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4. 自热的“暖宝宝”
课题 4. 自热的“暖宝宝” 课时 2课时
核心概念 2.物质的变化与化学反应；4.能的转化与能量守恒；跨学科概念：物质与能量、结构与功能。 学习内容与要求 知道产生新物质的变化伴随能量变化；通过配方对比探究“暖宝宝”各成分作用，并比较不同自热产品。
教学目标 科学观念：知道“暖宝宝”利用铁粉与氧气发生缓慢变化释放热量，了解铁粉、活性炭、盐、水、蛭石粉和多孔包装的主要作用。 科学思维：能分析六组配方对比中的自变量、因变量和控制变量，根据温度曲线推断成分作用，理解技术产品需要控制反应速率。 探究实践：能拆解观察结构、配制小样、连续测温并绘制温度变化图，比较“暖宝宝”和自热锅的发热方式。 态度责任：形成安全使用自热产品和化学材料的意识，认识工程设计需要在温度、持续时间、成本和安全之间权衡。
重点 通过控制变量和连续测温推断“暖宝宝”各成分作用，建立物质变化与能量变化的联系。 难点 复杂配方中理解某成分“缺失导致的变化”并不等于唯一作用；能解释速率控制和安全性。
教学准备 教师：未开封和使用后的“暖宝宝”、结构剖面图、铁粉等成分样品、自热锅资料、温度曲线示例。 学生：塑料瓶、电子温度计、铁粉、活性炭、盐、水、蛭石粉、量勺、口罩、手套、记录单。
教学思路 第一课时从产品结构入手，设置完整配方和分别缺少一种成分的六组实验，学生连续测温并用数据推断各成分作用。第二课时比较“暖宝宝”缓慢氧化和生石灰遇水的快速放热，分析吸热与放热实例，进一步解释蜡烛燃烧中熔化吸热与燃烧放热同时发生。
核心问题/整合内容 核心问题：“暖宝宝”为什么能持续发热？各成分和包装怎样共同控制发热效果？ 整合内容：材料与化学、数学（表格与折线图）、工程设计（配方和包装）、健康安全（低温烫伤与化学品使用）。
第1课时 用配方对比和温度数据探究发热秘密
本课时核心问题：“暖宝宝”里的每一种材料都有什么作用？
教学环节 教学活动 二次备课
一、产品体验，提出结构问题 【教师活动与语言】 师：为什么未开封时不热，撕开外包装后逐渐发热？多孔内膜为什么孔很小？ 师：请围绕“开封前后温度变化”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：开封后空气进入，铁粉开始与氧气反应。 生：小孔可控制氧气进入速度，使温度稳定、持续更久。 【学生活动组织】 比较未开封、刚开封和使用后产品的温度与触感。 观察剖面图，标出外包装、内膜、物料层和无纺布层功能。 小组把关键证据记录在“结构功能图”中，准备在全班交流。 安全提醒：不直接将发热产品长时间贴在皮肤上；拆包时戴手套和口罩，避免粉尘。 【设计意图】把发热现象与产品结构联系，形成“材料＋结构共同实现功能”的问题框架。
二、明确变量，设计六组配方 【教师活动与语言】 师：完整配方与分别缺少铁粉、活性炭、盐、水、蛭石粉的组，能回答哪些问题？ 师：请围绕“缺一成分的对比”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：比较缺少某成分后升温速度和最高温度的变化。 生：各组总量、容器、环境和测温时间应尽量相同。 【学生活动组织】 填写自变量、因变量和控制变量表。 预测每组温度曲线并说明理由。 小组把关键证据记录在“配方实验方案”中，准备在全班交流。 安全提醒：铁粉最后加入，材料少量称取；避免吸入粉尘，实验后洗手。 【设计意图】用系统对比拆解复杂配方，发展多变量实验设计能力。
三、配制测温，连续记录 【教师活动与语言】 师：每2分钟测一次时，怎样保证温度计位置和读数时刻一致？ 师：请围绕“温度随时间变化”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：探针插入相同深度，不接触瓶底。 生：统一计时口令，每次立即记录真实数值。 【学生活动组织】 分组配制并摇匀，记录0、2、4、6、8分钟温度。 同时记录是否结块、湿润和升温快慢。 小组把关键证据记录在“六组温度数据表”中，准备在全班交流。 安全提醒：容器不密闭，防止压力变化；若温度异常升高立即停止并报告教师。 【设计意图】通过规范连续测量获得可比较的时间序列数据。
四、绘图比较，推断成分作用 【教师活动与语言】 师：哪一组几乎不升温？哪一组升温慢或散热快？能否据此直接断定某成分只有一个作用？ 师：请围绕“温度曲线与功能”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：缺铁粉通常几乎不升温，说明铁粉是主要反应物。 生：盐、活性炭、水和蛭石会影响反应速度、供氧、保水或保温，作用可能相互关联。 【学生活动组织】 绘制或叠加温度折线，寻找明显差异。 用“数据—推断—不确定性”说明每种成分作用。 小组把关键证据记录在“成分作用推断表”中，准备在全班交流。 【设计意图】引导学生从数据作有边界的因果推断，避免一一对应的简单化。
五、综合解释，评价产品设计 【教师活动与语言】 师：如果只追求升温最快，产品可能出现什么问题？怎样评价一个合格“暖宝宝”？ 师：请围绕“持续、适温与安全”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：升温太快可能过热、持续时间短或烫伤。 生：要看温度适宜、持续稳定、柔软透气、成本和安全。 【学生活动组织】 建立“结构—成分—反应—温度—使用”的解释链。 设计一条使用说明和一条包装改进建议。 小组把关键证据记录在“产品评价卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】从科学原理走向工程权衡，认识最佳产品不是单一指标最大。
第2课时 比较自热方式，认识物质变化中的能量
本课时核心问题：产生新物质的变化怎样吸收或释放能量？
教学环节 教学活动 二次备课
一、比较产品，寻找不同反应 【教师活动与语言】 师：两种产品都能发热，它们的反应物、速度和使用方式有哪些不同？ 师：请围绕““暖宝宝”与自热锅”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：“暖宝宝”铁粉缓慢与氧气反应，发热较温和持久。 生：自热锅中生石灰遇水反应快、放热剧烈。 【学生活动组织】 阅读自热锅说明，提取反应物、加水量、时间和安全警示。 建立两种自热产品对比表。 小组把关键证据记录在“自热产品对比表”中，准备在全班交流。 【设计意图】通过对比认识同为放热变化，反应速率和工程控制不同。
二、分析实例，区分吸热与放热 【教师活动与语言】 师：煎鸡蛋、天然气燃烧、生石灰加水、烧制陶罐分别主要吸热还是放热？判断依据是什么？ 师：请围绕“能量变化线索”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：天然气燃烧和生石灰加水向外放热。 生：煎鸡蛋和烧制陶罐需要持续从外界吸收热量。 【学生活动组织】 对实例按能量流向分类并画箭头。 说明“温度高”不等同于“过程一定放热”。 小组把关键证据记录在“吸放热分类图”中，准备在全班交流。 【设计意图】建立以能量传递方向为依据的判断，避免只看温度。
三、复合过程，解释蜡烛燃烧 【教师活动与语言】 师：蜡烛燃烧为何能一边吸热一边放热？两个过程分别发生在哪里？ 师：请围绕“熔化吸热与燃烧放热”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：实验或制作前先检查材料、明确分工和记录方式；操作中一次只改变一个主要条件，及时记录真实现象。 【预设学生回答】 生：固态蜡熔化、汽化需要吸收热量。 生：气态蜡与氧气燃烧产生新物质并释放热量，反过来加热更多蜡。 【学生活动组织】 用流程图分开表示熔化、汽化和燃烧。 标出物质变化类型及能量方向。 小组把关键证据记录在“蜡烛能量流程图”中，准备在全班交流。 【设计意图】认识复杂现象由多个相互联系的过程组成，发展系统分析。
四、安全评估，读懂使用说明 【教师活动与语言】 师：为什么自热锅不能堵住排气孔、不能靠近明火，发热包也不能食用或直接加热水？ 师：请围绕“自热产品风险”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：快速放热和产生蒸汽可能导致烫伤或压力危险。 生：材料不是食品，反应后的物质也不应接触食物。 【学生活动组织】 分析说明书中的每条警示与科学原因。 制作“安全使用自热产品”图文卡。 小组把关键证据记录在“安全说明卡”中，准备在全班交流。 【设计意图】把科学知识转化为风险识别和责任行动。
五、单元统整，形成物质—能量观 【教师活动与语言】 师：本单元四课怎样从“是否产生新物质”逐步走向“条件和能量”？ 师：请围绕“变化、条件与能量”先独立思考，再用完整的话说明自己的判断和理由。 师：交流时不仅要说结论，还要指出你依据的现象、数据、结构特征或生活事实。 【预设学生回答】 生：先用证据分类变化，再研究燃烧、生锈需要的条件。 生：最后看到产生新物质的变化伴随能量变化，并可被技术利用。 【学生活动组织】 绘制单元概念图，连接蜡烛、燃烧、铁锈和自热产品。 选择一个生活产品，用“物质—条件—能量—功能—安全”解释。 小组把关键证据记录在“单元概念图”中，准备在全班交流。 【设计意图】统整单元知识，形成结构化、可迁移的物质变化观。
课堂练习
1. “暖宝宝”中主要发生变化并释放热量的物质是（ ）。A.铁粉 B.蛭石 C.无纺布 D.塑料膜
2. 设置“缺少一种成分”的实验有什么作用？
3. 为什么“暖宝宝”外包装打开后才发热？
4. “暖宝宝”和自热锅的发热方式有何主要不同？
5. 蜡烛燃烧过程中，哪些环节吸热，哪些环节放热？
参考答案：1.A；2.比较缺少该成分时温度变化，从而推断其作用；3.空气中的氧气通过多孔内膜进入，铁粉开始缓慢氧化放热；4.前者铁粉与氧气缓慢反应，温和持久，后者生石灰遇水快速剧烈放热；5.蜡熔化和汽化吸热，气态蜡燃烧产生新物质并放热。
板书设计 4. 自热的“暖宝宝” 铁粉＋氧气 → 新物质＋热量 结构：外包装控制启动 多孔膜控制供氧 配方：铁粉、活性炭、盐、水、蛭石协同 实验：缺一成分＋连续测温＋曲线比较 工程权衡：温度、持续、安全、成本
教学反思

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