2.7《做个太阳能热水器》 教案

7.做个太阳能热水器
【教材简析】
通过前面6节课的学习，学生已经知道光的一些基本特性，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。本节课通过设计、制作太阳能热水器的活动，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。
第一部分观察、了解太阳能热水器的构造和工作原理，学生了解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；第二部分根据工作原理进行设计、制作太阳能热水器。设计太阳能热水器，不仅要考虑构造，还要考虑材料的选择，热水器的保温效果等。学生通过的分析并设计，真正地把学到的知识运用到实际生活中。既巩固了所学知识，又锻炼了思维能力。体现了＂探究—思考—交流—修正—实践＂的教学理念，也渗透了“stem”教育的学习理念。
【学情分析】
本课教学内容学生都有所了解，几乎每一个学生都看到过太阳能热水器，但学生对于太阳能热水器的构造、工作原理和材料的了解还是较为陌生的，知之甚少。学生需要实际观察太阳能热水器，了解材料性能等，以便建构太阳能热水器的“原型”，为设计、制作太阳能热水器做铺垫。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那样思考，像工程师那样创造，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】
科学知识
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.产品的设计，不仅要考虑构造，还要考虑材料的选择、依据的科学原理。
科学探究
1.能根据研究任务和要求进行有目的的设计。
　2.按一定的格式写出本小组的设计方案。
　3.在全班交流介绍方案的设计思路、原理。
科学态度
1.乐于合作、交流、反思和改进。
　2.体会到运用科学知识解决问题的乐趣。
科学、技术、社会与环境
1.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。
2.认识到科技的发展能促使人们更好地利用自然资源和自然规律。
【教学重难点】
重点：经历对太阳能热水器的设计，方案交流和修改完善的过程。
难点：了解太阳能热水器的工作原理，了解制作太阳能热水器的基本要求。
【教学准备】
预习准备：搜集资料了解太阳能热水器的结构、材料、原理等知识。
教师演示：有关太阳能热水器构造及工作原理的课件及图片。
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、引出问题（预设5分钟）
[预习准备：到太阳能热水器工厂或者商店观察太阳能热水器构造，或者搜集资料了解太阳能热水器的结构、材料、原理等知识。]
出示太阳能热水器图片，太阳能热水器是我们平时生活经常见到和用到的，经过课前的搜集和观察，
提问：关于太阳能热水器，你已经知道些什么?
提问：你还有什么问题？
揭示课题：今天我们就要来做个太阳能热水器（板书：做个太阳能热水器）
引出问题：太阳能热水器是利用多种科学原理设计出来的一种节能装置，要设计制作太阳能热水器，我们就要了解它的构造怎样？它又是如何工作的？
二、太阳能热水器怎样工作（预设15分钟）
1.太阳能热水器是一种光热转化器，它的构造怎样？
（1）学生相互合作，交流收集到的信息，小组汇报讨论结果。
出示多媒体课件（图片）介绍太阳能热水器的构造：真空集热管、绝热贮水箱、反光板、支架、连接管道和控制系统。
提问：各部分有什么作用？
学生发表观点。
2.太阳能热水器的工作过程是怎样的呢?你能不能用语言描述?
（1）小组讨论、汇报
（2）观看太阳能热水器图示工作原理后，再进行描述。
小结：介绍太阳能热水器的工作原理和工作过程。
工作原理：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。
工作过程：通过集热管吸收太阳能给冷水加热，然后把热水送到保温箱保持一定的温度，当我们需要用热水时，通过控制系统放热水，并补充一定量的冷水到集热器进行加热。
三、研讨：设计太阳能热水器（预设15分钟）
1.每一位同学都来担任小设计师,自己设计简易太阳能热水器。（1）学生阅读书上的提示与要求。
思考：需要的材料？
升温和保温的措施？
需要注意的问题？
设计图？
出示制作要求。（3）分组讨论,自行设计,填写学习单。（4）小组之间交流各自的设计金点子。
小结：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，但可以减少热量外流，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。
（5）完善我们的设计方案。
四、总结、制作太阳能热水器（预设5分钟）
1.太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转化为热能，并通过储水箱将热水储存的设备。
2.根据每个小组设计方案制作简易的太阳能热水器，下节课准备展示。
【板书设计】
2.7做个太阳能热水器
太阳能热水器
真空集热管、绝热贮水箱、反光板、支架、连接管道和控制系统。
【相关表单】
《我们的太阳能热水器》设计方案 设计时间： 年 月 日
小组成员
材料准备
设计方案
设计样图
【作业设计】
1.太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将（ ）转化为（ ），并通过储水箱将热水储存的设备。
A. 热能 B.光能
2.太阳能热水器的绝热贮水箱主要用来吸收太阳的热量。（ ）
A. 正确 B.错误