做个太阳能热水器
使用范围：教科版小学科学五上第单元《光》
作 者：吴建伟
作者单位：浙江省嘉兴市实验小学
撰稿时间：2011年8月
教材分析：
太阳在给我们带来光明的同时，也给我们带来了温暖。物体吸热的本领与物体的颜色、表面粗糙程度、阳光的照射角度、材料的性质都有关。一个太阳能热水器，涉及了很多的科学原理，本课就是让学生运用之前获得的知识，设计、制作一个简易的太阳能热水器。
第一部分：设计我们的太阳能热水器。
教材首先让学生们认识太阳能热水器，并了解其基本构造。常见的太阳能热水器由集热器、蓄热保温水箱、定温系统、水位控制装置、供水装置和水循环系统等部分组成。
设计制作一个太阳能热水器是一个典型的任务活动。教材只提供了任务的限制要求，即制作的热水器应该具有哪些基本要求。对于采用什么材料、运用怎样的制作方法、小组内怎样展开活动并没有做出明确的要求。这就给了学生们很大的创造空间。
对于一个具有挑战性的任务而言，制作太阳能热水器之前，需要引导学生对热水器及制作过程进行构思，并制订一个有效的计划。这也正是本课教学的重点。
在引导学生设计热水器时，首先要让学生明确设计要求：能装200毫升水、利用容易得到的材料、水温上升快。其次要让学生知道阳光照射下水温上升的原理，这就需要学生联系前一课获得的知识：物体温度上升与光照强度、物体颜色、吸热本领等有关。最后让学生了解设计方案的一般格式，自行构思与设计自己的太阳能热水器。
第二部分：交流与优化设计方案。
根据物体温度上升的原理，学生们的设计大致围绕三个方面：提高光照强度、加深物体颜色、增强物体的吸热本领。在每一个方面学生们的设计各有不同，各具特色。让学生们将自己的设计方案展示出来，这就意味着学生们应该具备参与集体交流、取长补短、相互启发的合作精神。通过交流活动，学生们合理地借鉴同伴们的优点，并改善自己的设计方案，从而提高对本单元知识的理解和运用程度。在此过程中，教师要提倡和鼓励那些具有创造性和个性化的设计方案。
设计意图：
通过前面的学习，学生知道了光的一些基本特性，还知道了光和热的关系。特别是第5、6两课的学习，为学生下面的学习活动作了铺垫。本课通过设计、制作一个简易的太阳能热水器，在理论联系实际的运用中能巩固升华本单元学到的知识和技能。学生设计、制作的热水器可能不会有多大的使用价值，但这会促使学生像科学家或工程师那样工作，考虑从原理到材料选择，计划到制作的每一个细节，培养同学之间的团结合作精神。
教学目标：
1．太阳能热水器是一种光热转换器，具有节能、环保、安全的优点。
2．太阳能热水器的效能和所采用的材料、结构、运用的原理有关。
3．太阳能热水器的构造：集热器、保温箱、控制系统。
4．能根据研究任务和要求进行有目的的设计。
5．体会到任何一种科技产品的开发和设计，融合了多种知识和技术。
教学重难点：
教学重点：会设计太阳能热水器。
教学难点：掌握太阳能热水器的基本原理。
教学准备：
教师演示：有关太阳能热水器构造及工作原理的图片。
分组实验：制作简易太阳能热水器的材料（纸盒、泡沫塑料或棉花、能装水的塑料袋或饮料瓶、玻璃片或塑料薄膜、盒盖、黑色纸、镜子或锡箔纸等）。
教学过程：
一、复习导入
（出示课件第二页）
1．问：怎样可以使物体获得更多的热量呢？
2．问：冬天快来了，人们穿的衣服有什么特点？（穿棉衣、羽绒服）【板书：棉衣、羽绒】
3．为什么穿上由棉、羽绒填充的衣服就不冷了？
（穿上棉衣、羽绒服人体的热不容易散发出去。）【板书：保温材料】
4．揭题：太阳能热水器就是利用这多种科学原理设计出来的一种节能装置。今天我们来学习《做个太阳能热水器》这一课。
二、了解太阳能是怎样工作的
1．出示太阳能热水器图片（出示课件第三页）
首先我们要对真正的太阳能热水器有一个了解。
2．你们对太阳能热水器有哪些了解？了解学生的前概念。
3．教师总结介绍太阳能热水器的工作原理。
教师小结（出示课件第四页），讲解太阳能热水器的工作原理，主要讲冷水是怎样集热和热水是怎样保温的。
4．太阳热水器的工作过程
（出示课件第五页） 介绍：太阳能热水器的主要目的是吸热和保温，通过图片，介绍太阳能装置，哪些设计是为了吸热和保温。【板书“集热、保温”】
5．学生质疑：对太阳能热水器还有什么问题？
三、设计太阳能热水器
1．明确任务
师：今天这节课，我们就要来设计制作一个简易的太阳能热水器。
2．引导思考：（出示课件第六页）
师：这个热水器该怎么设计呢？请同学们解决以下几个问题。
① 我们将制作的太阳能热水器有哪几部分组成？
② 各部分选择什么材料？
③ 怎样让太阳能热水器吸收的热量多，可以从材料的选择、颜色的选用、摆放的角度考虑。
④ 保温呢？
3．交流讨论，解决问题。
学生提供建议，然后教师再进行补充。
学生阅读课本的设计要求与一个设计方案，根据设计要求制定本小组的设计方案。（出示课件第七页）
4．教师提供几个太阳能热水器样品（出示课件第八、九、十、十一页）
5．交流完善设计方案。
展示一个小组的设计方案，（出示课件第十二页）介绍各部分材料的作用，工作原理）。
四、制作太阳能热水器
根据设计方案制作太阳能热水器（也可以在课外进行制作，下一节课进行展示打分）。
板书设计：
做个太阳能热水器
集热 保温 保温材料 棉衣、羽绒
附件1：
“我们的太阳能热水器”设计方案
设计时间： 月 日
小组成员
材料准备
设计方案
设计样图
附2：制作太阳能热水器实验操作
1．简易太阳能热水器的制作方法：
器材准备：泡沫塑料盒、黑色塑料袋、温度计（见图1）。
制作过程：用泡沫塑料板做个盒子，再用泡沫塑料条或木条、透明塑料薄膜做个盖，太阳能热水器就做好了。
实验方法：
（1）往黑塑料袋中装水（不漏水），把口扎紧，放入泡沫塑料盒中，盖上盖子，放在太阳光下照晒。
（2）用手感觉水的温度。在太阳下晒1～2个小时后，再用手感觉水的温度，会感到水温升高（用温度计测量更好）。这说明水的热能是从太阳能吸收来的（见图2）
引用资源：
义务教育课程标准实验教材《科学教师教学用书》五年级上册。
课件13张PPT。做个太阳能热水器小学科学（科教版）五年级上册第二单元第7课1.怎样可以使物体获得更多的热量？2.冬天快来了，人们穿的衣服有什么特点？3.为什么穿上由棉、羽绒填充的衣服就不冷了？家用太阳能热水器其基本结构：由太阳能集热器、绝热贮水箱、连接管道、支架和控制系统组成。
工作过程：利用集热器吸收太阳光，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存。通过控制系统进出冷热水。 水箱是采用双层不锈钢板构成，中间是聚氨脂整体发泡的保温体，保温作用十分明显，一般合格的太阳能热水器每天温度下降在5℃以内。可隔天使用。设计我们的太阳能热水器1.我们应该选择哪些材料？
2.怎样使我们的太阳能热水器的水热得快，温度高？
3.如何升温更快呢？要求：
必须具有加热冷水、保温这两个基本的功能 “我们的太阳能热水器”设计方案设计时间： 月 日太阳能热水器样品展示太阳能热水器样品展示太阳能热水器样品展示太阳能热水器样品展示设计我们的太阳能热水器塑料瓶、盒子既是集热器又是保温箱。
用塑料瓶装水，容易让阳光射进去，又可以减少热量外流，起到升温和保温的双重作用。
盒子里面涂黑色，是为了吸收更多的太阳辐射。
盒子内瓶子的背面贴锡纸是为了加强反射，让透过瓶子的阳光反射回瓶子，减少热量外流。
盒子的盖用塑料薄膜，也和塑料瓶一样，减少了盒内的热量向外辐射。
瓶子周围用塑料泡沫，是为了保温。
装塑料瓶的盒子支起来，可以改变角度，以保持使阳光直射。THANKS
