苏教版（2017秋）小学科学五年级上册第二单元《热传递》大单元整体教学设计

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基 本 信 息
学科 小学科学 版本 苏教版
年级 五年级上册
单元名称 第2单元《热传递》
单元主题 热能工程师训练营——解锁热传递的奥秘
课时安排 4课时
一、单元主题
"热能工程师训练营——解锁热传递的奥秘"
围绕热传递的三种方式（传导、对流、辐射）及材料导热性，引导学生通过实验探究和工程实践解决实际问题，培养科学思维与创新能力。
二、单元大情景
"校园热能工程师挑战赛"
学生化身"热能工程师"，完成四项任务：
1.任务1：破解固体传热密码（《热传导》）
2.任务2：追踪流体的热舞（《热对流》）
3.任务3：捕捉无形的热能（《热辐射》）
4.任务4：设计高效保温盒（《物体的传热本领》）
最终目标：制作保温盒参加班级"保温效能大赛"，并发布《热能工程手册》。
三、课程标准分析
核心概念 3.物质的运动与相互作用
学习内容 3.2 热传递现象（5~6年级）
学段目标 （5-6年级） ①区分热传递的三种方式；
②设计实验探究材料导热性；
③解释保温/散热原理并解决实际问题。
四、单元教材分析
本单元包括《热传导》、《热对流》、《热辐射》和《物体的传热本领》这4课内容。
（一）第5课《热传导》
1.核心内容：通过金属棒传热实验（凡士林熔化现象）探究热在固体中的传递规律，建立“热从高温部分向低温部分传递”的科学概念。
2.关键活动：
（1）实验1：加热金属片一端，观察凡士林熔化顺序，验证热沿物体单向传递。
（2）实验2：加热金属片中心，观察热向四周扩散的现象。
（3）生活应用：解释煎蛋时锅底传热、冷敷/热敷的原理（热从高温物体传递到低温物体）。
（二）第6课《热对流》
1.核心内容：通过木屑水流实验和线香烟雾实验，探究流体（水、空气）中热的传递方式，揭示“冷热流体循环流动形成对流”的规律。
2.关键活动：
（1）实验1：加热水中的木屑，观察冷热水循环路径（冷水下沉→受热上升→冷水补充）。
（2）实验2：观察线香烟雾在玻璃罩内的流动方向（热空气上升，冷空气下降）。
（3）拓展实践：制作走马灯，理解热对流驱动旋转的原理。
（三）第7课《热辐射》
1.核心内容：通过太阳灶制作和深色/浅色物体吸热对比实验，说明热可不依赖介质直接传递（如太阳辐射），并验证深色物体吸热能力强于浅色物体。
2.关键活动：
（1）实验1：用锡纸制作简易太阳灶，聚焦阳光加热水管。
（2）实验2：对比包裹黑/白纸的易拉罐在阳光下的温度变化。
（3）现象解释：分析“站在烈日下感到热”“烤火取暖”的辐射传热原理。
（四）第8课《物体的传热本领》
1.核心内容：通过金属/非金属材料导热对比实验（珠子脱落顺序），区分热的良导体（铜、铝）与不良导体（木头、塑料），并设计保温盒应用隔热原理。
2.关键活动：
（1）实验：将珠子用凡士林粘在5种材料棒（铜、铝、钢、塑料、木头）上，浸入热水观察脱落顺序。
（2）结论归纳：金属传热快（良导体），非金属传热慢（不良导体）。
（3）工程实践：用泡沫、棉花等不良导体制作保温盒，解释棉被保暖、双层窗隔热的原理。
（五）课程逻辑关系：
1.纵向递进：
（1）基础认知（第5课）：从固体传热现象建立“热传递方向性”（高温→低温）的核心概念。
（2）现象拓展（第6-7课）：探究流体中的对流与非接触辐射，形成热传递的三种方式完整体系。
（3）综合应用（第8课）：分析材料属性对热传递的影响，解决实际问题（如保温设计）。
2.横向关联：
前三课分别聚焦热传递的三种独立方式（传导、对流、辐射），第8课整合前三种方式，分析实际场景中多种传热方式的共存（如保温盒需同时阻断传导、对流、辐射）。
3.能力进阶：
观察实验现象 → 归纳传递规律 → 设计优化方案
（例：金属传热实验 → 总结良导体特性 → 制作保温盒）
五、教学目标
科学观念 1. 理解热传递的三种方式及特点；
2. 掌握良导体/不良导体的特性与应用场景。
科学思维 1. 通过对比实验归纳热传递规律；
2. 用模型解释对流循环（如走马灯）。
探究实践 1. 设计导热性对比实验；
2. 制作并优化保温盒模型。
态度责任 1. 实验操作中注重安全（热水、火源）；
2. 树立节能环保意识（减少热损失）。
六、学情分析
1.年龄特点：五年级学生具象思维为主，对实验兴趣浓厚，但抽象概念（如"分子运动"）需结合可视化实验。
2.认知基础：已知"热从高温传向低温"，但对三种传热方式缺乏系统认知。
3.学习难点：理解"对流是流体循环过程"；区分实际场景中多种传热方式共存（如保温盒需同时阻断传导、对流、辐射）。
七、活动设置
活动 对应课程 主题与目标 达成方式（含跨学科融合）
活动1： 破解固体传热密码 《热传导》 探究热在固体中的传递规律 实验：金属棒涂凡士林，加热观察熔化顺序（科学+数学：记录时间数据）
活动2： 追踪流体的热舞 《热对流》 验证流体中的对流循环 ①木屑水流实验（科学）；
②制作走马灯（美术：装饰灯罩）
活动3： 捕捉无形的热能 《热辐射》 探究辐射传热的影响因素 实验：黑/白纸包易拉罐测温度（科学+数据统计）
活动4： 设计高效保温盒 《物体的传热本领》 应用材料知识解决保温问题 工程实践：用泡沫、锡纸制作保温盒（劳动教育+环保理念）
八、教学方法
1.探究式实验法
操作：分组进行"凡士林熔化实验"，控制变量（加热位置、材料类型）。
2.工程迭代设计
操作：保温盒设计经历"原型制作→温度测试→密封改进"三循环。
3.矛盾事件驱动
操作：提问"为什么羽绒服不导热却保暖？"引发认知冲突，探究空气层隔热原理。
九、学习方法
1.角色扮演法
操作：学生扮演"热分子"，用肢体动作模拟对流循环（冷水下沉蜷缩，受热上升伸展）。
2.思维可视化工具
操作：用双气泡图对比"金属 vs 塑料"导热性差异。
3.迁移应用
操作：将"深色吸热"原理迁移到设计夏季防晒衣。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
类型 内容（占比）
过程性评价（60%） 实验记录单（30%）、保温盒设计图（20%）、小组协作（10%）
终结性评价（40%） 保温盒效能测试报告（30%）、答辩展示（10%）
（二）分活动评价表
活动1：破解固体传热密码（对应《热传导》）
实验操作 完成实验但操作有失误 操作规范，记录完整 精准操作，发现异常现象并分析
数据分析 记录1个现象（如凡士林熔化） 记录2个现象并排序 用数据解释热传导方向
结论表述 说出“金属传热快” 解释“热从高温到低温传递” 联系生活实例（如锅柄用木头防烫）
活动2：追踪流体的热舞（对应《热对流》）
现象观察 描述木屑/烟雾移动方向 画出冷热流体循环路径 用箭头图标注对流全过程（冷下沉→热上升）
模型解释 说出“热水上升冷水下降” 解释走马灯旋转原理 设计新模型验证对流（
生活关联 列举1个对流现象（如煮粥冒泡） 分析暖气片安装位置的科学性 提出“利用对流节能”的方案
活动3：捕捉无形的热能（对应《热辐射》）
实验探究 测量2种颜色吸热差异 控制光源距离变量 设计表格记录多组数据并分析趋势
结论提炼 说出“深色更热” 指出“颜色影响吸热” 科学表述“深色物体吸收辐射能力强”
创新应用 列举1个辐射实例（如晒太阳取暖） 解释太阳能热水器原理 设计“减少热辐射”的遮阳装置（如反光车衣）
活动4：设计高效保温盒（对应《物体的传热本领》）
材料选择 使用1种保温材料（如泡沫） 组合2种材料（泡沫+锡纸） 论证材料搭配的科学性
结构设计 制作单层结构保温盒 设计双层结构+密封条 添加真空层设计（注射器抽气模拟）
效能测试 保温1小时水温降≤10℃ 保温2小时水温降≤15℃ 量化记录温度变化，计算热量损失率
十一、作业设计
活动1：破解固体传热密码（对应《热传导》）
基础作业 列举3个热传导生活实例（如铁勺烫手） ★：1例正确
★★：2例正确+简单描述
★★★：3例正确+科学解释（如“金属导热快”）
提升作业 解释“为什么雪糕裹棉被不化？” ★：提到“棉被隔热”
★★：说明“棉被减缓热传导”
★★★：对比棉被与金属导热性差异
拓展作业 设计实验对比铜/铝导热速度 ★：画装置草图
★★：写步骤+控制变量
★★★：预测结果并设计数据记录表
基础作业 绘制“煮水时气泡运动路径”简图 ★：画出气泡上升
★★：标注冷热水区域
★★★：用箭头标注循环方向
提升作业 分析“为什么暖气片装在房间下方？” ★：提到“热空气上升”
★★：说明冷热空气对流
★★★：对比地暖/暖气片对流效率差异
拓展作业 制作“彩色分层鸡尾酒”（利用密度对流） ★：完成分层实验
★★：记录液体密度顺序
★★★：用对流原理解释分层现象
活动2：追踪流体的热舞（对应《热对流》）
活动3：捕捉无形的热能（对应《热辐射》）
基础作业 记录深色/浅色衣服在阳光下的温度差异 ★：记录1次数据
★★：3次数据取平均
★★★：绘制温度变化折线图
提升作业 解释“汽车遮阳挡银色面朝外”的原因 ★：提到“反射热量”
★★：说明“银色减少辐射吸收”
★★★：对比不同材质的反射率
拓展作业 设计“防晒凉亭”模型（材料/结构） ★：画出草图
★★：标注功能部位（如反光顶棚）
★★★：制作原型并测试隔热效果
活动4：设计高效保温盒（对应《物体的传热本领》）
基础作业 列出保温盒的3种材料并标注功能 ★：1种材料+功能
★★：3种材料+功能
★★★：补充科学依据（如“空气层减少对流”）
提升作业 测试不同杯子的保温效果（玻璃/不锈钢） ★：记录数据
★★：绘制温度曲线
★★★：用数据论证“泡沫比金属保温”
拓展作业 设计“太阳能保温箱”（反射+隔热） ★：概念草图
★★：功能描述+材料清单
★★★：原型测试报告（附温度对比数据）
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