教科版（2017秋）科学五年级下册4.7 做个保温杯 教学设计

做个保温杯
【教材简析】
随着人们经济水平和生活品质的提高，保温杯在生活中得到了广泛的使用。保温杯的内胆一般由陶瓷、塑料、玻璃或不锈钢制成，内胆的壁有真空层，顶部有盖，密封严实。保温就是要尽量减少热量的损失，而要减少热量的损失，就要从热传递的几个方面去研究。本课所设计的活动其实是观察常用材料的导热性能，说出它们的主要用途，帮助学生更深入地了解生活中保温、散热等技术的应用。【学情分析】
通过前面几节课的学习，学生已经掌握了热的相关知识，知道热传递的方式有热传导、热对流和热辐射，且不同材料的导热能力不同。这些知识点是本节课设计保温杯的理论基础。本课通过“观察比较哪杯水凉的慢”“交流能使杯中热水凉得更慢的方法”“测试，比较各种保温效果”“制作一个保温杯”这四个环节，循序渐进，在巩固原有知识的同时，搭建保温杯设计的思维脚手架，为学生的创新和创造保驾护航。
【教学目标】
科学观念：通过做个保温杯的活动，知道热的不良导体可以减慢物体热量的散失，认识到保温、散热技术在生活中的广泛应用。
科学思维：通过对比实验的方法研究哪种方法保温效果好，能根据热传递的原理设计制作保温杯。
探究实践：尝试自主设计产品，在研究后改进产品，并能通过创作科学小论文等方式呈现保温杯探究的过程与结论。
态度责任：激发设计研究保温杯的兴趣，能不断进行尝试和创新，关注他人的探究成果，乐于分享自己的探究经验。
【教学重难点】
重点：比较不同方法的保温效果，根据热传递的原理设计制作一个保温杯。难点：尝试自主设计产品，并能不断改进优化。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.一些包裹杯子的材料、冰块、电子秤、保温瓶内胆、热水、不锈钢杯、塑料杯、陶瓷杯
学生：1.记录单；2.不锈钢杯、毛巾、泡沫塑料、热水、电子温度计
【教学过程】
一、激发兴趣、聚焦问题（预设5分钟）
材料准备：不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯
1.谈话：同学们，冬天我们大多喜欢喝热水，老师讲台上有三个杯子，你会选择哪个杯子来装热水？说一说你选择的理由。
2.提问：到底哪个杯子里的水会凉得最慢呢？
【设计意图】引导学生根据自己的生活经验对不同材料的杯子的保温效果做出猜测。
二、比较哪杯水凉得慢（预设10分钟）
材料准备：不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯、热水、电子温度计
1.实验方案设计
①三个杯子中要倒入相同体积的热水。
②三个杯子的初始水温相同。
③三分钟后同时测温，比较三个杯子的降温情况。
初始温度（℃） 3分钟后温度（℃） 降温多少（℃）
不锈钢杯
陶瓷杯
塑料杯
2.教师演示，学生读数。
3.数据分析：
（1）三个杯子中，哪个杯子里的水凉得最快？
提问：为什么水凉的速度不同。
（预设：不同材料的保温能力不同，陶瓷的保温能力好，不锈钢和塑料的保温能力差）
【设计意图】通过科学的实验，比较三种不同杯子的保温效果，认识到不同材料的保温效果是不同的，从而引出制作保温杯的探究活动。
4.研讨：
（1）小组讨论：怎样让不锈钢杯里的水凉得慢一些？
（2）交流，观点整理汇总：
①加上盖子；②杯子外面加上毛巾；③加上盖子、外包毛巾；④加盖、嵌入泡沫塑料。
测试比较各种方法的保温效果（预设20分钟）
材料准备：不锈钢杯、毛巾、泡沫塑料、电子温度计、热水
1.学生小组讨论实验步骤、明确实验注意事项：
①设置对照组。
②五个杯子的初始水温相同。
③十分钟后同时测量温度。
④观察比较五个杯子的保温效果。
2.出示实验记录表，指导记录方法。
杯子状况 开始温度 10分钟后温度 降温多少
无盖的杯子
加盖的杯子
外包毛巾的杯子
加盖、外包毛巾的杯子
嵌入泡沫塑料中的杯子
3.每个小组选择其中一种杯子状况进行实验，数据全班汇总。
4.数据分析，全班交流研讨：
（1）几种方法都起到保温的效果了吗？
（2）分析不同方法的保温原理。
（3）初步比较毛巾和泡沫塑料两种材料的保温效果。
（预设：1.几种方法都起到了保温效果，加盖子可以减少热对流，毛巾和泡沫塑料都是热的不良导体，可以保温）
【设计意图】通过对比实验，以及数据分析，认识到采用一定的方法能提升不锈钢杯的保温效果，并能通过热传递的知识解释不同保温效果的保温原理。
设计制作一个保温杯（建议分课时）
材料准备：不锈钢杯、反光纸、毛巾、气泡膜、珍珠棉、纸巾、防水布、报纸、陶瓷纤维纸、冰块
1.出示冰块：老师这里有一些冰块，同学们能不能根据我们刚刚学过的知识，利用以下材料，设计制作一个保温杯来减缓这些冰块的融化？
2.课件出示材料：不锈钢杯、反光纸、毛巾、气泡膜、珍珠棉、纸巾、防水布、报纸、陶瓷纤维纸等。
3.出示设计要求：①选择合适的材料制作一个保温杯
②杯外包裹物的厚度不能超过3厘米
4.小组讨论设计、绘制设计图
5.根据设计图制作保温杯
6.测试保温效果：
①各小组同时在杯中放入相同质量的冰块。
②等待15分钟，测量各小组剩余冰块的质量。
7.比较各小组的数据，反思交流不同小组设计的优缺点。
【设计意图】通过设计一个保温杯的活动，认识到不同材料的保温性能不同，不同材料的巧妙组合能提升保温效果，从而激发学生继续研究保温杯的兴趣。
五、拓展（预设3分钟）
材料准备：课件、保温杯内胆
课件出示家用保温瓶的内胆图和原理：
木塞：热的不良导体，隔绝内部物质与外界空气的接触，减少热对流和热传导。
真空：无热传导和热对流
镀银内壁：减少热辐射
【设计意图】利用热传递的知识分析生活中常用的保温瓶，巩固知识点的同时，感受到科学技术给人类生活带来的便利。
六、课堂小结（预设2分钟）
同学们，保温杯的原理和结构能给我们哪些提示？我们的自制保温杯还能继续改进优化吗？希望同学们课后继续研究！
八、板书设计
【疑难解答】
测试比较各种方法的保温效果实验中，一般每个小组只做其中的一组，不同小组在实验时会产生较大的误差，怎么办？
教师要尽量保证初始水温相同，班级集体实验时，学生的记录时间最好也相同。另外，可以采用读数更便捷的电子温度计，提高数据的统一性和准确性。
2.设计制作保温杯，类似于一个小型的项目化学习，课堂教学时间不够怎么办？
建议本课分为2课时进行教学，保温杯的设计和制作可以引导学生在课后协作完成，课堂进行展示和测试活动。另外本设计中提到的相关材料，不同教师在选择时也可根据具体情况进行适当的替换和调整，以提升项目化学习的可操作性。