资源简介

根据《义务教育科学课程标准(2022)》编写
小学科学（人鄂版）五年级上册
第五单元《太阳能热水器》
大单元教学设计
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CH2
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基本信息
学科
小学科学
版本
人教版/鄂教版
年级
五年级上册
单元名称
第5单元《太阳能热水器》
单元主题
绿色能源工程师一一
解锁太阳能的奥秘
课时安排
3课时
一、单元主题
”绿色能源工程师一一解锁太阳能的奥秘”
围绕太阳能热水器的科学原理、工程设计与社会价值，引导学生从认知到实
践再到创新，培养工程思维与环保责任。
二、单元大情景
“校园绿色能源科创大赛“
学生化身“能源工程师”，参与校园科技节挑战：为山区小学设计一款高效太
阳能热水器。贯穿单元的三阶段任务：
1.任务一：原理探秘组(《认识太阳能热水器》)一一研究太阳能转化原理；
2.任务二：模型制作工坊(《制作简易太阳能热水器》)一一动手制作并测
试原型；
3.任务三：技术优化营(《改进与交流》)一一改进性能并推广应用。
最终举办“太阳能科技博览会“展示成果。
三、课程标准分析
依据
《义务教育科学课程标准(2022年版)》
4.
能的转化与能量守恒；
核心概念
13.工程设计与物化
学习内容
4.2太阳能与其他能量的转化；
13.2工程是设计方案物化的结果
①设计实验探究影响太阳能转化的因素（如颜色、角度）；
学段目标
②制作太阳能利用模型，测试并改进：
(5-6年级)
③分析技术产品对可持续发展的意义。
四、单元教材分析
(一)单元课程组成
本单元包括《认识太阳能热水器》《制作简易太阳能热水器》《改进与交流》
共3课，围绕太阳能热水器的科学原理、工程实践与技术迭代展开，形成“认知
→设计→物化→优化”的完整工程实践链条。
(二)分课核心内容与关键活动
1.第15课《认识太阳能热水器》
(1)核心内容：
①分析太阳能热水器的结构（集热管、储水箱、反射板）及功能（吸热、储
热、聚光)。
②探究设计原理（深色吸热性强、倾斜角度与光照效率的关系）。
储水箱
集热管
出水口
人水口
早期的太阳能热水器是
简单的简状
(2)关键活动：
①颜色吸热实验：对比深色（黑）与浅色（白）容器在阳光下的水温变化，
验证“深色更易吸热”的科学原理（课本P58-59)。
②角度影响实验：调整集热管倾斜角度（如30°vs60°），探究阳光直
射与斜射的吸热差异（课本P60)。
2.第16课《制作简易太阳能热水器》
(1)核心内容：
设计并制作可实际使用的太阳能热水器模型，融合材料选择（如易拉罐、反
光铝箔)、成本控制（材料单价表）与电路连接（如LD灯测试）。
(2)关键活动：
①工程设计实践：绘制结构草图，标注组件功能（如反光板增强聚光）（课
本P61)。
②原型制作与测试：记录200πL水在15分钟内的温升数据（课本P62实验
记录表)。
3.第17课《改进与交流》
(1)核心内容
①基于测试结果优化设计（如增加反光板、调整倾角)，理解“迭代”在工
程中的意义。
②分析技术产品的社会价值（环保性、成本效益）。
(2)关键活动：
①改进方案辩论：对比不同小组的升温效果（如“14.2℃组”vs“低成本
组”)，讨论性能与成本的平衡（课本P63)。
②拓展应用：调查太阳能产品（如太阳能灶、充电背包）的创新设计（课本
P64)。
能力发展轴
太阳能技术社会价值
提供原理支撑
科学观念：热福射/材料属性
第2课制作简易太阳能热水器
应用拓展态度责任：创新/环保
生成测试数据
探究实践：设计/物化
优化方案反馈
第3课改进与交流

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