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7.做个保温杯
一、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:
1.激发设计研究保温杯的兴趣，能不断进行尝试和创新。
2.关注他人的探究成果，乐于分享自己的探究经验。
二、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。
三、评价任务（根据需要设计评价量规）
评价量表
评价任务 评价标准 表现程度 自评 互评 师评
☆☆☆ ☆☆ ☆
比较哪杯水凉得慢。 能通过实验验证哪杯水凉得更慢。 能 基本能 不能
交流、测试、比较使杯中热水凉得更慢的方法。 能通过交流、测试、比较等方法，找到保温效果更好的方法。 能 基本能 不能
制作一个保温杯 能制作一个简单的保温杯。 能 基本能 不能
学习收获
四、教学过程
学习活动 设计意图 效果评价
（一）谈话导入 1.师：同学们，冬天里我们都喜欢喝热水，你知道热水盛在什么样的杯子中不容易变冷吗？ 学生1回答：热水盛在陶瓷杯中不容易变冷。 学生2回答：热水盛在塑料杯中不容易变冷。 学生3回答：热水盛在不锈钢杯中不容易变冷。 2.师：到底哪种杯子中的热水不容易变冷呢？这节课我们就一起来研究这个问题？ 出示课题。 提出问题，学生根据生活经验给出猜想，激发探究兴趣。 对于积极回答问题的同学给予及时奖励。
（二）探究活动 1.比较哪杯水凉得慢。 （1）课件出示三种杯子：不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯 猜测：哪个杯中的热水会凉得慢？ 学生猜测：陶瓷杯。 （2）出示实验材料：①不锈钢杯②陶瓷杯③塑料杯④温度计⑤热水⑥量杯 温馨提示: 实验时要正确使用温度计，小心倒热水，防止烫伤。 观看演示实验视频。 学生根据实验步骤分组实验，并观察现象记录温度。 实验步骤：①把杯子平放在桌面上，与同伴合作，利用刻度杯，同时量取70℃的热水200毫升。 ②分别将热水倒入三个杯子中。 ③用手摸三个杯子的杯壁，记录下自己的感受。 ④5分钟后用温度计同时测量并记录这三个杯子中水的温度。 小组汇报结果，师生总结发现。 不同材料的杯子开始时水的温度初识手感5分钟后水的温度不锈钢杯70℃最烫46℃陶瓷杯70℃最不烫54℃塑料杯70℃有点烫51℃我的发现相同时间内，不锈钢杯的水温降得最快，塑料杯次之，陶瓷杯的水温降得最慢。
小结：热的良导体吸热快，散热也快，所以水温降得快；热的不良导体吸热慢，散热也慢，所以水温降得慢。 2.使杯中热水凉得更慢 学生小组谈论交流如何让不锈钢杯中的热水凉得慢一些。 （2）小组汇报方法：①给杯子盖上盖子②用毛巾把杯子包裹起来③把杯子嵌在泡沫塑料里。 （3）测试、比较各种方法的保温效果。 课件出示几种保温方法：无盖的杯子、有盖的杯子、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 课件出示温馨提示：倒入各杯的水量和水温要相同;测量水温的时间要相同；温度计的原始温度要相同。 学生观看实验视频并根据实验步骤分组实验，填写实验记录。 实验步骤： ①分别将热水倒入各组杯子中。 ②倒入热水后，用温度计测量开始温度。 ③10分钟后，用温度计测量此时杯子中热水的温度。 小组分享汇报实验数据，师生共同总结发现。 杯子状况开始温度10分钟后的温度降温多少无盖的杯子70℃51℃19℃加盖的杯子70℃59℃11℃外包毛巾的杯子70℃53℃17℃加盖外包毛巾的杯子70℃61℃9℃嵌入泡沫塑料中的杯子70℃66℃4℃我的发现盖盖子比不盖盖子保温效果好，利用热的不良导体泡沫塑料包裹的杯子保温效果最好。
小结：生活中的保温杯就是根据这个原理制作而成的，保温杯尽量阻隔热传递减慢水温的变化。它既可以保住杯内的热量，也可以阻隔杯外的热量。当保存热水时，能减慢杯内水温下降，当保存冰块时，减慢杯内水温上升。但保温杯并不能保持水原来的温度。 3.制作一个保温杯 （1）明确制作要求：杯外的包裹物厚度不超过3厘米。思考制作保温杯时，我们要从哪些方面考虑减慢热量的传递呢？ 小结：利用棉花、泡沫等热的不良导体作为材料，杯盖也包保温材料。多层材料包裹，尽量做好密封材料。保温杯底部利用铝箔纸等反热辐射材料反射热量。 明确设计要求，学生分小组设计保温杯。 ①杯外的包裹物厚度不超过3厘米。 ②画出设计图，说明制作方法。 ③在杯中存放冰块，测试比较自制保温的保温效果 ④分析保温杯的优缺点。 小组展示保温杯设计图。 学生小组合作制作保温杯。 课件展示温馨提示：制作保温杯时，要小心使用工具，避免受伤。 学生观看用相同冰块大小、数量、测量时间来测试保温杯的视频。 学生分组分析优点和需要改进的地方，填写活动手册。 小组汇报分享，师生互评。 优点需要改进的地方1.保温效果好。 2.轻。 3.不易碎。 4.耐磨。 1.每层材料要均匀黏合，不要留有空隙。 2.做工粗糙，外观不美观。 3.不容易清洗，不耐高温，实用性不强。
事实上，任何一个产品的设计都不是完美的。 通过亲历实验比较哪杯水凉得快，培养学生的科学思维。 通过小组讨论设计方案，实验验证，从而比较出保温效果更好的措施，培养学生的科学探究和科学思维能力。 通过设计、选取材料、测试保温杯的保温效果，经历工程设计的过程，掌握工程设计的基本步骤和思路。 学生能按步骤完成实验，并知道热的良导体吸热快，散热也快，所以水温降得快；热的不良导体吸热慢，散热也慢，所以水温降得慢。 学生能按步骤完成实验，并总结出保温杯的保温原理，为制作一个保温杯奠定基础。 对学生作品和学生制作过程中的小组表现，给予及时评价，并完成小组评价表。
（三）研讨 1.什么样的材料散热快？什么样的材料能减慢热量的传递？ 热的良导体散热快，如金属；热的不良导体散热慢，如塑料、泡沫，可以减慢物体热量的散失。 2.制作保温杯时，我们要从哪些方面考虑减慢热量的传递 实际效果如何 还可以在哪些方面做进一步的改进 保温杯就是要阻隔热量的相互传递。当保温杯内水的温度高于外界的温度时，保温杯要减慢杯内热量的流失；当保温杯内水的温度低于外界的温度时，保温杯要阻隔外界的热量进入杯内。 通过研讨问题，内化本课知识内容。 教师观察学生是否积极参与课堂讨论，给予及时反馈。
（四）拓展 1.思考探究保温瓶的原理。 保温瓶内部有内胆，内胆有镀银内壁，木塞，内胆两层，中间是真空的。 木塞:热的不良导体，隔绝内部物质与外界空气的接触，减少热传导与热对流。 真空:无热传导与热对流。 镀银内壁:减少热辐射。 保温、散热技术的应用 保温袋和保温箱都是利用热的不良导体，与外界隔绝，有效阻止热对流和热传导，阻止热量散失。 用本课知识解决生活问题。 对积极回答问题的同学给予及时奖励。
（五）知识总结 师生共同总结本课知识点。 教师通过学生回答，了解学生对本课知识的掌握情况。 观察学生是否参与知识总结，是否积极发言，及时鼓励参与学生。
四、成果集成
通过实验验证寻找让水凉得慢的方法，并制作一个保温杯。
五、作业设计
【知识技能类作业】
填空题
我们一般选择导热性能 的材料作为保温材料。
杯子外包毛巾并加盖比只加盖的保温效果 （填“好”或“差”）。。
判断题
1.水杯用金属做外壳要比木头保温效果好些（ ）。
2.质量好的保温杯能让热水的温度一直保持原来的温度（ ）。
3.保温瓶只能保存热的食物，不能保存冰块（ ）。
选择题
1.下列材料中，最适合做保温材料的是（ ）。
A.钢 B.铜 C.纸巾 D.泡沫塑料
2.保温杯能起到保温的作用，是因为保温杯（ ）。
A.能产生热或产生冷
B.是热的良导体，加快了杯子内外的热传递
C.是热的不良导体，减缓了杯子内外的热传递
D.是热的不良导体，不会产生任何热传递
3.在设计制作一个产品的过程中，你认为以下哪个做法是不值得提倡的（ ）。
A.设计制作的过程中全员参与，分工明确
B.设计一次到位，不用做任何改进
C.设计时不仅要考虑效果，还要兼顾成本和外观
D.设计过程中能不断改进和完善自己的作品
【综合实践类作业】
课后继续改进我们设计的保温杯。
答案：
一、填空题
1．差
2．好
二、判断题
1.× 2.× 3.×
三、选择题
1.D 2.C 3.B
六、板书设计
7.做个保温杯 热的不良导体 减慢热量散失 保温
七、教学反思
本课是一节综合运用与探究的课程，引导学生通过实验了解到热的良导体吸热和散热都快，因此保温效果不好；热的不良导体吸热和散热都慢，所以有较好的保温效果。在此基础之上，再设计并制作保温杯。 设计并制作保温杯需要一定的铺垫，因此先引导学生分组实验测试五种保温方法的保温效果，再引导学生动手设计、制作保温杯，并进行测试。在此一系列的活动中，既培养了学生知识运用和动手制作的能力，又提升了学生对控制变量法的运用以及对实验数据整理分析的能力。
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第四单元《热》大单元整体教学设计
教材版本 教科版 单元（或主题）名称 《热》
单元主题 在远古时代，人们发现热水可以驱寒，但热水总是很快变凉。有一天，一个聪明的工匠小明在河边看到孩子们玩耍，他们用叶子捧起水，阳光照射下，叶子里的水珠闪闪发光。小明灵机一动，他想：“如果能用一个东西把水包起来，不让热量跑掉，那热水不就能保持温度了吗？”于是，小明开始动手制作。他尝试用各种材料包裹水，最终发现用木头和兽皮制作的容器效果最好。这就是最早的保温杯的雏形。小明把这个发明带到了村庄，人们纷纷惊叹其神奇。时光流转，保温杯的制作工艺不断进步，材料也从木头和兽皮变成了更先进的材料。今天，小明的后代们继承了祖先的智慧，他们要在科学课上制作一个现代的保温杯，探究热传递的相关问题。 同学们，让我们一起动手，制作一个属于自己的保温杯吧！
课标要求 核心概念：物质的结构与性能能的转化与能量守恒 1.1物质具有一定的特性与功能 ①观察常见材料在水中的沉浮现象、导热性等，说出它们的主要用途。 1.2空气与水是重要的物质 ③列举日常生活中水的蒸发和水蒸气凝结成水的实例，如晒衣服、雾、玻璃窗上的水珠等。 4.1能的形式、转移与转化 ③举例说出生活中常见的热传递现象，知道热从温度高的物体传向温度低的物体，从物体温度高的部分传向温度低的部分。 ④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。 学业要求： 能说明常见材料在水中的沉浮现象、导热性及其用途，能解释水在日常生活中的三态变化现象及引起变化的主要因素。 能比较和分析常见材料在水中的沉浮现象、导热性，能以生活中的实例分析水的三态变化与温度的关系。 能利用控制变量的方法设计方案并操作，探究不同材料在水中的沉浮现象和导热性等。 能举例说明常见的热传递现象和影响热传递的主要因素，列举它们在生产生活中的应用； 能对热传递的方式进行分析和推理。 会用已有知识和经验对热传递方式作出推测，设计实验，寻找证据，得出结论。
教材分析 热是一种能量形式。然而在小学五年级，让学生探究“热”，主要还是观察和思考一些与物体冷热程度有关的热现象。例如，探究物质在热量变化过程中产生的不易察觉的变化，气体、固体和液体三态的转化及与温度的关系、热量转移（传递）的过程、材料的导热性能等。 本单元共7课，以“热是怎样传递的”为主要学习线索，循序渐进地安排了一系列探究活动。 第1课“温度与水的变化”中，我们持续给水加热直到沸腾，停止加热，水不再沸腾，温度下降。通过探究温度的变化和水的形态变化，了解到温度变化表示了热量在传递，完善了“热量变化导致了物体温度变化”这一科学概念，并感受到科学探究的乐趣。 第2课“水的蒸发和凝结”探索水的蒸发现象，推测水温高低跟水蒸发快慢的关系。 第3课“温度不同的物体相互接触”安排了不同温度的水接触后变化的探究活动。 第4课“热在金属中的传递”中，学生主要观察和探究与“热传导”相关的问题：在金属条的一端加热，另一端是否会热起来，通过实验观察热在金属条中的传递过程和方向。 第5课“热在水中的传递”中，学生通过加热试管中的水和加热烧杯中的水，认识热在水中以对流的方式传递。 第6课“哪个传热快”包含了两个活动：观察、记录木勺、塑料勺、金属勺的导热快慢和比较铜、铝、铁等金属材料的导热性能。通过比较不同材料的导热性能，让学生了解不同物体的传热本领是不同的，建立“不同材料制成的物体，导热性能是不一样的”这一初步认识。 第7课“做个保温杯”中，本课帮助学生更深入地了解生活中保温、散热等技术的应用。学生将同样多的、相同温度的热水倒入不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯中，测量哪一杯水凉得慢，进而测量并比较出各种方法的保温效果。
学情分析 关于热现象，学生们已经有了不少的经验，学生常常感受着各种冷热变化的天气现象，而且在生活中接触到了很多热现象，但是通过探究获得的理性认识很少，对温度变化等热学基本概念的关注也相对较少。因此，本单元的教学关键在于实验探究。教师要引导学生在科学规范的实验中，观察与交流热传递的现象，了解热是能量的一种表现形式，热量变化导致了温度变化。在研究热传递的方式后，利用热传递的性质来创造性地制作保温杯。
单元目标 科学观念： 热是能量的一种表现形式，热量变化导致了温度变化。 温度变化是影响水结冰和水沸腾过程的主要因素，温度变化形成了水的蒸发和水蒸气凝结成水。气温变化形成了自然界的云、雾、霜、雪等。 热通常从温度高的物体传向温度低的物体。两个系统在发生传热的条件下趋向于热平衡。 热可以在物体间和物体内传递，发现固体、液体、气体都能传递热。热可以通过热传导、热对流、热辐射三种方式进行传递。 不同物体的导热性是不一样的，热的不良导体可以减慢物体热量的散失。 多种因素影响了热传递，确定这些因素应用在日常的生产和生活中。保温技术、散热技术不断地发展，并应用在各种产品上。 2.科学思维： 尝试从温度变化的角度分析解释自然界云雾霜雪形成的原因。 尝试从事物的结构、变化的角度提出可探究的科学问题。 通过分析获得数据，比较归纳温度不同的物体之间热传递的规律。 通过亲历科学研究的过程，运用比较归纳的研究方法，会采用多种方式进行科学调查，体会科学技术对人类生活的影响，发展其科学调查的兴趣。 能合乎规范地开展传热实验，知道交流科学探究需要经历一定的有序步骤，并能 对探究活动进行过程性反思。 3探究实践：通过经历提出问题、做出假设、制定计划、实验探究、研讨交流等探究环节，有效开展探究活动，运用箭头、图画、符号等方式记录，认识物体的导热性，认识热传递，了解热传递的特点、方式和影响因素，提升科学探究的能力。 能根据热传递的原理创作保温杯，尝试自主设计开发产品，并在研究后改进产品。 4.态度责任：亲历热传递的变化及相关关系的研究过程，形成科学探究的兴趣，学会以事实为依据作出判断，能和别人一起合作交流，愿意倾听他人的意见，反思、调整自己的想法。养成运用探究的证据进行信息加工，科学地表述探究的规律。联系生活实例，了解热能等相关知识在日常生产生活中的应用，体会科学技术给人类生活带来的便利。
单元结构化活动
达成评价 围绕课时学习目标 1.关注课堂问题预设与学生课堂反馈表现。 2.作业设计与学生答题正确率的及时分析。 3.关注分析实际问题的过程性评价和结果性评价。 围绕单元和主题目标 1.分层设置单元测试 2.设计制作一个保温杯。
单元课时课型规划 课时课型课时内容课时目标 （单元目标分配）课时学习任务（或问题） （一般1-2个）达成评价1实验课温度与水的变化能熟练使用温度计测量各种热现象中的温度变化。制订比较完整的探究计划，用酒精灯、三脚架等组成加热装置，开展将水加热至沸腾的探究活动。了解自然界中的水可以有不同的形态存在。能用物态变化的知识解释自然界中的有关现象。1实验课水的蒸发和凝结温度变化是影响水结冰和水沸腾过程的主要因素。温度变化形成了水的蒸发和水蒸气凝结成水。1.探究水蒸发快慢与温度高低变化的关系。 2.观察水蒸气的凝结现象。能通过观察、实验、查阅资料等方式获取事物的信息，分析雾、雨、雪、露、霜、雹等天气现象形成的原因。1实验课温度不同的物体相互接触热通常从温度高的物体传向温度低的物体。探究温度不同的物体相互接触后温度的变化情况。能运用探究的证据进行信息加工，科学地表述探究的规律。理解温度计能测量温度是应用了科学的规律。1实验课热在金属中的传递通过探究实验，知道热量的传递有一定的方向性，通常热从温度高的物体传向温度低的物体。1.猜测热是怎样传递到勺柄的，用箭头把想法画出来。2：观察热在金属条中的传递。3：观察热在金属片中的传递。能通过分析热传导过程中的共同特点，认识热是怎样在金属中传导的。1实验课热在水中的传递通过实际操作热对流实验，知道热在水中是以对流的方式传递的，认识到热可以在物体间和物体内传递，明白固体、液体、气体都能传递热。一是探究试管中发生的对流现象，二是探究烧杯中发生的对流现象。制订比较完整的探究计划，初步具备实验设计的能力。运用分析、比较、推理等方法得出科学探究的结论1实验课哪个传热快能合乎规范地开展传热实验，知道不同材料制成的物体，导热性能是不同的，根据导热能力的不同，人们将材料分为热的良导体和热的不良导体。完成塑料勺、木勺、金属勺的传热实验，知道不同材料的物体，导热性能不同。 观察并比较铜、铝、铁等金属材料的导热性能。能运用比较和归纳的方法从实验证据中发现物体导热性能的差异。能够分析制造某种物品时选择热的良导体和不良导体的原因。1工程设计课做个保温杯能根据热传递的原理创作保温杯，尝试自主设计开发产品，并在研究后改进产品1：比较哪杯水凉得慢。2：测试、比较各种方法的保温效果。 3.制作一个保温杯，这相当于一个小小的工程项目。能自主设计产品，在研究后改进产品。
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