资源简介

(共35张PPT)
结构与保温
第一单元 第4课
（大象版）五年级
上
01
素养目标
02
新知导入
03
新知讲解
04
拓展延伸
05
课堂练习
06
课堂总结
07
作业布置
01
素养目标
知道双层结构可以减缓热传递的速度，了解保温瓶的保温原理。
01
02
能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。
03
能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响，在对温度变化的分析中，知道双层结构可以减缓热传递的速度。
科学观念
04
通过实验，培养学生合作精神和探究意识。
科学思维
探究实践
态度责任
02
新知导入
你观察过家里的窗户吗？是什么样的玻璃呢？
02
新知导入
双层玻璃杯
03
新知讲解
提出问题
玻璃窗为什么要做成双层玻璃的？这样加工起来不是很麻烦吗？和单层的玻璃窗比起来，这样设计有什么优点？
03
新知讲解
提出问题
小贴士
我们还可以尝试从事物的结构角度来提问题，如“它是什么结构”“与其他结构相比，该结构有什么特点”等。
如果觉得所提的问题暂时不能用观察、实验、查阅资料、调查等方法来研究，不妨设法把它转换成可以用这些方法来研究的问题。
03
新知讲解
相同材料做成的双层结构和单层结构的物体，在相同时间内，哪一个保温效果好？
提出问题
03
新知讲解
实验:不同结构对热传递的影响
选择合适的材料，先制作一个简单的双层结构，再来研究不同结构对热传递的影响。
03
新知讲解
剪刀
胶带
温水
透明塑料瓶
（1大2小）
橡皮泥
材料超市
温度计（2支）
计时器
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
我的假设：在相同时间内，双层结构温度边变化幅度小
相同条件：塑料瓶一样，水的多少一样，初始温度和用的时间也一样。
不同条件：单层结构和双层结构。
研究的问题：不同结构对保温效果的影响
实验方案
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
实验步骤：
1、用大塑料瓶套小塑料瓶的方法，制作出双层结构瓶。
2、分别在双层瓶和单层瓶被倒入同样多的温水，并记录下初始温度。
3、用橡皮泥将温度计固定在测量位置……
4、每2分钟观察并记录一次温度数据，共观察10分钟。
实验方案
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
使用剪刀时要注意安全，不要伤到自己和他人。
安全提示
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
时间 单层结构小瓶内水温 双层结构小瓶内水温
0分
2分
4分
6分
8分
10分
不同结构对热传递的影响实验记录表
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
整理我们收集到的温度变化数据，分析比较哪种结构的瓶子内水温下降得慢，和同学们交流玻璃设计成双层结构的原因。
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
复式折线统计图是用一个单位长度表示一定的数量，根据数量的多少描出各点，然后把各点用线段顺次连接起来，以折线的上升或下降来表示统计数量增减变化。折线统计图不但可以表示出数量的多少，而且还能够清楚的表示出数量增减变化的情况。
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
不同结构小瓶内水温变化对比图
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
单层玻璃由于内外表面温差较大，加上玻璃内外的空气都可以对流，热传导速度较快。双层玻璃每层玻璃内外表面的温差都相对减小，加上采用合适的间隔可以有效防止夹层中空气的对流，静止的空气是热的不良导体，因此保温效果大大增加。
资 料 卡
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
用相同材料做成的双层结构和单层结构的物体，在相同时间内，双层温度变化幅度小。
实验:不同结构对热传递的影响
03
新知讲解
提出问题
玻璃窗为什么要做成双层玻璃的？这样加工起来不是很麻烦吗？和单层的玻璃窗比起来，这样设计有什么优点？
玻璃窗设计成双层结构，冬天室外较冷时，可以阻止室内的热向室外传递；夏天室外较热时，可以阻止室外的热向室内传递。
03
新知讲解
保温壶
阅读：保温瓶的原理
03
新知讲解
木塞：热的不良导体，隔绝内部物体与外界空气的接触，减少热传导与热对流。
真空：无热传导与热对流。
镀银内壁：减少热辐射。
阅读：保温瓶的原理
03
新知讲解
保温瓶的软木塞是热的不良导体，减慢了热的传导。双层结构的夹层被抽成真空，最大限度地减少了热传导和热对流，再加上银镀层，又尽可能地组织了热辐射。多种方式同时使用，大大减缓了热传递的速度，起到了良好的保温作用。
阅读：保温瓶的原理
03
新知讲解
迁移应用
冰淇淋冷藏箱的保温效果与哪些因素有关呢？我们还有什么问题需要继续研究？尝试自己设计实验方案并进行研究。
03
新知讲解
把我们的探究结论都整理好，准备设计一个冰淇淋冷藏箱吧！
要是把冷藏箱做成几层，每层作证一个一个的小格子……
我想试试外面加一层锡纸能不能更好地防止热辐射……。
外包装的颜色会不会和吸收热辐射有关？
迁移应用
04
拓展延伸
房屋也需要保温
04
拓展延伸
1、保护主体结构，延长建筑物寿命；
2、发挥材料保温节能的功效；
3、有利于提高墙体防水、气密性及隔音效果。
05
课堂练习
1、观察右图，下面说法正确的是（ ）。
A.在相同时间段内，单层结构的温度变化小，保温效果好
B.在相同时间段内，双层结构的温度变化小，保温效果好
C.在相同时间段内，单层结构和双层结构的保温效果相同
选一选
B
05
课堂练习
2、妙妙想改进外卖箱，使它更保温，下面属于对结构方面进行改进的是（ ）。
A.使用超厚的泡沫塑料来制作外卖箱的箱体
B.在外卖箱最外层加一层锡纸
C.把外卖箱的箱体做成多层的，每层都做成一个个的小格子
选一选
C
05
课堂练习
填一填
1、在瓷碗、单层不锈钢碗和双层不锈钢碗中，（ ）的保温效果最好。
2、保温瓶的软木塞是热的（ ），减慢了（ ）。双层结构的夹层被抽成（ ），最大限度地减少了（ ）和（ ），再加上（ ）镀层，又尽可能地阻止了（ ）。多种方式同时使用，大大减缓了（ ）的速度，起到了良好的保温作用。
双层不锈钢碗
不良导体
热的传导
真空
热传导
热对流
银
热辐射
热传递
05
课堂练习
断一断
1、双层玻璃保温效果好的主要原因是阻止了热辐射。 （ ）
2、保温瓶使用多种方式减缓了热传递的速度，起到了良好的保温作用。
（ ）
3、双层玻璃中静止的空气是热的良导体。 （ ）
4、保温瓶既能保存热的食物，又能保存冰块。 （ ）
5、冰淇淋冷藏箱的保温效果与外包装的颜色、箱体的结构无关。
（ ）
6、保温瓶的瓶塞一般都用热的不良导体来制作。 （ ）
×
×
√
√
×
√
06
课堂总结
通过今天的学习，你有什么收获？
今天的学习，我们知道了双层玻璃窗的结构的优点，可以使室内外温度变化幅度小，从而起到保温的效果。同时通过阅读保温瓶的原理，知道了保温瓶的软木塞可以减慢热的传导，保温瓶的双层结构可以减少热传导和热对流，镀银层可以尽可能地阻止热辐射。
07
作业布置
家里面有保温瓶、热水壶吗？请你观察一下它的结构，并把它的保温原理说给家人或朋友听。
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单元基本信息
单元主题 冰淇淋冷藏箱
课标要求 核心概念： 物质的结构与性质；能的形式、转移与转化。 学习内容： 1.1物质具有一定的特性与功能。 观察常见材料的导热性，说出它们的主要用途。 4.1能的形式、转移与转化 （3）举例说明生活中常见的热传递现象，知道热从温度高的物体传向温度低的物体，从物体温度高的部分传向温度低的部分。 （4）举例说明影响热传递的主要因素，列举它们在日常生产生活中的应用。 学业要求： 1.能说明常见材料的导热性及其用途；能比较和分析常见材料的导热性。 2.能举例说明常见的热传递现象和影响热传递的主要因素，列举它们在生产生活中的应用； 3.能对热传递的方式进行分析和推理； 4.会用已有知识和经验对热传递方式作出推测，设计实验，寻找证据，得出结论。
单元课时设计 5课时
一、单元学习主题分析（体现学习主题的育人价值）
主题名称 冰淇淋冷藏箱
单元设计意图 1.本单元侧重培养的科学探究要素是“提出问题”。本单元以制作冰淇淋冷藏箱为任务驱动，引导学生学习有关热传递的科学知识，同时重点提升学生“提出问题”的能力，由于创作冰淇淋冷藏箱与冷藏箱的结构以及材料的功能等因素密切相关，而冰淇淋的融化过程又涉及温度和状态的变化，因此本单元的科学探究目标是“能基于所学的知识，从事物的结构、功能、变化等角度提出可探究的科学问题”，是“提出问题”要素学段目标的重要组成部分。 2.本单元对《课程标准》的落实。本单元通过实践、观察、探究、归纳等活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。 3.熟悉整套教材内容，明确该单元在整套教材中与其他单元的关系和作用。 4.该单元分为五课，分别为《热传递》《热的传递方式》《材料与保温》《结构与保温》《制作冷藏箱》。先了解什么是热传递；然后通过热传递的方式，知道冰淇淋冷藏箱的工作原理；第3、4课是让学生明白要想制作冰淇淋冷藏箱需要准备什么；最后一课是如何制作冷藏箱。
主题学情分析 通过中年级学段“小小气象员”“冷与热”等单元的学习,学生对于冷热现象的认识、温度计的使用,热对物体状态的影响等方面已经形成了较为正确的概念,本单元的学习就建立在这些知识基础之上。但受日常生活经验及思维特点的影响,在热传递的方向、方式以及材料、结构等因素对热传递速度的影响等方面,学生仍存在认知偏差,缺乏对热传递全面、正确的认识和理解。例如,有的学生认为:冬天室外的金属把手摸起来很凉,是金属把“冷”传给了人;“热”可以传递,“冷”也可以传递;“冷”“热”必须通过接触才能传递;锅里的水在变热时,锅底部水温最高,热量呈放射状向上传递;等等。实际上,学生对热传递的理解除普遍性、自发性之外,还具有实例化,顽固和自我矛盾等特征。 在提出问题方面，经过四年的训练，学生已能从具体的现象与事物的观察比较中提出问题，但在把问题转化成可探究的科学问题上，还有较大的提升空间。
开放性学习环境 指导性预习：阅读+问题+检测； 大单元大概念大任务课堂学习：问题+探究+讲述+整合+实战； 现代教育新技术：PPTX+微视频+网络+师生互助
二、单元学习目标设计（基于标准、分析教材、结合学情，体现素养导向）
单元学习目标 科学观念：知道常用材料的导热性和主要用途；知道热通常从温度高的物体传向温度低的物体；知道影响热传递的主要因素。 科学思维：能基于所学的知识,从事物的结构、功能、变化等角度提出可探究的科学问题。 探究实践：初步具有从事物的结构、功能、变化及相互关系等角度，提出问题和制定比较完整的探究计划的能力。 能利用相关仪器设备进行观察并记录；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。 能自主制订或执行学习计划，掌握基本的学习方法，探索适合自身特点的学习策略，进行有效地总结和反思。 态度责任：表现出对事物的结构、功能、变化及相互关系进行科学探究的兴趣。
三、学习活动/任务设计（指向学习目标，强调学生的活动与体验）
第1课时 任务1 名称：冰淇淋的融化 出示教材中冰淇淋融化场景图，提问：关于冰淇淋的融化,我们知道些什么 有哪些想要研究的问题 设计意图：借助学生熟悉的冰淇淋融化场景，引导学生学习如何从变化的条件和原因的角度，将自己感兴趣的疑问转化为可探究的科学问题。
任务2 名称：搜集“热在物体间的传递”的证据 提问：热能够从一个物体传递给另一个物体吗？根据我们的生活经验，说一说热在物体间传递的事例。 设计意图：通过利用生活中物体与物体间的热传递现象，让学生初步感知热能够从一个物体传递给另一个物体。
任务3 名称：实验——探究“热传递的方向” 出示实验材料，学生分组讨论如何证明热在铜棒中的传递过程,并用文字、图画或符号表示出大概的实验设计方案，再分组研究热在金属棒、金属片中的传递。 设计意图：引导学生学会选择合适材料，设计实验方案、探究热传递的方向，培养学生观察能力和探究能力。
任务4 名称：得出结论——分析“热传递的方向” 讨论:观察分析加热蜡环在铜棒上的变化，想一想:这些变化说明了什么 这些现象能不能为我们的观点提供证据 热在物体之间传递的方向是怎样的 在同一个物体内部又是怎样的 设计意图：通过观察分析加热后蜡环在铜棒上的变化，最终形成共识：热可以在物体间和物体内传递，通常热从温度高的物体传向温度低的物体，或者从物体温度高的部分传向温度低的部分。。
第2课时 任务5 名称：观察热辐射 给灯泡通上电，一两分钟后，手慢慢靠近灯泡，体会手的感觉。 提问：灯泡的热是怎样传递给手的呢？ 设计意图：通过用手去亲自感受灯泡散出的热，初步感知什么是热辐射。
任务6 名称：实验——热传递的方式之一“热对流” 回忆我们在家中烧开水的经历，猜一猜：热在水中是怎样传递的？ 设计意图：通过小组合作的方式，设计实验借助茶叶观察加热过程中水的流动方向，初步建立对流的概念。
任务7 名称：处理信息——热在水中的传递过程 分析在加热过程中水的流动方向，用示意图的形式记录发现。 设计意图：在“热对流”的探究中，让学生再次体会借助合适的材料来证明猜想，观察不容易观察到的现象。
任务8 名称：任务——如何做到保温 提问：要想让冰淇淋融化得慢，冷藏箱的保温效果要好，如何才能有效组织外面的热传递给里面的冰淇淋呢？ 设计意图：以任务发布的形式，引导学生进一步探究影响热传递快慢的因素，鼓励学生用学到的科学知识解决实际问题。
第3课时 任务9 名称：提出问题——材料和保温有什么关系 提问：为什么锅把儿用塑料或者木材？为什么冰糕箱上要裹棉被？ 设计意图：结合自己的生活经验，就材料和热传递的关系，尝试从事物的功能角度提出可以探究的科学问题。
任务10 名称：事实证明——材料与冰块融化快慢的关系 选择一个问题，制定好研究计划，并及时记录实验数据。 设计意图：通过对比实验，研究不同材料对热传递快慢的影响。
任务11 名称：得出结论——热的良导体和不良导体 比较分析各小组的实验结构，总结物体的材料对热传递的快慢有什么影响。 设计意图：在传热速度的对比中形成“不同材料的导热性是不同的，有的物体导热性好，是热的良导体，有的物体导热性不好，是热的不良导体”的共识。
第4课时 任务12 名称：提出问题“玻璃窗为什么要做成双层玻璃的？” 观察双层玻璃窗的结构，想一想，为什么要这么设计？ 设计意图：尝试从事物的结构角度提出我们可以探究的科学问题。
任务13 名称：实验——不同结构对热传递的影响 选择合适的材料，先制作一个简单的双层结构，再研究不同结构对热传递的影响。 设计意图：通过研究单层、双层结构对热传递的影响，发现结构是影响热传递速度的重要因素之一，达成课标要求。
任务14 名称：处理信息 整理我们收集到的温度变化数据，做成对比图 设计意图：分析比较哪种结构的瓶子内水温下降得慢，和同学们交流玻璃窗设计成双层结构的原理。
任务15 名称：阅读“保温瓶的原理” 从热传导、热对流和热辐射三个方面了解保温瓶为什么能保温。 设计意图：通过阅读“保温瓶的原理”体会复杂的科学世界，产品设计时应同时考虑多种因素影响。
第5课时 任务16 名称：画出冰淇淋冷藏箱的设计图 小组讨论，画出冰淇淋冷藏箱的设计图，说一说，为什么这样设计。 设计意图：根据知道的热传递知识，以及材料的导热性、物体的结构、物体的颜色等对保温效果的影响，设计冷藏箱设计图。
任务17 名称：制作冷藏箱 选择合适的材料，小组合作根据设计图制作一个冰淇淋冷藏箱。 设计意图：通过完整的产品设计和制作流程，进一步了解材料性能，完善对热传递现象的认识和理解。
任务18 名称：评价——冰淇淋冷藏箱制作比赛 哪个小组制作的冰淇淋冷藏箱保温效果最好，全班进行一次比赛。 设计意图：冷藏效果比赛既是对产品的检验，也是对制定合理而又全面的评价标准的提升和训练。
四、单元学习评价设计
评价要素 针对单元整体描述
评价内容 第1课时《热传递》： 利用生活中物体与物体间的热传递现象，以及酒精灯加热铜棒、蜡环掉落等可视的、直观的实验现象来探究热在物体间及物体内部的传递，最终形成共识。 第2课时《热的传递方式》： 利用灯泡发热体验热传递的感受，体会热辐射的传热特征。通过引导学生回顾烧开水的经历，设计实验借助茶叶观察加热过程中水的流动方向，初步建立对流的概念。 第3课时《材料与保温》： 引导学生尝试从事物的功能角度提出研究问题，再利用对比实验，研究不同材料对热传递快慢的影响，在传热速度的对比中形成“不同材料的导热性是不同的”。 第4课时《结构与保温》： 通过研究单层、双层结构对热传递的影响，发现结构是影响热传递速度重要因素之一。通过阅读，了解保温瓶的原理。 第5课时《制作冷藏箱》 根据已有知识合作制作冰淇淋冷藏箱，在材料的选择和加工中，在结构的设计和完善中，经历完整的产品设计和制作流程，进一步完善对热传递现象的认识和理解。
评价指标 第1课时《热传递》：热可以在物体间和物体内传递。（科学观念）能从冰淇淋变化的条件和原因等角度提出可探究的科学问题。（科学思维）小组合作，利用不同材料，设计实验探究热传递的方向。（探究实践）愿意与他人合作交流，尊重他人的劳动成果。（态度责任） 第2课时《热的传递方式》：初步建立对流的概念，进一步探究影响热传递快慢的因素。（科学观念）理解热辐射是热从热源直接散发出去的传热方式。（科学思维）小组合作完成实验，观察水受热流动的现象，认识热对流的特点。（探究实践）培养观察、描述的能力及乐于合作的团队精神。（态度责任） 第3课时《材料与保温》：不同材料对热传递快慢的影响。（科学观念）能从材料的功能角度提出可探究的科学问题。（科学思维）小组合作，利用不同方式设计实验探究不同材料的导热性。（探究实践）在探究过程中体验与人合作交流的乐趣。（态度责任） 第4课时《结构与保温》：研究单层、双层结构对热传递的影响。（科学观念）能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。（科学思维）能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响。（探究实践）能用自己的话解释保温瓶的保温原理。（态度责任） 第5课时《制作冷藏箱》经历完整的产品设计和制作流程，完成冰淇淋冷藏箱的制作。（科学观念）根据热传递的原理画出冰淇淋冷藏箱的设计图。（科学思维）能依据设计图选择合适的材料进行加工，完成冰淇淋冷藏箱的制作任务。（探究实践）能制定合理公平的产品评价标准，并能结合评价结果，提出下一步的改进建议。（态度责任）
评价方法 课上评价 1.教师激励评价 2.学生自我反思评价 3.成果展示，学生互评：赞赏性评价和质疑性评价 5.使用评价量化表，延时评价 课后评价 1.课时作业 2.单元测试
五、单元作业设计
选一选。 1.下列行为中，通过热传递的方式使我们身体暖和起来的是（ ） A.敷热水袋 B.吃食物 C.跑步 2.炒菜用的锅子锅柄选用哪种材料比较合适？（ ） A.铁 B.铝 C.塑料 3.产生热传递的条件是（ ）。 A.物体不直接接触 B.要有温度差 C.必须在物体中心处加热 4.烧开水时，水壶里的水传递热的方式属于（ ） A.热传导 B.热对流 C.热辐射 5.下面现象中，不是因热传递使物体的温度升高的是（ ）。 A.双手不停地搓感到暖和 B.金属汤匙放到开水里，一会儿手柄就热了 C.冰块在太阳的暴晒下，一会儿就融化了 6.下列材料中，适合用来制作冷藏箱箱体的是（ ） A.PVC板 B.木板 C.纸板 二、填一填。 7.通过相互接触，将热从（ ）传向（ ），或者从（ ）传向（ ）的方式叫热传导。 8.在阳光下，戴黑手套的手温度要比戴白手套的手的温度（ ）。 9.热传递的方式有（ ）、（ ）、（ ）。 10.不同材料的（ ）是不同的。像铜、铁、铝这样导热性好的物体叫作热的（ ）；像（ ）、（ ）这样传热性不好的物体叫作热的（ ）。 三、判一判。 11.热传递后，热量就消失了。（ ） 12.设计师对物品的设计会满足不同人群的需求。（ ） 13.冬天多穿衣服后身体感觉暖和了，是因为衣服里有很多热。（ ） 14.热只能在液体中传播，不能在气体中传播。（ ） 15.太阳的热是通过辐射传到地球上的。（ ） 16.热的良导体吸热快，散热也快。（ ） 四、根据要求作答 17.连一连。 判断下列物体属于哪一种材料，并用线连起来。 铝 热的良导体 木头 钢 铁 热的不良导体 塑料 陶瓷 大理石 18.简答题 什么是热的良导体和不良导体？它们分别适合用于什么场合？ 五、综合分析题 19.在校园一角，有几个同学在聊天，一个小女孩说：“有一次我不小心把乒乓球踩了一脚，球凹进去了，我哥哥把它放到开水里，马上就恢复了原状，真是不可思议。”另一个小男孩说：“这不奇怪，我看到过更有意思的，有个卖冰棒的老奶奶把棉被盖在并轨上，说这样冰棒不容易融化，哈哈，你相信吗？”聊了一会儿，有个同学说口渴了，就去买了一瓶矿泉水，边喝边生气地说：“这些厂家真不像话，水都没装满就卖给我们了，真小气！” 请找出同学们交谈中的科学现象，并运用所学的知识进行解释。 科学现象一： 我的解释： 科学现象二： 我的解释： 答案： 一、1.A 2.D 3.B 4.B 5.C 6.A 二、7.温度高的物体 温度低的物体 物体温度高的部分 温度低的部分 8.高 9.辐射 传导 对流 10.导热性 良导体 木头 塑料 不良导体 三、11.× 12.√ 13.× 14.× 15.√ 16.√ 四、 17.热的良导体:铝、钢、铁、大理石 热的不良导体：木头、塑料、陶瓷 18.答：不同材料的导热性是不同的。像铜、铁、铝这样导热性好的物体叫作热的良导体；像木头、塑料这样导热性不好的物体叫作热的不良导体。热的不良导体适合用于需要更好地散热的场合，而热的不良导体适合用于需要更好地保温的场合。 五、 科学现象一：压瘪的乒乓球放热水中恢复原状。 我的解释：气体的热胀冷缩 科学现象二：棉被盖在冰柜上 我的解释：棉被是热的不良导体，保温效果好
六、单元教学结构图
冰 淇 淋 冷 藏 箱
七、反思性教学改进（实施后填写）
对于科学概念的理解，教师一定要让学生在亲身的体验和感受中获得，这样才会记忆深刻，也才能够真正增长学生的知识。本单元层层递进，学生经历完整的科学探究过程，教师着重引导学生思考如何提出问题，如何从多个问题中聚集探究的主题，指导学生设计实验，完成探究活动。最后把所学知识应用到实践中，制作冷藏箱。 优点：让学生做课堂的小主人，自己去发现问题，提出问题，研究问题，解决问题。 不足：不能让每个学生都表达自己的问题和观点。
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第4课时教学设计
课题 《结构与保温》
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
1.教学内容分析 《结构与保温》是本单元第4课，借助对双层玻璃窗结构的观察，引导学生从事物结构的角度提出可探究的科学问题，同时巩固可探究问题转化的方法。通过研究单层、双层结构对热传递的影响，发现结构是影响热传递速度的重要因素之一，达成课标要求。利用资料卡呼应问题情境，解释玻璃窗设计成双层结构的原因。阅读“保温瓶的原理”体会复杂的科学世界，产品设计时应同时考虑多种因素影响。“迁移应用”环节再次提醒学生关注制作任务，利用所学知识，思考冰淇淋冷藏箱的结构设计。
2.学习者分析 五年级的学生已经具有一定的生活经验和知识储备。这个阶段的学生对冷热现象的认识、温度计的使用、热对物体状态的影响等已经形成了较为正确的概念。但受日常生活经验及思维特点的影响，在热传递的方向、方式以及材料、结构等因素对热传递速度的影响等方面还缺乏全面、正确的认识和理解。 生活中，学生一般都知道金属的导热性较好，木头、塑料、玻璃等导热性能一般，比较容易区分热的良导体和不良导体。但是，对于哪种常见材料的导热性最好或最差，还是比较模糊，必须通过实验进行探究。
3.学习目标确定 科学观念：知道双层结构可以减缓热传递的速度，了解保温瓶的保温原理。 科学思维：能从事物的结构角度提出可探究的科学问题。 探究实践：能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响，在对温度变化的分析中，知道双层结构可以减缓热传递的速度。 态度责任：通过实验，培养学生合作精神和探究意识。
4.学习重点难点 重点：能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响，在对温度变化的分析中，知道双层结构可以减缓热传递的速度。 难点：通过学习，能解释出保温瓶的保温原理。
5.学习评价设计 评价要求： 1.小组合作，通过实验探究事物的结构对保温效果的影响。 2.会解释保温瓶的保温原理。
6.学习活动设计 教师活动学生活动环节一：导入和提问教师活动1 师过渡：通过上节课的学习，我们知道了材料与保温的关系，不同材料的保温效果是不一样的，而且我们还认识热的良导体和热的不良导体。那保温只和材料有关吗？ 师问：你观察过家里的窗户吗？是什么样的玻璃呢？ 生举手回答：我们家的好像是双层玻璃的。 课件出示双层玻璃杯的图片 师：这是双层玻璃杯，当里面装的是开水时，这种杯子摸起来也不会觉得烫手。 课件出示双层玻璃的图片， 师问：请大家仔细观察一下双层玻璃的结构，想一想，然后说一说你有什么问题要问吗？ 课件出示奇奇的问题：玻璃窗为什么要做成双层玻璃的？这样加工起来不是很麻烦吗？和单层的玻璃窗比起来，这样设计有什么优点？ 师：这是奇奇的问题，我们还可以尝试从事物的结构角度来提问题，如“它是什么结构”“与其他结构相比，该结构有什么特点”等。 如果觉得所提的问题暂时不能用观察、实验、查阅资料、调查等方法来研究，不妨设法把它转换成可以用这些方法来研究的问题。 师问：现在你能不能把奇奇的问题修改一下，让它变成可研究的科学问题呢？ 师问：那请大家想一想，隔热效果不同是因为玻璃本身呢，还是因为玻璃的结构呢？ 师：所以我们把问题修改一下。 课件出示：相同材料做成的双层结构和单层结构的物体，在相同时间内，哪一个保温效果好？ 2.揭示主题 今天我们要研究的问题就是结构对温度的影响 板书主题：结构与保温学生活动1 学生回忆上节课的内容，产生疑问，除了物体的材料可以影响物体的保温效果，还有没有别的因素。 小组讨论，提出自己的问题 生：双层玻璃比单层玻璃更隔音、隔热，也就是双层玻璃和单层玻璃在相同时间内，哪一个隔热效果更好？ 生：都是玻璃，双层比单层隔热，所以是因为结构不同。 学习本课主题活动意图说明：通过回忆导入，让学生复习到物体的材料可以影响隔热效果，从而引出下面的学习，隔热效果还和物体的结构有关，调动大家的学习兴趣。环节二：实验——不同结构对热传递的影响教师活动2 师过渡：通过我们的修改，让问题变得越来越便于我们研究了，那是不是真的是双层结构就比单层结构保温效果好呢？我们要通过实验来证明。 所以我们要选择合适的材料，先制作一个简单的双层结构，再来研究不同结构对热传递的影响。 下面就让我们开始实验吧。 以小组为单位进行实验 师：请大家从材料超市里选择好自己组实验所需要的材料。然后做好自己的实验方案。 课件出示材料超市的图片 学生分组讨论实验方案，教师巡视指导。 课件出示实验方案： 研究的问题：不同结构对保温效果的影响 我的假设：在相同时间内，双层结构温度边变化幅度小 相同条件：塑料瓶一样，水的多少一样，初始温度和用的时间也一样。 不同条件：单层结构和双层结构。 实验步骤： 1、用大塑料瓶套小塑料瓶的方法，制作出双层结构瓶。 2、分别在双层瓶和单层瓶被倒入同样多的温水，并记录下初始温度。 3、用橡皮泥将温度计固定在测量位置…… 4、每2分钟观察并记录一次温度数据，共观察10分钟。 师：你们说得非常好，整个过程考虑得也非常严谨。老师有个问题想问问？ 问题：为什么要测量两个瓶内温水的初始温度呢？ 生举手回答：如果开始两个温度不一样，会影响实验的科学性和准确性的。 师：像这种控制变量的对比实验，就是要尽可能地控制可能会变化的量。在操作实验时，我发现都是每隔2分钟观察一次，所以计时员要负责提醒哦。 好，大家开始实验吧，注意操作的安全性。 课件出示：使用剪刀时要注意安全，不要伤到自己和他人。 学生分组实验，教师巡视指导 课件出示实验的小视频，大家可以实验完后，欣赏一下 课件出示表格，师引导学生实验过程中要及时记录下来 学生活动2 实验前，选好自己的实验材料 学生分组讨论实验方案，组内交流汇报 我们组的实验目的是不同结构对保温效果的影响。假设是，在相同时间内，双层结构温度边变化幅度小。我们做的是对比实验，其中相同的条件是塑料瓶一样，水的多少一样，初始温度和用的时间也一样。不同的条件是一个是单层结构，一个是双层结构。具体实验步骤是第一步，先用大塑料瓶套小塑料瓶的方法，制作出双层结构瓶；第二步分别在双层瓶和单层瓶内倒入同样多的温水，并记录下初始温度；第三步，用橡皮泥将温度计固定在测量位置，这样就不需要手去拿着温度计了。第四步，每2分钟观察并记录一次温度数据，共观察10分钟。 学生分组实验 把实验过程及时记录在实验记录表中。活动意图说明：通过让学生自己设计实验方案，操作实验过程，了解实验现象，明白单层瓶子和双层瓶子的温度变化，从而初步感受结构和温度的关系。环节三：处理信息教师活动3 1.师过渡：通过实验，我们得到了很多关于瓶子和温度的数据，那怎样让这些数据变得有用呢？就需要我们对数据信息进行整理或处理。大家知道统计图吗，一种非常有用的数据处理方式。 课件出示一个复式统计图的例子 师解释：复式折线统计图是用一个单位长度表示一定的数量，根据数量的多少描出各点，然后把各点用线段顺次连接起来，以折线的上升或下降来表示统计数量增减变化。折线统计图不但可以表示出数量的多少，而且还能够清楚地表示出数量增减变化的情况。 大家仔细观察，你会发现复式折线统计图由横轴和纵轴组成，在横轴和纵轴上标上名称和单位，在两轴上相等距离画出刻度，用交叉描点画线的方法画出最终的折线。 师：怎么样，大家学会了吗？那我们能不能把我们在实验收集到的温度数据用复式折线统计图来处理一下呢？ 学生独立绘制复式折线统计图，教师个别指导 课件出示 师：比较我们收集到的温度变化数据，你能发现哪种结构内的水温下降得慢吗？ 生齐答：双层结构的 师小结：一开始，两种瓶子的气势温度都是一样的，到2分钟时，单层的温度就比双层的低了，4分钟时更低，一直到实验结束，也就是10分钟的时候，还是单层瓶子的温度低，双层的高。这就说明上层结构内的水的温度变化趋势比较平缓，温度变化幅度小。而单层结构的温度变化幅度大。 课件出示资料卡：单层玻璃由于内外表面温差较大，加上玻璃内外的空气都可以对流，热传导速度较快。双层玻璃每层玻璃内外表面的温差都相对减小，加上采用合适的间隔可以有效防止夹层中空气的对流，静止的空气是热的不良导体，因此保温效果大大增加。 师：我们可以得到这样的结论：用相同材料做成的双层结构和单层结构的物体，在相同时间内，双层温度变化幅度小。 师问：现在你明白玻璃窗设计成双层结构有什么好处了吗？ 师：玻璃窗设计成双层结构，冬天室外较冷时，可以阻止室内的热向室外传递；夏天室外较热时，可以阻止室外的热向室内传递。这主要是因为单层玻璃窗的内外温差较大，玻璃内外的空气都可以对流，热传递速度也快，而双层玻璃内外温差相对较小，加上中间夹层，静止的空气是热的不良导体，所以双层结构的玻璃窗就比较保温。学生活动3 了解什么是复式折线统计图 尝试把实验过程用复式折线统计图表示出来 学生跟着老师的分析，明白复式折线统计图是如何表示单层和双层的温度变化的，同时理解双层结构内温度变化幅度小的原因。 生举手回答：设计成双层结构温度变化幅度小，更保温 结合老师的讲解，明白玻璃窗设计成双层结构的好处。活动意图说明：通过让学生自己绘制复式折线统计图来表示收集到的温度变化数据，从而理解双层结构的温差变化小，而单层结构的温度幅度大。加上老师的讲解，明白玻璃窗设计成双层结构的好处是什么。环节四：阅读——保温瓶的原理教师活动4 师过渡：通过刚才的学习，我们知道了双层结构玻璃窗之所以保温的原理，那你能根据这个原理推测一下家里的保温壶的保温原理吗？ 课件出示保温壶的图片 师：我们先来了解一下保温壶的结构 课件出示 师解释：一个保温壶或是保温瓶，主要是由上面的瓶塞，外面的外壳，里面的真空瓶组成。 师问：那这些部件都有什么特点呢？ 课件出示： 木塞：热的不良导体，隔绝内部物体与外界空气的接触，减少热传导与热对流。 真空：无热传导与热对流。 镀银内壁：减少热辐射。 师解释：保温瓶的软木塞是热的不良导体，减慢了热的传导。双层结构的夹层被抽成真空，最大限度地减少了热传导和热对流，再加上银镀层，又尽可能地组织了热辐射。多种方式同时使用，大大减缓了热传递的速度，起到了良好的保温作用。学生活动4 通过图示和老师的讲解，认识保温壶（保温瓶）的结构特点 通过老师的讲解和图示的结构，了解保温瓶保温的原理。 活动意图说明：通过老师的讲解，以及生活中对保温瓶的认识，学习保温瓶保温的原理。环节五：迁移应用教师活动5 师问：同学们还记得我们之前学过的，热的传递方式有哪些吗？ 生举手回答 师小结：你知道吗？保温就是尽可能减缓热传导、热对流和热辐射的速度。其实在我们的生活中还有很多热传递的三种方式同时存在的现象。 大家不要忘记我们的最终任务哦，制作冰淇淋冷藏箱。通过之前的学习，你觉得冰淇淋冷藏箱的保温效果与哪些因素有关呢？我们还有什么问题需要继续研究？尝试自己设计实验方案并进行研究。 课件出示图片 2.拓展延伸 通过前面的学习，我们知道了保温瓶的原理，因为保温瓶可以很好地保温，所以冬天我们可以喝到热水。那生活中你还知道哪些保温的例子呢？ 课件出示房屋内墙保温结构图 师问：那房屋为什么要保温呢？ 课件出示图片，师简单解释: 1、保护主体结构，延长建筑物寿命； 2、发挥材料保温节能的功效； 3、有利于提高墙体防水、气密性及隔音效果。 师小结：其实墙体外保温，不简单是隔热效果，同样在防水、气密性和隔音效果上也发挥着相应 的作用，所以墙体的外保温是大有必要的。学生活动5 生回答热传递的方式：热传导、热对流和热辐射。 根据老师的提示，小组讨论，组内交流汇报 通过图片，知道房屋也需要保温 通过拓展延伸，认识墙体外保温是怎么回事，同时知道这样做是必要的。活动意图说明：通过老师的提示和小组的讨论，让学生明白要制作冰淇淋冷藏箱还需要考虑冷藏箱的结构问题。
7.板书设计 结构与保温 相同材料做成的双层结构和单层结构的物体，在相同时间内，哪一个保温效果好？ 实验方案：假设 相同条件 不同条件 实验步骤 实验结论：双层温度变化幅度小 保温瓶的原理
8.作业与拓展学习设计 作业布置 家里面有保温瓶、热水壶吗？请你观察一下它的结构，并把它的保温原理说给家人或朋友听。 练习设计 选一选 1、观察右图，下面说法正确的是（ ）。 A.在相同时间段内，单层结构的温度变化小，保温效果好 B.在相同时间段内，双层结构的温度变化小，保温效果好 C.在相同时间段内，单层结构和双层结构的保温效果相同 2、妙妙想改进外卖箱，使它更保温，下面属于对结构方面进行改进的是（ ）。 A.使用超厚的泡沫塑料来制作外卖箱的箱体 B.在外卖箱最外层加一层锡纸 C.把外卖箱的箱体做成多层的，每层都做成一个个的小格子 填一填 1、在瓷碗、单层不锈钢碗和双层不锈钢碗中，（ ）的保温效果最好。 2、保温瓶的软木塞是热的（ ），减慢了（ ）。双层结构的夹层被抽成（ ），最大限度地减少了（ ） 和（ ），再加上（ ）镀层，又尽可能地阻止了（ ）。多种方式同时使用，大大减缓了（ ）的速度，起到了良好的保温作用 断一断 1、双层玻璃保温效果好的主要原因是阻止了热辐射。 （ ） 2、保温瓶使用多种方式减缓了热传递的速度，起到了良好的保温作用。 （ ） 3、双层玻璃中静止的空气是热的良导体。 （ ） 4、保温瓶既能保存热的食物，又能保存冰块。 （ ） 5、冰淇淋冷藏箱的保温效果与外包装的颜色、箱体的结构无关。 （ ） 6、保温瓶的瓶塞一般都用热的不良导体来制作。（ ） 答案： 选一选： B C 填一填：1、双层不锈钢碗 不良导体 热的传导 真空 热传导 热对流 银 热辐射 热传递 断一断：1、× 2、√ 3、× 4、√ 5、× 6、√
9.教学反思与改进 本课借助对玻璃窗的观察，将学生的关注点聚焦到事物的结构角度，进一步锻炼学生提问题的能力。 结合学情，课前完成双层结构塑料瓶的制作，有效地节省了课堂时间。同时借助学生实验前的猜想和假设，把握课堂教学的目标和核心，把时间留在对温度数据的处理和变化的分析上，取得了较好的教学效果。 本节课，教师有意识地培养学生用复式折线图处理信息，将两组数据放在一起比较，更加直观地认识到不同的结构对热传递快慢的影响，双层结构可以减缓热传递的速度，解决制作冷藏箱的结构难题。
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