……
师:第一小组,你们研究的结果和他们的一样吗
生:一样。
师:通过实验,第一、第二小组的研究都说明了水蒸发的快慢的确和温度的高低有关。 温度越高,水蒸发得越快。
师:第三小组你们的实验说明了什么呢
生 1:我们发现用风扇吹的湿纸巾干得快,说明加快空气流动可以使水蒸发得更快。
师:真不错! 第四组呢 生:我们和第三组的实验现象一样。
师:看来第三、第四小组的实验结果都说明了水蒸发的快慢的确和空气流动的快慢有 关,加快空气流动可以使水蒸发得更快。
师:那同学们想一想,水蒸发的快慢除了和温度的高低、空气流动的快慢有关,还与什么 因素有关呢 (学生沉默)
师:(教师随手拿起桌上的湿纸巾)这块湿纸巾,是展开干得快呢 还是叠在一起干得快呢
生:当然是展开喽!
师:为什么呢
生:因为展开时蒸发面积大,这样蒸发得就快。
师:这说明蒸发的快慢还和什么有关呢
生:(齐声)蒸发面积的大小有关系。
师:在生活当中,你还见到过哪些通过增大蒸发面积加快蒸发的现象呢
生 1:农民伯伯晒粮食时,都要摊开晒。
生 2:还有晒衣服、晒被子时,也要展开晒。
师:对! 其实生活中还有很多类似的现象,希望同学们课后注意留心观察! 这节课我们 就上到这里,下课!
【教学反思】
本节课的教学能够引导学生进行自主探究,并让学生动眼、动手、动口、动脑,让学生充 分思考,去探索影响水蒸发快慢的因素。 学生的积极性高,回答问题主动。 从学生的回答和 讨论来看,有些问题完全可以让学生去讨论,不需要教师面面俱到地讲解。
【总结点评】
对于科学概念的理解,教师一定要让学生在亲身的体验和感受中获得,这样才会记忆深 刻,也才能够真正增长学生的知识。 本课层层递进,学生经历完整的科学探究过程,教师着 重引导学生思考如何提出问题,如何从多个问题中聚焦本课的探究主题,指导学生设计实 验,完成探究活动。 课堂互动性强,实验材料也经过精心挑选,保证了教学目标的完成。
第一单元 冰淇淋冷藏箱
1 热传递
【教学分析】
作为第一单元第1 课,《热传递》既是整个单元学习任务和制作活动的总引领,也是本单元对提出可探究问题能力的第一次集中训练,同时也是后续深入学习热传递内容的知识基础。 本课借助学生熟悉的冰淇淋融化场景,引导学生学习如何从变化的条件和原因的角度,将自己感兴趣的疑问转化为可探究的科学问题。 然后通过利用生活中物体与物体间的热传递现象,以及酒精灯加热铜棒、蜡环掉落等可视的、直观的实验现象来探究热在物体间及物
体内部的传递;最终使学生通过探究形成共识:热可以在物体间和物体内传递,通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体温度高的部分传向温度低的部分。
通过中年级学段“小小气象员” “冷与热”等单元的学习,学生对冷热现象的认识、温度计的使用、热对物体状态的影响等已经形成了较为正确的概念。 但受日常生活经验及思维特点的影响,在热传递的方向、方式以及材料、结构等因素对热传递速度的影响等方面还缺乏全面、正确的认识和理解。 比如有的学生认为冬天室外的金属把手摸起来很凉,是因为金属把“冷”传递给了手;“热”可以传递,“冷”也可以传递;冷热必须通过接触才能传递;等等。这说明学生还不理解温度与热传递现象的关系。 而且多数学生潜意识中认为热传递就是两个物体间的热量传递,忽视热在同一物体内的传递。
在提出问题方面,经过四年的训练,学生已能从具体的现象与事物的观察比较中提出问题,但在把问题转化成可探究的科学问题上,还有较大的提升空间。
【教学目标】
(1)能从冰淇淋变化的条件和原因等角度提出可探究的科学问题。
(2)小组合作,利用不同材料,设计实验探究热传递的方向。
(3)通过小组、班级的交流活动,对实验现象或数据进行推理分析,知道通常热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传到温度低的部分。
【教学准备】
分组材料:铁架台、酒精灯、温度计、火柴、试管夹、隔热手套、铜棒、圆铁片、蜡环、白凡士林、蜡烛等。
【教学过程】
(1)任务驱动,明确目标。
师:(课件出示冰淇淋融化图片)现在外卖非常方便……炎热的夏天,冰淇淋外卖一定很受欢迎。 但是外卖送到消费者手上需要一定的时间,而冰淇淋又非常容易融化,所以很容易影响消费者的体验。 这个单元,我们就围绕制作“冰淇淋冷藏箱”的任务,来了解更多和热有关的知识及其在生活中的应用。
(2)提出问题,技能训练。
师:关于冰淇淋的融化,我们知道些什么 有哪些想要研究的问题
生:因为外面温度高,所以冰淇淋才会融化。
师:你还想研究哪些问题呢
生:怎样让冰淇淋融化得慢一些
师:(板书:学生提出的这一问题)我们提出的问题最好是能够用观察、实验、查阅资料、调查等方法来研究的问题。 我们来分析一下你提出的这个问题:“怎样”指向的应该是关于具体方法的假设,但是你的问题里面有没有具体的方法呢
生:好像没有。
师:那说到具体方法,大家觉得怎样才能使冰淇淋融化得慢一些呢
生:降低冷藏箱的温度。
师:这可能是一种方法。 老师根据你的想法,把我们之前提的问题这样修改一下:降低冷藏箱的温度能不能让冰淇淋融化得慢一些 大家觉得问题这样修改之后有什么好处
生:更具体了,感觉实验都有了。 就是用一个温度高的冷藏箱,一个温度低的冷藏箱,观察冰淇淋在哪个冷藏箱里面融化得更慢。
师:你的反应很迅速。 如果我们的问题里涉及具体方法,解决问题的方向就更明确,这样的问题就更适合探究。 我们还能再提出一个这种可以探究的问题吗
生:在冷藏箱外面包上一层布会不会让冰淇淋融化得慢一些
师:我们提的问题可探究性越来越强了,给我们强大的学习能力点赞。 大家还有别的想研究的问题吗
生:……
(3)回顾生活,搜集证据。
师:刚才大家尝试从冰淇淋变化的条件角度提出了两个可以探究的问题,这种提问题的方式非常好。 受大家启发,我也有一个问题,想请同学们帮助解决。 温度高于 0℃时,冰会融化,可是冰淇淋的温度本来是低于 0℃的,它为什么会融化呢
生:因为冰淇淋的温度会升高。
师:冰淇淋的温度为什么会升高呢
生:有热传递。
师:你懂的可真多。 你认为是有热传给了冰淇淋,所以它的温度才会升高,是这样吗 那热是从哪里来的呢
生:热是从装冰淇淋的冷藏箱那里来的。
师:也就是说,热可以从冰淇淋冷藏箱传递给冰淇淋。 生活中还有其他类似的现象吗
生:中午打饭的饭盒,摸起来很烫,说明热从饭传给了饭盒。
师:摸起来很烫,那说明热还从饭盒传向了谁
生:手。
师:还有类似的现象吗
生:冬天用暖手宝暖手,暖手宝把热传给了手。
生:烤火的时候,火把热传给了身体。
师:大家举出了很多例子,那谁能能用一句话来总结一下吗
生:热可以从一个物体传递给另一个物体。
(4)设计实验,合作探究。
师:总结得很好。 热可以从一个物体传递给另一个物体,这种现象就叫热传递。 (板书:热传递)
师:热可以在一个物体和另一个物体之间传递,那么热可以在一个物体的内部传递吗
生:可以。
师:能说一说你的依据吗
生:我还没有找到依据。
师:好,那让我们通过实验来探究一下。 这是一根铜棒,如果我们用酒精灯加热它,热会从火焰传向铜棒,那么铜棒中没有与火焰接触的部分会变热吗
生:加热的地方先热,其他地方也慢慢热起来。
师:(课件出示实验材料图片)今天的材料超市里,老师为大家提供了很多材料,有铜棒、圆铁片、酒精灯、火柴等。 这些材料可以帮助我们证明自己的猜想吗 大家有没有什么好方法能够证明热可以在物体内部传递呢 请同学们以四人小组为单位,先简单讨论一下,最好能写出大概的实验方案。
(学生分组讨论如何证明热在铜棒中的传递过程,并用文字、图画或符号表示出大概的实验设计方案)
师:谁来汇报一下你们的实验方案
生:这是我们的实验方案。 我们在铜棒的不同位置放两支温度计,观察温度的变化,如果热不能在铜棒内传递,离火比较远的地方就不会热,温度就不会升高;如果热可以在铜棒内传递,加热后,没有与火焰接触到的地方温度也会升高。
师:介绍得非常清楚,特别是把观察的内容和自己的猜想联系起来,这样实验目的就很清晰了。 其他组还有补充的吗
师:还有用其他材料的小组吗
生:我们想选择蜡环。 先把铜棒固定在铁架台上,再把蜡环依次挂在上面,用酒精灯从这里加热,观察热是怎样传递的。
师:你们为什么要选择蜡环呢
生:蜡环是用蜡做的,蜡遇热会熔化。 蜡环熔化说明热传到这里了。
师:这个方案真好。 热的传递本来是一个不容易直接观察的过程,经过你们的设计,就能通过蜡环的变化观察出来了。 你们认为蜡环会怎样掉落
生:离酒精灯近的先掉,远的后掉。
师:大家提出了不同的方法,还有小组想使用金属片,也是可以的。 如果我们的猜测是
成立的,金属片上的蜡可能会怎么变化
生:离酒精灯近的先熔化,远的后熔化。
师:是不是这样呢,我们还是要用实验来验证一下。 但不管是怎样进行实验,老师都要提醒大家,时刻牢记两个问题:(课件出示)
①实验时一定要注意安全。
②如果我们的猜测是成立的,可能会出现哪些现象
(学生分组研究热在金属棒、金属片中的传递)
(5)交流分析,得出结论。
师:通过刚才的实验,我们发现热是怎样传递的 哪些现象或数据能够支持我们的观点
生:我发现热在铜棒中是从离酒精灯近的地方逐步传向离酒精灯远的地方。
师:你们是怎么知道的
生:离酒精灯近的蜡环最先掉下来,然后是中间的掉,最远的那个最后掉。
师:看来蜡环掉落是有一定次序的,这个次序和热在铜棒内的传递有什么关系
生:酒精灯把热传给了铜棒,铜棒又把热传给了蜡环,热在铜棒内继续传递,后面的蜡环遇热熔化再掉落。 热传递的方向和蜡环掉落的次序是一致的。
师:还有要分享的吗
生:我们还发现最后一个蜡环掉得特别晚,第一个蜡环很快就掉了。
师:这说明什么
生:热传递的速度不同,离火越近的传递速度越快。
师:离火越近,它的温度越怎样 哪一组使用的是温度计 给大家汇报一下你们的发现。
生:离火越近,升温越快,温度越高,这是我们的温度记录,大家看,这里的温度最高;离火越远的,一分钟内温度的变化越慢。 而且我们还发现,我们把酒精灯熄灭之后,温度还在升高。
师:那可能是什么原因呢
生:热还在传递。 前面的温度还没降下来,还是比这里(离酒精灯远的一侧)的温度高。
师:那谁能总结一下,热是从哪里传向哪里
生:热从热的地方传向冷的地方。
师:还可以怎么说 我们表示冷热程度时可以用哪个科学词汇
生:温度,热从温度高的地方传向温度低的地方。
师:通常热从温度高的物体传向温度低的物体,或者从物体的温度高的部分传向温度低的部分。 传递热的方式有很多,比如我们今天主要研究的就是固体中的主要传热方式———热传导。 后面我们还会学习热的其他传递方式。
【教学反思】
由于前期对问题转化的指导花了较多的时间,后面给实验方案的设计、数据的采集以及班级交流和讨论的时间不是很充分。 学生更关注自己组的实验数据,对他人观点的关注度不够,组间交流效果不佳。 另外,学生更多地局限于师生交流,因此在分析数据和现象时没有思考、采纳别人的观点和论据,比如借用第一组的蜡环掉落的现象来解释第二组的观点,或者用第二组的数据来补充说明第一组的观点,而且在利用自己的数据对别人的观点进行
评价或补充方面也有所欠缺。
【总结点评】
集体论证的重要目的就是以论证促认知,在从证据到解释的过程中形成共识,强调论证的严密性和逻辑性。 虽然学生们在热传递实验数据的收集分析和推理过程中发现了一些规律,能够解释相关的问题或现象,但是一种材料、一种形状的研究对象还不具有普遍性,完成热传递概念的建构或修正还需要对多种材料、多种形状的物体进行研究,这也是本课采用分组实验的目的所在,也是进行组间交流的意义所在。 在这方面教师有意识地进行了一些引导,值得提倡,但受限于课堂容量,组间交流用时不足,效果欠佳,有待进一步改进。 另外还可以通过“热在其他物体中是怎样传递的” “你现在是怎么想的,和原来想的一样吗” 等问题,引导学生进一步研究和思考,让他们认识到自己原有认知的不足,学习科学家的思维方式,进而完善科学概念,理解科学本质。
2 热的传递方式
【教学分析】
本课继续沿用冰淇淋融化的问题情境,从太阳下的冰淇淋融化得更快这一现象,引发学生对“太阳是如何把热传递到地球上的”这一问题的兴趣,培养问题意识,激发研究兴趣。 接着利用灯泡发热体验热传递的感受,体会热辐射的传热特征,初步认识太阳把热传递到地球表面的方式。活动二通过引导学生回顾烧开水的经历,设计实验借助茶叶观察加热过程中水的流动方向,初步建立对流的概念。 在有关“热对流”的探究中,学生将再一次体会借助合适的材料来证明猜想,观察不容易观察到的现象。最后以任务发布的形式,引导学生进一步探究影响热传递快慢的因素,鼓励学生用学到的科学知识来解决实际问题———制作更保温的冷藏箱,体会“工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动”。
【教学目标】
(1)在亲身体验和教师讲解中,理解热辐射是热从热源直接散发出去的传热方式,它可以不借助任何物质传递热。
(2)小组合作完成实验,观察水受热流动的现象,认识热对流的特点,知道热在液体和气体中的主要传递方式是热对流。
【教学准备】
演示实验:100W 的白炽灯泡、220V 的交流电源。
分组实验:温度计、酒精灯、烧杯、陶土网、三脚架、茶叶、木屑等。
【教学过程】
(1)回顾旧知,提出问题。
师:回忆上节课我们所学的知识,谁能来解释下冰淇淋融化的原因。
生:冰淇淋融化是因为热传递。
师:热从哪里来
生:太阳传递给冰淇淋的。 所以太阳下的冰淇淋融化得更快。
(2)体验热辐射。
师:太阳的热是怎样传递过来的 这节课就让我们一起探究热的传递方式。 (板书:热的传递方式)
师:让我们先通过一个小活动来体验一下吧。 应该有部分同学体验过,这是一个100W的白炽灯泡,现在我们给它通上电(给白炽灯通电),两分钟后,老师邀请一部分同学,像这样把手慢慢靠近灯泡(老师示范),停在离灯泡大约 10cm 的地方,体会手的感觉。大家明白了吗
师:体验的时候,有没有什么要特别注意的
生:手不能离灯泡太近,可能会烫着。
师:对,实验安全是进行科学观察的前提。 请同学们观看温馨提示。 (课件出示)
(学生观看安全提示,等待通电完成)
师:老师请第 2 小组的同学来前面近距离体验,注意手不要离得太近,眼睛也不要长时间看灯泡,脚下的电线也要注意。
(学生体验)
师:请这组同学给大家说说他们的感觉吧。
生:手能感觉到热,离得越近手感觉越热。
师:其他同学的感觉呢
生:我也是这种感觉,一开始我没感觉到热,后来老师提醒我可以离得更近一点,我才感觉到热。
师:看来大家的感觉都一样,有什么想知道的问题吗
师:老师有一个问题,像这样灯泡传热的方式和我们拿着热水杯暖手的传热方式一样吗 如果不一样,哪里不同
生:拿着热水杯暖手时,我们的手是直接接触热水杯的,刚才我们的手并没有直接接触灯泡。
师:大家同意他的发现吗 灯泡并没有接触到手,它的热是怎样传递给手的呢 请同学们齐读教材第 7 页的“资料卡”。
(学生阅读)
师:灯泡的热是怎样传递给手的呢
生:通过热辐射的方式,直接传递给手。
师:热辐射有什么特点 生活中有哪些现象是热辐射
生:热辐射是热从热源直接散发出去的,它可以不借助任何物质。 像太阳给地球传递热的方式就是热辐射。
师:理解得非常正确。 还有哪些现象是热辐射
生:火,人站在火边烤火,也是热辐射。
师:通常所有物体都会向外辐射热量。 这种热从热源直接散发出去的传热方式就叫热辐射。 (板书:热辐射)
(3)设计实验,观察热在水中的传递。
师:同学们在家中烧过开水吗 热在水中是怎样传递的呢
师:请大家结合材料超市中的材料,在小组里先讨论一下,水是怎么变热的 怎么证明我们的假设 然后把你们的猜想和实验方案填写在《学生活动手册》第 3 页“热在水中的传递实验记录表”中。
(学生分组讨论)
师:谁来说一说,你们认为水是怎么变热的 又计划如何进行实验
生:我们认为,烧水时,火先使烧杯变热,然后贴近杯子底的水再热,然后再是上面的水变热。
师:你们准备怎么证明呢
生:我们打算使用温度计,一个放在杯底,一个放在上面,看看哪个温度先发生变化。
师:看来是借鉴了上一节课的经验,挺好。 其他同学认为这个方案还有没有需要完善或修改的地方
生:温度计应该同时放入、同时观察,并且我觉得不能挨着杯底,不然测量的可能是杯子的温度,最好是稍微向上一点。
师:你们觉得有道理吗
生:这个想法好,待会儿实验的时候我们就把温度计稍微往上放一点。
师:老师建议你们可以把一支温度计放在底部靠近边缘的地方,另外一支放在中间靠上的部位。 其他小组还有要修改的或者还有其他方案吗
生:我们打算通过观察木屑在水中的变化现象来推测热在水中的传递过程。
师:能不能具体解释下 怎么想到要用木屑 木屑的作用是什么
师:想一想烧开水的经历,水在加热的过程中会怎样
生:一开始会冒小气泡,然后是中间来回翻滚的大气泡。
师:我是不是可以理解为水在加热过程中会流动 如果是这样,那么木屑会怎样变化
生:水会带动木屑一起运动,我们就能根据木屑的运动方向判断水的运动方向。
师:真棒! 水是无色透明的,不容易判断它的流动方向,但是我们可以借助其他物质让它的流动看得见。 到这里,我看同学们都迫不及待了,老规矩,实验前先看要求,谁来给大家读一读。
(课件出示实验要求:不要动烧杯,以免烫手;使用温度计前先检查再固定位置观察;正确使用酒精灯;可以用示意图的方式简要描述热在水中的传递过程)
(学生分组实验,观察哪个地方的水先热)
(4)汇报交流。
师:哪个组来描述热在水中的传递过程
生 1:水在加热过程中,水里的茶叶不停地上升、下降、再上升、再下降,持续循环。(板书:上下循环、相对流动)
生 2:我们发现,中间的先热,温度先上升,边缘后热,不是我们原来认为的离烧杯壁近的水先热。
师:这说明了什么
生:这说明水在加热过程中,中间先热,四周后热。
师:中间的水热起来之后呢 向哪流动
生:中间的水热起来之后向上升,上面的水从四周向下降,这样上下不停地循环流动。
师:这就是我们这节课研究的热传递的另外一种方式———热对流。 (板书:热对流)热在水中就是通过上下循环、相对流动的方式传递的。 下面的水受热后上升,上面比较冷的水下降,下降的水受热后又上升,这样通过冷水和热水的相对流动,整杯水就变热了。 不但是水,还有空气也是主要用热对流的方式来传递热的。 请同学们认真阅读教材第 8 页的“资料卡”和下面的结论部分。
(5)小结提升。
师:说一说,通过阅读你都知道了什么
生 1:我知道热以不同的方式传递,热传递的方式有热传导、热对流、热辐射。
生 2:我知道相互接触传递热的方式是热传导,可以不通过任何物质传递热的方式是热辐射。
生 3:液体和气体内部传递热的方式是热对流。
生 4:不管是哪种传递方式,都是从温度高的地方传向温度低的地方。
师:大家理解得都非常正确。 其实,生活中,很多时候这三种热传递方式并不是独立存在的,而是相互融合同时存在的。 这是我们房间的暖气片,冬天我们利用它取暖,想一想,这里有几种热传递方式
生:空气是对流传热,暖气片直接散发热量是热辐射。
师:有热传导吗
生:有,暖气片里的热水把热传给暖气片。
师:是的,这里面就有三种不同的传热方式。 这样的例子在生活中还有许多。 处处留心皆学问,生活中到处都是科学秘密。 还记得我们的冰淇淋冷藏箱吗 要想让冰淇淋融化得慢一些,就要想办法阻止热传递,想办法保温。 下一节课,我们将进一步探究影响热传递快慢的因素,为完成我们的制作任务打牢基础! 大家在课下的时候可以先想一想冷藏箱的保温效果可能会跟哪些因素有关。
【教学反思】
本节课从学生体验入手,利用白炽灯帮助学生理解热辐射,激起学生的兴趣。 在研究液体对流时,利用材料超市中材料的提示,让学生自行探索液体热对流的规律。 学生在设计实验的过程中势必会遇到如何看见水的流动的问题。 在第一课中,学生就已经在教师的指导下知道如何借助材料观察一些不容易看到的现象,所以学生完全可以根据自己的“兴趣”,结合所学设计出实验方案。 这正是培养学生实验能力的良好契机,放手让学生独立探究,增加
学生之间交流的途径,相互启发。
【总结点评】
科学教学如何帮助学生建构新的科学概念,本节课是一个很好的载体。 本课的学习活动从体验开始,建构第一个概念———热辐射,再到实验中探究,分析处理信息,建构第二个概念———热对流,最后再完整地回顾感知,期间教师不回避讲解,并没有让学生一味地自主探究。 教师在整个活动过程层层递进,有逻辑有层次,最终让学生建构起完整的热传递概念,达成学习目标。 但无论是热对流、热辐射,抑或是热传导,都是不容易直接观察的现象。 因
此,在学习的各个阶段,都应当充分利用合适的方式、合适的材料来帮助学生展现自己的思考过程,帮助学生梳理分析加热过程中的变化。 本节课中图示方法的使用有痕迹但没有凸显出来,在展现思考过程和处理信息方面,还有待进一步完善。
3 材料与保温
【教学分析】
本节课是在学生了解热传递的不同方式、掌握一定的实验设计与分析能力的基础上,为进一步认识热传递现象,解决“制作冰淇淋冷藏箱”可能出现的科学问题而设计的。 本课从制作锅的材料以及冰糕箱上盖棉被现象入手,引导学生尝试从事物的功能角度提出研究问题,掌握将自己的疑问转化为可探究的科学问题的方法,再利用对比实验,研究不同材料对热传递快慢的影响,在传热速度的对比中形成“不同材料的导热性是不同的,有的物体导热性好,是热的良导体,有的物体导热性不好,是热的不良导体”的共识。生活中,学生一般都知道金属的导热性较好,木头、塑料、玻璃等导热性能一般,比较容易区分热的良导体和不良导体。 但是,对于哪种常见材料的导热性最好或最差,还是比较模糊,必须通过实验进行探究。 通过本课的学习,学生将认识不同材料的导热性能是不同的,进而理解不同导热性能的材料有不同的用途,生活中我们需要根据不同需求选择不同导热性能的材料,不但可以建构更加完善的热传递概念,还有利于培养学生提出问题、设计实验方案、处理信息得出结论的能力。
【教学目标】
(1)能从材料的功能角度提出可探究的科学问题。
(2)小组合作,会利用不同方式设计实验探究不同材料的导热性。
(3)能结合实验现象区别热的良导体和热的不良导体。
【教学准备】
酒精灯、蜡环或火柴、白凡士林或冻黄油、大小和形状相同而材质不同的勺子、粗细相同而材质不同的长条棒(如玻璃棒、塑料棒、木棒、铁棒、铜棒等)、热水、冰块、棉被、烧杯、温度计等。
【教学过程】
(1)提出问题,技能训练。
师:(出示不同样式锅的图片)民以食为天,锅是我们经常要使用的厨房器具。 请同学们认真比较,找出这些锅相同的地方,并思考这样设计的意图,可以重点从制作材料和它的功能的关系角度进行比较。
生 1:锅身都是用金属做的,把手应该都是塑料。
生 2:有的锅锅身是用玻璃做的。
生 3:锅身都是用导热性比较好的材料做的,把手都是用导热性较差的材料做的。
师:看来你对“导热性”进行过深入了解。 同学们能不能从我们的发现中提取出一些可以探究的问题呢
生:哪些材料导热性好 哪些材料导热性不好
师:谁能把他的这个问题再补充得更具体一些 最好能从问题中看出你的解决方案。
生:同时加热不同材料的物体,哪些物体升温快 哪些物体升温慢
师:我听出来你想用加热的方法来研究了,给你点赞。 大家还想研究哪些问题
生:相同时间内,同时加热铜棒和铁棒,哪个物体升温更快
师:他的这个问题提得怎样 谁来评价一下。
生:这个问题更具体,说出了具体的实验材料。
师:是的,他非常棒,你也很棒,准确地看出了他的优点。 (出示裹棉被的冰糕箱图片)你能根据这幅图,像他一样提出一个具体的可探究的问题吗
生:相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋融化得慢吗
师:真好,我的眼前已经有实验的画面感了。 这个问题可以改成用温度计来研究吗
生:可以。 相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗
(2)选择问题,设计实验。
师:刚才大家提出了一些我们认为可以研究的问题,现在你最想研究哪一个呢 选择一个问题,再设计一个实验方案吧。 材料超市中有很多器材,请认真分析这些实验器材,思考如何利用它们来解决问题。 设计实验时,请同学们重点思考:
如何保证实验的科学性或者说公平性;
实验时我们应该观察哪些内容 如何记录
③安全上我们还应该注意什么
(学生分小组选择研究问题并讨论自己的实验方案,完成《学生活动手册》第 4 页的“活动记录”)
师:谁来说一说,你们选择了哪个问题 你们的猜想是什么 又是如何计划进行实验的
生:我们选择了的问题是,相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快 我们认为,铜棒最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒还不知道。
师:你们准备怎么进行实验呢
生:我们先分别把这些不同材料的长条棒插到这个加热块上面,组装好,给每根长条棒上套上四个蜡环,然后用酒精灯加热这个加热块,观察这四根长条棒上蜡环的掉落顺序。
师:其他组的同学认为这个方案可行不可行 还有没有需要完善的地方
生:木棒烧着了怎么办
生:没有直接加热这些材料,应该不会。 不过,我们也可以在离酒精灯较近的那一端,裹上锡纸,以防万一。
生:那应该给四根长条棒上都裹上相同长度的锡纸。
师:给你们鼓掌! 还有没有要补充的
师:有选择其他问题的吗
生:我们选择的问题是,相同时间内,裹上棉被的冰淇淋比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗 我们认为,裹上棉被的冰淇淋温度上升得慢。 我们打算用冰块代替冰淇淋,把冰块分成同样多的两部分,一部分直接放在烧杯里,一部分放在烧杯里,外面再裹上一层厚厚的棉被,再把两支温度计分别插到冰块里,观察冰块的温度变化。
师:其他组对这个方案发表下看法
生:都裹上棉被了,还怎么放入温度计 建议先把温度计放进去,再裹上棉被。
师:直接在棉被上扎个洞可以吗
师:对观察时间有要求吗 怎么记录温度变化呢
生:每隔两分钟观测一次温度并记录下来。
师:刚才每个组都对我们自己的方案进行了精心设计,也根据大家的建议进行了修改。实验前,老师再送给大家几句话,实验时注意安全、分工合作、做好记录,能做到吗
生:能!
(学生分组实验,教师巡视指导)
(3)搜集证据,得出结论。
师:不同材料对热传递的快慢有哪些影响 哪个小组先来汇报一下你们的发现 汇报时,可以参考这样的句式:我们研究的是_______实验。 开始时,我们先观察到__________ ;接着________;一段时间后_______;最后_______。 我们的结论是___________________ 。
生:我们研究的问题是“相同时间内,同时加热铜棒、铁棒、木棒和塑料棒,哪个物体升温最快 ”加热后,铜棒上的第一个蜡环最先掉下来,等铜棒上的第二个蜡环掉下来后,铁棒掉落了第一个蜡环,接着是铜棒上的第三个和第四个蜡环先后掉下来,然后是铁棒上的第二个、第三个和第四个蜡环,这时塑料棒上的第一个蜡环才掉下来。 到时间截止,木棒上的蜡环一个都没有掉。 我们的结论是铜棒上的热传递最快,其次是铁棒,然后是塑料棒,木棒上的热传递最慢。
师:有相同实验的小组吗 你们的发现和这个组的是否相同
生:我们塑料棒和木棒上的蜡环都没掉。
师:那你们的结论是什么
生:铜棒上的热传递最快,然后是铁棒,木棒和塑料棒上的热传递都很慢。
师:表扬这两个组,他们都能基于自己的实验现象作出正确的判断。 还有哪个组来汇报
生:我们研究的问题是“相同时间内,裹上棉被的冰淇淋(冰块)比不裹棉被的相同冰淇淋温度上升得慢吗 ” 第一次测量时裹棉被与不裹棉被冰块的温度分别是 - 15. 8℃ 和-14. 9℃ ,两分钟后,裹着棉布的冰块温度变化不大,-15. 5℃ ,但不裹棉布的冰块已经温度上升到-5. 6℃ 。 我们的结论是裹上棉被的冰块温度上升得慢。
师:结合不同的实验数据,思考材料对热传递的快慢有影响吗
生:有,不同材料传递热的快慢不同。
师:大家同意吗
师:我们可以用导热性、导热系数来描述不同材料的热传递快慢。 导热性好的材料,相同时间内传递热的速度就快;相反,导热性不好的材料,相同时间内传递热的速度就慢。 不同材料的导热性是不同的。 金属材料的传热较快,叫作热的良导体;塑料、木头等材料传热较慢,叫作热的不良导体。
师:之所以裹着棉被的冰块融化得慢,是因为棉被里有许多不流通的空气,而空气是热的不良导体,所以裹着棉被的冰块温度上升慢。
(4)首尾呼应,学以致用。
师:想一想,回顾课前我们观察的图片,举例说明热的良导体和不良导体通常分别应用于哪些场合
生 1:锅身主要用的是热的良导体,需要尽快地传递热;把手需要用热的不良导体,传递快了容易烫手。
生 2:盛饭的碗应该用热的不良导体。
师:热的良导体适用于需要更快地加热和散热的场合,而热的不良导体适用于需要更好地保温的场合。 生活中,我们应该依据不同的需求选择导热性不同的材料。 想一想,我们的冰淇淋冷藏箱需要什么样的材料,上网搜索一下常见材料的导热系数,试着为自己的冷藏箱选择一些成本较低、保温效果又好的材料。
【教学反思】
本课充分体现了实验材料和方法的多样性,让学生自由选择实验材料自行设计实验,学会用对比实验的方法来研究哪种材料传热快,哪种材料传热慢,交流时再请其他小组的同学评价“他们的方案是否科学 还可以怎样完善 ”学生通过共同交流,互相补充,制订出切实可行的实验方案,充分体现了学生的主体地位。 但本节课有一些小组的参与度不够,尤其在交流论证环节,在小组合作学习上,还需进一步引导。
【总结点评】
科学课实验的比重大,干扰因素多,再加上学生年龄特点的影响,实验时往往会出现“热闹非凡”的现象。 本课采取先设计再指导的实验指导策略,学生与学生之间、组与组之间通过相互质疑、相互建议来改进和完善实验,教师再给予适当的指导,取得了较好的实验效果。略显遗憾的是,实验后迁移应用环节处理得较为仓促,可以再让学生联系冷藏箱的具体制作任务,谈一谈如何选材,真正起到学以致用的效果,提升学生的科学素养。
4 结构与保温
【教学分析】
借助对双层玻璃窗结构的观察,引导学生从事物结构的角度提出可探究的问题,同时巩固可探究问题转化的方法。 通过研究单层、双层结构对热传递的影响,发现结构是影响热传递速度的重要因素之一,达成课标要求。 利用资料卡呼应问题情境,解释玻璃窗设计成双层结构的原因。 阅读“保温瓶的原理”体会复杂的科学世界,产品设计时应同时考虑多种因素影响。“迁移应用”环节再次提醒学生关注制作任务,利用所学知识,思考冰淇淋冷藏箱的结构设计。
【教学目标】
(1)能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。
(2)能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响，在对温度变化的分析中，知道双层结构可以减缓热传递的速度。
(3)能用自己的话解释保温瓶的保温原理。
【教学准备】
透明塑料瓶(1 大 2 小)、剪刀、胶带、橡皮泥、温水、温度计(2 支)、计时器。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:(出示双层玻璃窗的细节图)仔细观察这个玻璃窗的设计,想一想为什么要这样设计 你还可以提出哪些问题 生:这个玻璃窗有两层,是双层玻璃窗。
师:为什么要这样设计 这样设计有什么好处
生:隔音、隔热。
师:和谁相比呢
生:双层玻璃比单层玻璃更隔音、隔热。
师:你能利用我们学到的方法,把这个猜想转化成可以用实验来研究的科学问题吗
生:相同时间内,双层玻璃和单层玻璃哪一个隔热效果更好
师:你强调了“相同时间”,这是很重要的一个方面,很好。 直接用玻璃来做实验,目前应该有难度。 同学们想一想,双层玻璃比单层玻璃隔热更好,造成这种差别的关键因素在于玻璃本身还是它们的结构
生:结构。
师:(板书课题:结构与保温)所以我们的问题可以修改成什么
生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构,哪一个隔热效果更好
师:隔热效果怎么评价 谁能把这个问题的评价标准具体一些
生:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面的冰块融化速度更慢
师:他的这个问题提得怎样 谁来评价一下。
生:很好,用冰块的融化判断哪个隔热好。
师:这个问题还可以修改吗
生 1:相同时间内,相同材料制作的单层结构和双层结构的容器,哪一个里面温水的温度变化慢
生 2:相同时间内,单层结构塑料瓶和双层结构塑料瓶中的温水,哪一个温度变化慢
师:我们的问题越来越便于研究了。 那是不是真的和大家所想的一样,双层结构的容器保温效果更好呢 我们接下来就通过实验来验证。
(2)实验。
师:我们的材料超市里已经为大家准备好了一个单层的塑料瓶和一个双层结构的塑料瓶。 请同学们思考,除了这两个不同结构的塑料瓶之外,我们还需要哪些器材 如何才能知道不同结构对热传递的影响 可以四人小组先讨论讨论。
(学生分组讨论实验方案,教师巡视指导。)
师:哪组先来分享一下你们的实验方案,重点讲清楚收集哪些数据,怎么收集
生:我们组打算在两个结构内倒入同样多的温水,再每隔 2 分钟用温度计测量两个瓶内温水的温度变化。
师:你们组想收集温度变化的数据,每隔 2 分钟收集一次。 其他同学认为这个组把他们的实验方案讲清楚没 大家还有没有什么疑问
生:还应该测量两个瓶内温水的初始温度数据。
师:为什么要测量两个瓶内温水的初始温度
生:有可能两个温度不一样,这样会影响实验的科学性。
师:考虑得非常严谨,这种控制变量实验,就是要尽可能地控制可能会变化的量。 关于这个实验,还有需要补充的吗
师:好,大家可以开始实验了,不过我这里还有几点提示。 (出示观察建议)
①每隔 2 分钟,同时观察两个结构的塑料瓶内水的温度,计时员负责提醒。
②把收集到的温度数据记录在《学生活动手册》第 5 页。
③思考这些数据说明了什么。
(学生分组实验,教师巡视指导)
(3)处理信息。
师:怎样使实验得到的数据变得有用 首先要对这些数据信息进行处理。 统计图就是一种非常有用的数据处理方式(出示复式折线统计图)。 今天我们就要用这种复式折线统计图来处理数据,大家知道它是怎么绘制出来的吗 请同学们先来观看一段微课。 注意它的绘制步骤。 (播放视频)
师:大家看明白了吗 谁来说一说,复式折线统计图的绘制步骤。
生:一共有 4 步:先画一条横轴和纵轴;第二步,在横轴和纵轴上标上名称和单位;第三步,在两轴上相等距离画出刻度;第四步,交叉描点画线,和一条的折线图的画法是一样的。
师:说得非常正确,再提醒一点,我们在分刻度的时候要包括范围内的全部实验数据。大家学会了吗 如果没问题,请同学们练习使用这种方式,处理刚才在实验中收集的温度数据。
(学生独立绘制复式折线统计图,教师个别指导)
师:比较我们收集到的温度变化数据,哪种结构内的水温下降得慢
生:双层结构。 一开始起始温度是一样的,到 2 分钟时,单层的温度就比双层低了,4 分钟更低,一直到实验结束时,两组温度还是单层的低,双层的高。
师:其他小组的温度变化趋势和刚才这个小组一样吗
生 1:一样。
生 2:双层结构内水的温度变化趋势比较平缓,温度变化幅度小,单层结构的温度变化幅度大。
师:想一想,玻璃窗设计成双层结构有什么好处
生:设计成双层结构温度变化幅度小,更保温。
师:玻璃窗设计成双层结构,冬天室外较冷时,可以阻止室内的热向室外传递;夏天室外较热时,可以阻止室外的热向室内传递。 这主要是因为单层玻璃窗的内外温差较大,玻璃内外的空气都可以对流,热传递速度也快。 而双层玻璃内外温差相对减小,加上中间夹层静止的空气是热的不良导体,所以双层结构的玻璃窗就比较保温了。
(4)阅读。
师:了解了双层玻璃窗的保温原理,你能推测保温瓶的保温原理吗 (出示保温瓶)请同学们打开课本第 12 页,阅读“保温瓶的原理”。
(学生自主阅读)
师:谁来说说保温瓶是如何保温的
生 1:瓶口的木塞是热的不良导体,双层结构又减少了热传导和热对流,里面的镀层又阻止了热辐射。
生 2:保温瓶采用了多种方式来尽可能地降低热传递的速度。
(5)迁移应用。
师:生活中通常多种热传递方式同时存在,保温就是尽可能减缓热传导、热对流、热辐射的速度。 冰淇淋冷藏箱的保温效果与哪些因素有关 和冷藏箱外箱体的颜色有关吗 我们还可以研究哪些问题 同学们可以在课下自由组成研究小组,继续开展研究,为我们制作保温效果更好的冰淇淋冷藏箱做准备。
【教学反思】
本课借助对玻璃窗的观察,将学生的关注点聚焦到事物的结构角度,进一步锻炼学生提问题的能力。 结合学情,课前完成双层结构塑料瓶的制作,有效地节省了课堂时间。 同时借助学生实验前的猜想和假设,把握课堂教学的目标和核心,把时间留在对温度数据的处理和变化的分析上,取得了较好的教学效果。
【总结点评】
学生做完实验后,收获的不仅仅是实验结果本身,还有反思设计方案的能力、记录分析数据的能力是否提高等。 本节课,教师有意识地培养学生用复式折线图处理信息,将两组数据放在一起比较,更加直观地认识到不同的结构对热传递快慢的影响,双层结构可以减缓热传递的速度,解决制作冷藏箱的结构难题。 同时,引导学生用自己的话解释保温瓶的原理,用学到的知识解释生活现象,充分体现了科学来源于生活又回归生活。
5 制作冷藏箱
【教学分析】
学生根据已有知识合作制作冰淇淋冷藏箱,在材料的选择和加工中、在结构的设计和完善中,经历完整的产品设计和制作流程,进一步了解了材料性能,完善对热传递现象的认识和理解。 冷藏效果比赛既是对产品的检验,也是对制订合理而又全面的评价标准的提升和训练。 反思环节应重点关注学生意识培养,制作出产品不是重点,进一步完善产品才是工程技术发展的核心。
【教学目标】
(1)能根据热传递的原理画出冰淇淋冷藏箱的设计图,同时对自己或他人设计的想法、草图、模型等提出合理的改进建议。
(2)能依据设计图选择合适的材料进行加工,完成冰淇淋冷藏箱的制作任务。
(3)能制订合理公平的产品评价标准,从多个角度评估分析冰淇淋冷藏箱,并能结合评估结果,提出下一步的改进建议。
【教学准备】
泡沫塑料、PVC 板、三合板、纸板、密封条、尼龙搭扣、胶带纸、海绵、锡纸、布、棉、剪刀、塑料盒、保鲜膜、冰块、温度计、热熔胶;简易的电热切割机、热熔胶枪、电钻等切割工具或黏合工具。
【教学过程】
(1)设计。
师:今天我们的任务是制作一个冰淇淋冷藏箱。 怎样设计、制作冰淇淋冷藏箱 请同学们分组讨论设计,记得充分发挥你们的想象,大胆设计。
(学生分组讨论,教师巡视并参与讨论)
师:大家设计好了吗 哪组先来分享一下。
生:我们准备用塑料盒子做内胆,再给里面贴一层锡纸。
师:为什么要贴锡纸
生:贴了锡纸可以减慢热辐射。
师:思考一下,塑料盒贴了锡纸后,里面的热是不是就不能散发出去了 想一想,夏天的简易外卖箱里面也有锡纸,里面的冰块会不会融化
生:会。
师:要减慢外面的热向内传递,还有什么办法
生 1:多裹几层。
生 2:我们想用木板制作个箱子,里面先贴一层锡纸,再用泡沫和布把里面的空间填实。
师:这个方法好不好 用泡沫塑料和布是为什么
生 1:防止热对流。
生 2:减慢热传导。
师:对。 泡沫和布都是热的不良导体,用它们既可以防止热对流,又可以减慢热传导。但如果把里面的空间都填实,用起来方便吗 还有别的办法吗
生:……
(2)制作。
师:刚才同学们设计了各种各样的冰淇淋冷藏箱。 接下来我们就进入制作环节,请各组拿出提前准备好的材料,依据你们的设计图,选择合适的材料开始制作。
(出示制作要求:①小组内分工合作;②使用切割工具时注意安全;③要注意卫生,及时整理材料)
(学生分组制作,教师巡回指导,关注学生是否需要协助)
(3)评价。
师:同学们选择的材料各不相同,制作方法也不完全一样,有的小组做完了,有的还在努力。 (展示做好的一个产品)请这个组的同学给大家介绍一下,他们是怎样制作的。
生:我们用了一个简易的速冻饺子袋,它里面本来就有一层像锡纸一样的东西,我们又用热熔胶粘了一圈的泡沫塑料,粘之前,每块泡沫塑料的内层我们又用锡纸裹了一圈,最后拉上拉链,就做好了。
师:老师这里也有一个自己制作的冷藏箱。 这两个冰藏箱的冷藏效果如何呢 我们来现场比一比。 比赛之前,我先请同学思考一个问题,如何使比赛更公平 需要考虑哪些因素
生:放入同样的冰块,放在同样的位置。
师:怎么知道谁获胜了呢 观察什么
生:观察冰块是否融化。
师:可以,如果冰块都融化了呢
生:哪个融化得慢、融化得少,哪个获胜。
师:对观察时间需要不需要规定
生:每隔 5 分钟一次,观察冰块融化情况。
师:除观察冰块融化状态之外,我们也可以在两个冷藏箱中各放入一支温度计,通过测量初始温度和一段时间后箱内温度的变化判断保温效果。 现在老师请这个小组派两个同学来按照我们的设想,把冰块放进去测试冷藏箱的保温效果。 这段时间其他小组没做完的也可以接着做,这个组的同学负责观察和记录。
师:(5分钟后)现在揭晓比赛结果。 请刚才参加效果测试的这组同学来分享一下他们的发现。
生:我们组的冰块融化的水大概有 15mL,老师的这个融化了 20mL。 所以我们的冷藏效果应该好一些。
师:青出于蓝而胜于蓝。 那你们能不能讲讲你们在盒子里都塞了什么
生:中间塞了棉花。
师:还可以塞别的材料吗
生:泡沫塑料。
师:这些材料有什么共同特点
生:它们都是热的不良导体。
师:我们一起来回顾一下,在制作的过程中,我们都使用了哪些有关热传递和保温技术的知识。
生 1:贴锡纸可以减少热辐射。
生 2:缝隙塞棉花、泡沫塑料。 它们是热的不良导体,可以减慢热的传导。
生 3:做成双层的,可以减慢热对流和热传导。
师:对。 我们设计、制作的简易冷藏箱减慢了热的三种传递方式,所以一定能保温。它还能用来做什么呢
生:送外卖,饭不凉。
师:你平时观察得真仔细。 这些措施,既能减慢热从外向内传递,同时也能减慢热从内向外传递。
(4)反思。
材料不同、制作方法不同,保温效果也不一样。 想一想我们还能怎么改进我们的冷藏箱 什么样的冷藏箱是最好的 请同学们结合其他组的作品,课下继续完善我们的冷藏箱。
【教学反思】
本课希望引导学生按照“像工程师工作般地学习”的方式,采用明确任务、设计、制作、测试修改的流程,能够通过实际设计、制作形成作品,在保温效果大比拼中体会成功的乐趣。在保温效果比赛环节,可以增加一个冰块在室温下的自然变化实验,三组实验进行比较,相信学生能更好地体会到只要想办法减缓热传递的速度,就一定可以保温。
【总结点评】
《制作冷藏箱》作为本单元的最后一节课,承担着考查学生科学知识的综合运用以及动手制作能力的评价任务。 实际授课时,教师始终把握该类型课例的关键,明确制作关键———减缓或阻隔热传递的途径,明确评价标准———保温(实用)、方便、美观。 在教师的指导下,学生在设计制作过程中自主参与、主动发展。 同时技术设计、产品评估、反思改进也是非常重要的教学内容,建议教师针对学生制作的冷藏箱,组织学生设计细化的评价量规,并进行自我评价和小组互评,为学生后续产品的完善奠定基础。 同时还要针对学生的参与态度、学习方法进行评价,鼓励学生积极主动参与。
第二单元 人体司令部
1 感官、大脑与认知
【教学分析】
本课教学主要目的是认识人体感知的过程。 在现实生活中人们对许多物体的认知都是一个综合感知的过程,例如提到苹果,大家会反映出苹果的形状、颜色,摸起来的硬度、光滑度,闻起来的气味儿,吃起来的口感等。 这是人综合了各种感官的认识形成的对苹果的认知。 教学时,从辨别真花、假花的观察活动切入,是为了把各种感官的认知进行梳理并有效地综合起来,以便做出判断。 教师准备的教学材料要典型一些,真花和假花不能仅凭眼睛就能确定,必须要加入更多感官的观察才行。 如果有其他合适的对比材料,也可以代替真花和假花用于教学。
提出问题是本单元探究能力的重要训练要素,教师要引导学生在观察活动的基础上,从事物的不同特征与人的各种感觉及感觉的关系,从单一感官与综合认知之间的区分和联系等角度提出可探究的科学问题。 要对学生提出的问题进行有效的梳理、合并与筛选,可以全班研究一个问题,也可以各小组分别研究一个问题,但必须是通过调查等形式能够解决的问题。
搜集证据的过程可以不同形式呈现,比如提供一个虚拟网站资源,或者提供资料单,或者结合相应视频等形式。 尽量让学生活动起来,不是只看教科书的单一形式。 在对证据进行处理的过程中要注意引导学生进行概括,以形成教材第 17 页所显示的感知物体的模式图。 活动环节要考虑到强刺激对人的感官的伤害,可以一个典型事例为代表,发现强刺激会损害感官,人体会产生一定的反应来避免这种伤害。 其余事例可以讨论的方式进行。蒙眼识钱的游戏要注意准备新的纸币,这样的纸币既卫生盲文也突出。 时间较长的纸
币不容易感觉到盲文。 教师还可以用其他的材料进行代替,引领学生感受感官的重要性和互补性。
【教学目标】
(1)能在观察、辨别真花、假花的活动中,体会感官的单一功能不利于综合认识事物,并能够结合体会和疑惑提出可探究的科学问题。
(2)能在搜集证据的基础上,总结发现人对客观事物的认知过程。
(3)会举例说出人体对某些环境刺激的反应方式和作用。
(4)享受探究的乐趣,感悟人脑的神奇。
【教学准备】
(1)材料准备:真花、假花样本,眼罩,新的钱币、虚拟网站、视频或 PPT 课件资料等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)观察。
师:这束漂亮的花中有真花也有假花,你能判断出哪枝是真花,哪枝是假花吗
生 1:紫色的那枝是真花,它看起来颜色柔和,感觉花瓣柔软。玫红色的那枝是假花,它看起来颜色过于鲜艳了,感觉花瓣、叶子有些硬。
生 2:我需要摸一摸,一摸就知道哪个是真的、哪个是假的了。
生 3:我想闻一闻,真花是有香味儿的,假花是塑料味儿的。
师:大家认为仅凭眼睛一个感官的观察判断是不准确的,想充分利用眼、鼻、皮肤等多种感官去观察认识。 我们把这枝紫色的花称为“样本 1”,把这枝玫红色的花称为“样本 2”。大家分别进行多种感官的观察并记录在《学生活动手册》第 6 页的表格中。
(学生分组观察、记录)
(2)提出问题。
师:在识别真花、假花的过程中,思考你是怎样形成一个综合判断的。 你能够结合从感官到综合判断的过程,提出可探究的科学问题吗
生 1:是什么把不同感官的感觉综合起来的
生 2:人是怎么区分真花和假花的
生 3:是人的大脑形成的综合判断吗
……
师:大家提出的问题还是比较具体的。 有些问题是可以合并研究的,有些问题具有包含
关系。 请你先试着猜想问题答案,然后再围绕这个猜想收集证据。
(3)搜集证据。
师:我们可以参照教材第 17 页的相关资料,还有小贴士,边学习边讨论,看看是否能解决你提出的问题。
(学生分小组收集证据)
生 1:我们小组认为,人们区分真花、假花的过程是眼睛看到了花的形状、颜色,这个信号经过视神经传递给大脑;用手摸到了花瓣很滑、很软,花枝硬硬的,这个信号也经过神经传递给大脑;鼻子闻一闻,闻到了花的香气,这个信号也会传递给大脑;大脑会把收到的多种信号综合起来,判断哪枝是真花,哪枝是假花。
生 2:我们小组讨论发现,人是从多种感觉器官开始认识事物的。 首先形成各种感觉:视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉,各种感觉综合起来就是对事物的认识了。
生 3:我们认为,认识一种物体是需要综合各种感觉的,这样对物体的认识会比较全面。如果只有视觉,就不知道这个物体的气味、软硬等;如果只是触摸,就看不见整体轮廓,就像盲人摸象一样,只能摸到大象的一部分。
……
师:我们一起来梳理一下大家的看法。 认识一个物体的过程:首先这个物体会刺激到人的各种感官;然后感觉器官会把受到的刺激传递给相应的神经;各种神经最终把信号传递给大脑,大脑就认识这个物体了(边梳理边板书或板贴在黑板上)。
师:我们认识物体都要经过这样一个过程,从感官到神经,再到大脑,最后形成整体认知。
师:我们一起填写一下《学生活动手册》第 6 页的“活动记录”。 人对客观事物的认知是从感觉开始的。 各种感官受到物体的刺激后,会产生不同的感觉信号并通过神经传递给大脑,大脑对接收到的各种信号进行综合、判断,就形成了对事物的整体认知。
(4)活动。
师:我们知道了人是怎么认知事物的,这里有两种物体(出示有刺的仙人掌和柔软的毛巾),请你分别触摸一下,说说触摸前和触摸时你分别有哪些感受。
(学生分组活动并简单交流)
生 1:我在摸仙人掌之前就看到它有尖尖的刺,有些害怕;摸的时候就轻轻地摸仙人掌的尖刺,避免被刺伤。 我在摸毛巾之前心里就很舒服,很放心;摸的时候很放松,力度也是不用去控制的,摸起来很柔软,使劲儿也不怕。
生 2:我也是,摸仙人掌的时候都揪着心,要特别小心、轻轻地去碰,碰完马上就把手拿开了。 摸毛巾就很放心了。
生 3:我摸仙人掌的时候就用一个手指头轻轻碰一下,我知道仙人掌的刺扎手。 摸毛巾的时候就直接把毛巾抓在手里,毛巾柔软不会伤害手。
师:仙人掌的尖刺就预示着尖利、扎人,人体就会产生一定的反应来避免这种伤害。 用手轻轻地摸、小面积地碰触,触摸完后迅速挪开,这些都是人体为避免受到伤害做出的行为。
师:在日常生活中,光线、声音、气味等外界刺激是人体感知事物的前提条件。 但是过强的外界刺激也可能会损害感官,这时人体就会产生一定的反应来避免这种伤害。 下面大家分别说说你遇到强光、强噪声、刺激性气味、高温物体、冰冷物体的时候会产生什么样的反应
生 1:我有时看到刺眼的阳光,就会马上闭上眼睛,过一会儿再慢慢睁开。 然后就戴上遮阳帽或者墨镜,避免伤害眼睛。
生 2:当我听到巨大声音的时候,我会赶快捂住耳朵,可以把很强的声音隔离开。
生 3:我每次路过垃圾堆的时候,气味儿特别难闻,我就会暂时憋住气,迅速跑过去。
生 4:我认为人在特别热的环境里就出汗,在很冷的环境里就会起鸡皮疙瘩,这也是人的自我保护反应。
师:感官对人来说是十分重要的,我们要保护好自己的各种感官,避免因受到强刺激造成伤害。 但是如果人的某一个感官真的失去了功能又会怎样呢 我们来体验一下吧。
(5)游戏。
师:纸币是我们接触最多的流通货币,请大家仔细观察一下每张纸币的面值和大小。 两人小组一起活动,一人戴眼罩,另一人说出纸币面值,请戴眼罩的同学通过摸的方式把这一
面值的纸币挑出来。
(学生分小组活动)
师:大家在活动中有什么感受
生 1:我发现面值最大的 100 元和最小的 1 元是最容易摸出来的,其余的几个都差一点点,真的不容易区分。
生 2:我发现一个关键的地方,在纸币的右下角有盲文,通过记住盲文就可以摸出纸币的面值大小。
生 3:我发现新纸币的盲文摸起来很清晰,旧一点、软一点的就不容易摸出来了。
师:下面大家仔细辨认一下纸币上的盲文,摸一摸、记一记,然后我们再做一次这个游戏,看看大家的准确率会不会提升。
(学生再次进行蒙眼识钱游戏)
师:我们是先认识了纸币的样子,再去蒙上眼睛识别钱。 想象一下,如果一位天生失明的盲人,他的大脑中纸币会是什么样子呢
生 1:我想他的大脑中的纸币就是大小不同的纸片吧。
生 2:在纸片的不同位置还是有花纹的,可能他想象不出颜色。
师:一位盲人由于视觉器官的损失,就要靠其他感官去弥补,他的其他感官会比平常人更灵敏。 例如盲人的触觉更灵敏,学习使用盲文更便捷。 盲人的嗅觉也比一般人灵敏。 感觉器官对人体十分重要,我们一定要保护好自己的感觉器官,下节课我们将深入地学习“保护感官”。
【教学反思】
本课教学要从学生熟悉的认知过程中去逐步分析和抽取人们认知事物的步骤及过程,从而对感官、大脑和认知有一个连贯的认识过程,这就需要教师能够带领学生结合科学资料逐层分析一些司空见惯的生活现象,再从人们认识生活现象的广泛分析中综合相同的过程,形成一个完整的认知过程。
【总结点评】
在教学过程中,可以结合课堂上发生的很多事例来对真花、假花的事例进行补充认识。例如我们认识一个苹果,会调动各种感官进行综合认识,最后会对苹果的形、色、香、味都有所认识,一提到苹果的时候就会想到它的形状、颜色、气味、味道。 这样的事例还有很多,教师需要挖掘一些学生熟知的内容,这也是对生活经验“感知”的一次综合提升过程。
2 保护感官
【教学分析】
在教学刚开始的时候,学生对保护感官的方法措施也许能够说出一些,但是不一定能说明为什么要这样做。 这就需要明确感官出现问题的真正原因,然后才能有效地预防问题,科学合理地使用感官。 在学生的日常学习生活中,感官出现最多的问题就是眼睛近视。 我们就以近视为例,通过实验发现近视的主要病理是晶状体变厚了,晶状体的凸度是靠睫状肌牵引的。 长期不健康的用眼方式会导致睫状肌持续收缩痉挛,使晶状体变厚就形成了近视。这时再提到长期不健康的用眼方式有哪些,怎样减少这样的方式,做到科学用眼,学生的接受度和认可度就会大大提高。 通过这种方式,再进行其他感官的保护方法和措施的学习也会收到良好的效果。
【教学目标】
(1)能在实验、收集资料、表达交流的过程中,列举保护感官的方法。
(2)在体会感官重要性的基础上,会基于诸如近视与眼睛的结构、用眼习惯及其他生活习惯等因素之间的关系,提出如何保护眼睛等感官的可探究的科学问题,提升提出问题的能力。
(3)能结合近视成因来认识科学用眼,落实行动的科学基础。
【教学准备】
(1)材料准备:纸屏、蜡烛、3 倍放大镜、5 倍放大镜、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:上节课,我们知道了人对客观事物的认识是从感觉开始的。 大脑对事物的认知离不开眼、耳、鼻、舌、皮肤等各种感觉器官的共同作用。 缺少任何一种感官,我们对事物的认识都会是不全面的。 那么,怎样保护我们的各种感官呢
生 1:我觉得保护感官就要避免各种强烈的刺激。 比如眼睛不能看太阳,不能用手去摸特别热或特别冷的东西。 总的来说就是不要让感觉器官受伤。
生 2:保护感觉器官还要注意这些器官的卫生。 比如天天要洗脸洗澡,让它们每天都干干净净的。
生 3:还要不挑食,多吃有营养的食物。
……
师:大家提到的这些保护感官的方法很好。 但是还要注意,我们的感官沐浴在外界环境刺激的海洋中,随时随地都在接受着刺激并形成一系列的认知,有时在没有什么强刺激的时候感官也会受到一定程度的损害。 关于保护感官你还有想继续探究的问题吗
生 1:我想知道眼睛为什么会近视 怎样避免近视呢
生 2:我想知道保护感官的方法有哪些。
生 3:我想知道鼻炎是怎么回事。
……
师:比较一下同学们提出的这些问题,眼睛近视的问题在同学中是比较普遍的,我们先来研究解决这个问题吧。
(2)实验。
师:首先跟着老师回顾一下视觉的形成过程。 看这幅图:眼睛的主要结构有晶状体、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经等;物体反射的光线进入眼睛后在视网膜上形成影像并产生视觉信号,视觉信号通过视神经传递给大脑,我们就看到了物体。
师:我们可以通过模拟实验的方法来看到这个过程。
第一步,用纸屏模拟视网膜,用 3 倍放大镜模拟晶状体。 点燃蜡烛,蜡烛的火焰模拟外界的景物。 将它们依次竖直摆放在桌面上,并保持高度相同,且在一条直线上。
第二步,使放大镜与纸屏相距 15 厘米,移动蜡烛,直到纸屏上呈现蜡烛清晰的像,测量并记录蜡烛与放大镜之间的距离,记录在《学生活动手册》第 6 页。
(学生分组实验并进行汇报)
师:大家刚才的实验过程就是眼睛看清物体的过程。 我们记录下现在三个物体之间的距离关系,还要记录下像的状态。 这是正常的眼睛看物体时反映出来的状态。 下面我们接着进行实验,看看眼睛近视后会有什么变化。
第三步,把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜,保持位置不变。 看看纸屏上的像有什么变化。
第四步,适当调节蜡烛的位置,直到在纸屏上再次看到清晰的像,这时再次测量蜡烛与放大镜之间的距离并记录在《学生活动手册》第 6 页。
(学生分组实验并进行汇报)
生 1:当我把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜后,我们小组发现纸屏上蜡烛的像就不清晰了,变得模模糊糊的。 把蜡烛向放大镜靠近后,就又能看到清晰的像了。
生 2:我们小组把蜡烛向远处挪,纸屏上的像就更不清晰了;把蜡烛靠近放大镜一些就能看到清晰的像了。
师:这就是近视现象了。 当我们把 3 倍放大镜换成 5 倍放大镜时,放大镜的凸度变大了,也就是放大镜变厚了。 放大镜模拟的是晶状体,晶状体变厚就导致原本看得很清晰的物体看不清晰了。 想要看清楚就要把物体继续靠近眼睛,凑近了就又能看清楚了。 这就是近视的成因。
(3)搜集证据。
师:结合近视的成因,以及实验中观察到的现象,进一步收集与近视形成原因相关的资料。 我们可以参考教材第 20 页资料卡的内容。
(学生分小组收集资料)
生 1:我们发现晶状体的厚度是靠睫状肌调节的。 长期不健康地用眼会导致睫状肌一直保持紧张,不会放松了,就不能让晶状体变薄了,于是就形成了近视。
生 2:我们发现不健康的用眼方式是导致近视最主要的原因。 例如长时间看书、写字不休息,躺着看书,在行驶的车辆上看书,在光线不好的地方看书等,这些都是引发近视的原因。
生 3:我们发现营养不全面也会引发近视。 例如挑食、偏食会导致体内营养素的缺失,也比其他人更容易患上近视。
师:同学们从资料卡中获得了很多信息,既了解了近视是如何形成的,也结合生活找到了容易引起近视的不良行为。 这样我们就能够从根本上去思考,找到科学用眼、保护眼睛的方法了。 下面请大家以小组为单位,把“科学用眼 保护眼睛”的方法总结出来,并用喜欢的方式做好宣传准备。
(4)表达交流。
师:下面请各小组向大家宣传“科学用眼 保护眼睛”。
生 1:我们小组制定了 10 条用眼准则,向大家进行宣传……
生 2:我们小组画了一张海报,向大家宣传保护眼睛的方法……
生 3:我们小组写了关于眼睛的小诗,朗诵给大家……
……
师:我们的爱眼护眼的方法和准则是依据科学制定的,大家在日常生活中要时刻提醒自己和身边的人,保护好自己的眼睛。
(5)迁移应用。
师:各种感官都有一定的结构,要想保护好它们也要像保护眼睛一样,先了解它们的具体构造,再去制定科学的保护方法。 请各小组再研究并收集一种感官的资料,讨论总结保护它的方法,并进行交流。
(学生分组对一种感官进行讨论)(注:如果课上的时间有限,可以布置成为课后任务)
生 1:我们小组说一说如何保护听力……
生 2:我们小组说一说怎样科学地清洗鼻腔……
生 3:我们小组说一说如何保护人体的皮肤……
师:感官是人认知世界的基础,要伴随着人的一生。 希望同学们重视感官的保护,健康地成长。
【教学反思】
本课教师在教学过程中注重了对视觉以及近视眼形成原因的探究。 对于学生来说,我们很多宣传保护眼睛的方法都没有真正帮助学生理解并让学生自觉执行。 当了解了近视形成的原因,对症去梳理科学用眼的方法、提出保护眼睛的建议,才会让他们自发地指导自己的日常行为。 因此,对保护感官的宣传要避免空洞的说教,只有究其根本、对症下药才能收到良好的效果。
【总结点评】
本课的教学从最为普遍的近视问题入手进行研究是比较合适的。 在研究过程中以实验来解释原理,以资料来辅助说明,便于学生接受科学用眼的相关知识。 教学中教师还要注意材料的丰富性,例如在资料卡的环节,如果能再提供一些生活中的小案例供学生参考,就更具有真实性和冲击力。
3 人体司令部
【教学分析】
本课讨论的“蚊子事件”是日常生活中经常发生的,学生有着丰富的生活经验。 在学生讨论的同时,教师将学生的分析内容以板书的形式呈现在黑板上———教材中的过程图示,这就是一个信息处理的过程。 过程图示的呈现可以清晰地反映大脑所处的核心地位,也就是体现了本课标题———“人体司令部”。 接下来的调查、讨论可以让学生接着进行这样的信息处理,以看到大脑是认知、情感、意志和行为的生物基础。 大脑是脑的一部分,脑还包括小脑和脑干等部分,每一部分具有不同的功能。 这里的资料可以通过视频或动画的形式呈现,以便于学生综合得出脑的重要功能的结论。 通过最后的游戏可以真实地感受脑的功能和作用。
【教学目标】
(1)知道脑是人体的司令部,协调指挥人体各系统分工配合,共同维持人体的生命活动。
(2)能够简要描述脑是认知、情感、意志和行为的生物基础。
(3)能够细致分析从感官受到刺激到大脑决策反应,再到产生动作行为的过程,提高分析、综合的思维能力。
(4)能在游戏中体验人的各系统协调配合活动,感受生命的神奇。
【教学准备】
(1)材料准备:资料卡、视频、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)讨论。
师:今天讲课前我们先来做个小游戏。 请大家闭上眼睛趴在桌面休息一下,想象一下现在是夜里,你睡得正香,就在这时(播放蚊子的声音),你会怎么想 怎么办
生 1:我听到蚊子的声音就会很烦。
生 2:我要迅速拍死它,不然又吵有叮,一个晚上就别想睡好觉了。
生 3:我晚上一般听不见,蚊子是吵不醒我的,但是第二天早上起来会发现身上有被叮的包。
(2)处理信息。
师:我把大家刚才说的这些想法或行为来具体地分析一下,按照人体的感觉、大脑的反应、产生的动作和行为几个方面来说明。 当你睡着的时候,首先是耳朵接收到蚊子的声音,这个声音会通过神经传递给大脑,大脑接收到信号后就根据经验马上判断出这是蚊子,并产生厌烦的心理,然后做出命令,嘴巴里还可能会说出“有蚊子”。 (进行板书)
师:这个过程很迅速,我们好像都忽略了这中间要经过这么多的步骤。 请你们以小组的形式再来讨论一下,把这个步骤补充完整。 还有哪些感觉器官能够感受到蚊子的侵扰 大脑又会有什么反应 会命令我们的身体做出怎样的动作和行为
(小组讨论并汇报)
生 1:我们小组认为,皮肤也会感觉到蚊子的叮咬,感觉特别地痒。 皮肤把叮咬的信号传递给大脑,大脑的反应———蚊子会叮我、吸我的血,很担心。 然后命令手臂去迅速拍死蚊子。
生 2:我们小组认为,大脑在接收到蚊子信号后,除了厌烦、担心,还可能产生一定要拍死它的愿望。
师:大家看黑板上的板书,从感知蚊子侵扰到拍死蚊子整个事件的过程是怎么发生的
生 1:都是感觉器官先接收到信号,然后传给大脑,大脑产生一定的心理活动,然后把命令传递给手或者嘴去执行命令。
生 2:就是感官把信息传递给大脑,大脑是核心,发出命令,支配身体的动作和行为。
师:大家总结得很全面,在这个过程中大脑就像“人体司令部”,协调指挥着人的行动。
(3)调查。
师:当我们看到蚊子、老虎等可能给我们带来伤害的事物时,大脑不仅要做出综合反应,还会产生厌恶、担心、恐惧等情感,并且向身体发出命令进行攻击或者逃避等。 当我们看到可能给我们带来好处的事物时,大脑会产生什么样的情感
生:喜欢、开心。
师:对。 下面请以小组为单位,调查我们有什么喜爱的人或事物。 面对这些人或事物时你会有什么样的想法和行为 边展开调查,边把调查结果按照板书的样式绘成思维导图。
(小组调查讨论)
生 1:我喜欢唱歌,一提到唱歌,我的大脑就会产生愉快的情感,然后就会不由地哼出曲调。
生 2:我喜欢吃肉,一看到妈妈给我做的红烧鸡腿,我的大脑就会兴奋,然后就止不住地流口水、咽口水,想赶快吃上一口。
生 3:我喜欢看漫画,一买到新的漫画书就特别兴奋,要马上一睹为快才行。
……
师:提到感兴趣的事情,大家说的还真多、真热闹。 在这个过程中,我们也看到了大脑起到了核心作用。
(4)讨论。
师:生活中还有些事物可能暂时会给我们的身体带来不同程度的痛苦,但是从长远看它又具有重要的意义。 比如打针很疼,但是可以治疗或者预防疾病;跑步很累,但是可以锻炼身体。 这样类似的经历你有过吗 也在小组内分享一下吧。
(小组讨论分享)
生 1:我一想到练琴就很烦,但是想到我在表演的时候得到大家的掌声,我还是坚持了下来。
生 2:我练习书法的时候手特别酸,可想到我的作品能在学校展览我就又坚持练习。
生 3:我每天都要练习颠足球,练的时候脚酸腿痛,但是想到足球场上要准确传球、带球才有可能取胜,不能把球传丢了,我就坚持每天练习颠球和带球。
……
师:看不出来,每个同学还都有这么坚强的一面。 这就是意志力的表现。 为了达到一定的目标,大脑经过思考和决策,会支配着我们克服困难,坚持行动,去实现预定的目标,这种心理过程就是意志的表现。 意志产生的核心也是大脑。
(5)评价。
师:判断下列行为哪些是有意志的表现 哪些是缺乏意志的表现
(场景一:起床跑步去喽 好困,今天不去跑步了;
场景二:我再玩 5 分钟就写作业 坚持锻炼;
场景三:专心听讲 一边听讲一边玩玩具)
师:意志力关键靠个人,大脑的思考与决策会决定人采取什么样的动作和行为。
(6)得出结论。
师:大脑太重要了! 大脑和脑是一个概念吗 脑到底有什么功能 结合我们的研究,收集关于人脑功能的资料,总结、概括脑在人的生命活动中的作用。
(小组分组讨论)
生 1:大脑和脑不一样。 大脑是脑的一部分。 脑包括大脑、小脑和脑干等部分。 大脑包括大脑左半球、大脑右半球。
生 2:大脑是“人体的司令部”,指挥人体一切有意识的行为。
生 3:小脑负责人体动作的协调和人体平衡。
生 4:脑干能控制呼吸和心跳。
生 5:脑是人体最重要的器官。
师:人脑具有高级功能,是认知、情感、意志和行为的生物基础。 脑是人体的重要组成部分,协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。
(7)游戏。
师:有许多关于脑的活动和游戏,我们可以试着做一做,进一步体会脑的作用。
(游戏一:抓尺子游戏;
游戏二:金鸡独立游戏;
游戏三:拍手背游戏;
游戏四:绕口令游戏)
师:通过今天的学习,我们知道脑是人体的重要组成部分,协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。 那么怎样保健脑、训练脑呢 我们下节课将研究这些问题,大家课后可以提前收集一些相关资料。
【教学反思】
脑功能是比较内隐的,不通过细致入微的剖析和举例很难认识全面。 要帮助学生从一些事例入手,剥笋壳般地层层剥离,才能把脑的主要活动过程及脑负责的一些认知、决策、情感、意志的作用厘清。
【总结点评】
本节课内容的教学不容易有探究的味道,更像是分析心理过程的内容。 一线教师还是要通过小案例、小游戏等有趣的形式,带领学生从活动过程中去体会脑的功能。 例如课程最后的游戏环节,也可以根据教学需要有选择地调到前面适当的环节进行。
4 脑的保健
【教学分析】
结合单元探究能力训练重点,教师可以在提出问题处做主要引导。 提示学生联系前几课中脑的内容,以此为基础提出自己能够探究的问题。 针对每一个具体问题的证据收集资料可以通过多种形式,如网络资源、教材等,还可以收集一些大脑开发的益智玩具(五子棋、九连环、华容道等)。 最后可以通过知识竞猜、我来抢答等形式举例说出为保护脑的健康需要采取的主要措施。
【教学目标】
(1)会举例说出为保护脑的健康需要采取的主要措施。
(2)能够结合脑的功能,提出脑的保健和开发的问题。
(3)能在提出问题、解决问题的过程中获得知识、习得技能,体验探究的乐趣。
【教学准备】
(1)材料准备:益智玩具、网络资源、PPT 课件等。
(2)活动场地:在教室内和实验室内均可。
【教学过程】
(1)提出问题。
师:通过前面几节课的学习我们知道了脑是人体的重要组成部分,负责协调指挥人体各系统分工合作,共同维持人体生命活动。 关于脑,我们还有什么想探究的问题
生 1:怎样保护我们的脑
生 2:怎样能让脑变得更聪明
生 3:吃什么可以让脑更健康
……
(2)搜集证据。
师:大家提出的问题不太相同,选择你感兴趣的问题,先提出自己的初步假设,再去收集相关资料,并用大家容易接受的形式进行交流。 建议大家可以用思维导图、知识竞猜等形式来介绍你的研究。
(学生分小组选题、研究并处理信息。)
师:老师也为大家准备了一些相关的资料和用具,我会提供给相关的小组。
(3)表达交流与评价。
师:在分小组研究的过程中,我也到各小组参与了研讨,也和大家
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