资源简介

单元(整体)备课
第 五 单元
单元(主题) 《太阳能热水器》 （一）指导思想 《中国学生发展核心素养》中，在社会参与方面的实践创新素养中其中一个要点涉及问题解决，具体阐述如下：善于发现和提出问题，有解决问题的兴趣和热情；能依据特定情境和具体条件，选择制订合理的解决方案；具有在复杂环境中行动的能力等。解决问题能力是创新型人才必备的能力之一。解决问题能力是指人们运用观念、规则、一定的程序方法等对客观问题进行分析并提出解决方案的能力。 本主题活动学生针对垃圾分类点简易洗手装置在冬天使用不方便这一生活真实问题，通过科学知识的学习及热水器的调查了解，设计并制作简易太阳能热水器，利用分析、综合、比较、分类、推理、类比等思维方法进行论证和评估，不断修改、完善设计方案，进而达到提升学生解决问题能力。 （二）理论依据 项目式学习以学科的概念和原理为中心，在真实的情境中围绕真实的任务开展学习，学生在一段时间内对与学科或跨学科有关的驱动性问题进行深入持续的探索，在调动所有知识、能力、品质等创造性地解决新问题、形成公开成果中，形成对核心知识和学习历程的深刻理解，形成问题解决的经验图示，能够在新情境中进行迁移。本主题利用项目式学习整合单元教学，围绕“太阳能热水器”开展项目式学习，在解决真实问题的过程中逐步提升学生的问题解决能力。
背景分析
课标要求 《太阳能热水器》是人教﹒鄂教版小学科学五年级上册第五单元，属于技术、工程与社会部分。 学习内容： 12.1技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造 12.2技术与工程改变了人们的生产和生活 内容要求： 知道技术包括方法、程序和产品等；知道发明的常用方法，举例说出一些典型的发明，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。 指导工程与科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成；直到中国主要的大科学工程。 知道技术对提高生产技术可以提高生产效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品。 学业要求： 能尝试应用所学科学原理设计并制作简单的装置，能进行模拟演示并简要解释如何提高效率。 能以事实为依据做出判断。 学生必做探究实践活动： 无
内容分析 教学内容分析： 在本册教材的第一单元《烧水过程中的热传递》中，学生通过观察烧水时各部分的温度变化，初步形成热传导、热对流、热辐射的 概念。在第四单元《光》中，学生了解了光的传播与光的反射，并通过对彩虹的深入研究认识了太阳光。本单元将在此基础上，通过设计和制作简易太阳能热水器，将学习到的热传递知识 和光的知识运用于工程实践活动，让学生在实践过程中运用科学原理，以发散性思维解决实际问题。 基于以上指导思想、理论依据和课标中的核心概念，制定本主题《太阳能热水器》为5课时：包括第14课、第15课和第16课。具体安排如下： 第1课时 14.《认识太阳能热水器》（一） 作为本主题的起始课，考虑到本课要在本主题中起到抛砖引玉、统领本主题的作用。课堂初始，从生活中的真实情景出发，聚焦问题，明确任务。进而了解各种太阳能热水器，通过比较、分类等思维，明确太阳能热水器各部分组成及功能。 第2课时 14.《认识太阳能热水器》（二） 本课在上一节课了解太阳能热水器的基础上，主要探究集热管为什么是深色的？集热管为什么要倾斜？为什么要有反射板？通过对这些问题的探究，体会各部分结构及用途，分析、体会各部分结构是怎样工作的？进而为学生下一课时设计太阳能热水器做知识储备。 第3课时 15.《制作简易太阳能热水器》（一） 本课引导学生根据教师提出的任务和具体要求开展设计活动。学生经历对太阳能热水器进行设计、反思和论证过程，最终确定小组设计图。 第4课时 15.《制作简易太阳能热水器》（二） 本课引导学生开展模型制作活动。根据设计意图，分析可利用的资源进行制作，制作完成后，对模型进行效果测试，简单评估完成一个产品或系统的可行，并从吸热效果、成本、结构等方面对模型进行调整。 第5课时 16.《改进与交流》 本课引导学生根据上节课中测试的实际结果分组进行交流，并研讨如何改进模型以达到更好的效果。在研讨、改进、检验、再改进的过程中不断提升模型的性能，最终达到制作任务的要求。在这个过程中引导学生从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价不同的模型，并且引导学生将自己的作品推广到社会中去。
学情分析 五年级学生具备了一定的逻辑思维能力，能够较好地理解、设计一些稍复杂的实验。在知识方面，学生在本册教材的第一单元《烧水过程中的热传递》中，通过观察烧水时各部分的温度变化，初步形成热传导、热对流、热辐射的概念。在第四单元《光》中，学生了解了光的传播与光的反射，并通过对彩虹的深入研究认识了太阳光。但学生对于能量的认识还较为模糊。 在能力方面，学生已经有了提出问题、做出猜想的能力。但他们的认知还比较模糊，需要通过有效地探究实验，借助准确、有力的实验证据，发现规律，从而在前概念的基础上构建科学概念。五年级学生对其生活的人工世界有所了解，能利用图画、文字等方式表达自己的想法，经历过设计的基本过程，可以针对一个具体的任务有步骤的设计一个产品或完成指定的任务。但是他们通常不知道建设工程的过程和实施一项工程的基本步骤，难以从系统的角度考虑工程设计、权衡利弊并做出设计上的决策。在科学态度方面，学生对动手制作很有兴趣，能够静心制作。但对照图纸进行制作时，具有一定的随意性。
教学目标与重点、难点
教学目标 （一） 科学观念 1.通过探究活动能够说出影响太阳能热水器吸热效果的主要因素有颜色、光照角度等。 2.通过认识太阳能热水的结构及工作原理，能够说出太阳能热水器是将光能转化为热能的装置。 （二） 科学思维 1.解释生活中的科学现象和过程。 2.运用模型分析、解释现象和数据，综合分析简易太阳能热水器模型可能存在的问题。 （三） 探究实践 1.基于探究颜色、照角度等对太阳能热水器吸热效果的影响因素的实验，能够分析、比较出黑色、照射角度倾斜能使太阳能热水器有更好的吸热效果。 2.能根据工程的需求，从结构、功能等角度设计简易太阳能热水器。 3.能根据设计意图，分析可利用的资源，制订较完整的制作计划。 4.能根据设计图制作模型，并在制作过程中及完成后进行相应的测试和调整。 5.能从经济效益、社会效益、环境效益等方面评价某个工程设计或产品，并提出改进和 完善建议。 （四） 态度责任 1.对太阳能热水器的结构、功能、特点等产生探究的兴趣。 2.乐于与他人沟通交流，能尊重他人的意见。 3.愿意接受他人的合理意见，反思和改进作品。 4.在亲历简易太阳能热水器的设计制作过程中，体会并说出科学、技术、社会与环境之间的关系。
教学重点 1. 能够对“比较不同颜色吸收太阳能的能力”的实验进行设计、操作及数据分析。 2.能够设计实验比较不同颜色、不同光照角度、不同光照量对吸热效果的影响、操作及数据分析。 3. 基于对太阳能结构和原理的认识，能根据实际的需求，从结构、功能的角度设计简易太阳能热水器。 4. 根据设计图制作模型，并在制作过程中及完成后进行相应的测试和调整。 5. 找出设计或制作中的不足，并想办法改进。在交流中，发现他人的长处，向他人学习。
教学难点 1. 能够设计出对比实验并进行规范操作，获取有效的数据，并对数据进行分析，得出结论。 2.设计实验并进行规范操作，获取有效的数据，并对数据进行分析。 3. 能根据设计意图，分析可利用的资源，制定较完整的制定计划。 4. 会使用工具对材料进行简单的加工。 5. 找出设计或制作中的不足，并想办法改进。在交流中，发现他人的长处，向他人学习。
整体教学框架（流程图）
作业设计规划及作业内容
1.请标注家用太阳能热水器各部分的名称。 2.你能分析一下这两种太阳能热水器哪一种加热速度更快吗？ 3. 尝试计算自己的设计的成本。 4.思考如何改改进自己的模型。 5.完善产品说明书

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