资源简介

6.《热对流》教学设计
核心概念：1.物质的结构与性质
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
系统与模型、稳定与变化
内容要求：
1.1观察常见材料的导热性，说出它们的主要用途。
4.1 ①知道动能、声能、光能、热能、电能、磁能等都是能的形式，了解这些能的相互转化现象。
4.1 ③举例说出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。
4.1 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。
教材分析：
本课是“热传递”单元的第2课，在学习了热传导（固体中接触传热）的基础上，进一步探究液体和气体中的热传递方式——热对流。教材按照“现象引入→实验探究→概念建立→应用解释→制作拓展”的逻辑编排：首先从冷热空气流动的实验（冷瓶热瓶）引入，引发学生思考；然后通过回形管实验探究热在水中的传递规律，观察染色水的流动方向；接着建立热对流的概念——液体或气体中较热部分上升、较冷部分下降，循环流动使温度趋于均匀；再运用热对流知识解释生活中的现象（太阳能热水器、水壶烧水、暖气装置）；最后制作简易走马灯，体验热对流的应用。本课为后续学习热辐射做铺垫。
学情分析：
五年级学生已经学习了热传导，知道热可以从高温物体传到低温物体，但对液体和气体中热的传递方式还不了解。学生在生活中有烧水、吹空调等经验，知道水和空气会变热，但不清楚热在液体和气体中是怎样传递的。学生具备一定的实验操作能力，但观察和分析液体流动的能力还有待提高。学生对走马灯等有趣的制作活动充满好奇心，喜欢动手实验，但抽象理解热对流的循环流动过程有困难，容易把热对流和热传导混淆。教学中应通过直观实验（染色水流动）让学生清晰地看到对流过程，建立对流模型。
学习目标：
1.科学观念：知道热对流是热传递的一种方式，理解热对流的概念；知道热在液体和气体中主要通过对流的方式传递；能列举生活中热对流的实例。
2.科学思维：能基于实验现象分析热在液体中的传递规律，发展科学推理能力；能用画图的方式表示热对流的过程，建立对流模型；能运用热对流知识解释生活中的热现象。
3.探究实践：能完成回形管实验，观察并描述水的流动规律；能设计实验验证热对流的存在；能动手制作简易走马灯，培养工程实践能力。
4.态度责任：保持对热现象的好奇心和探究欲，乐于参与实验探究与合作交流；体会科学原理在生活中的应用价值，激发创新意识；规范使用实验器材，培养安全意识。
重点与难点：
重点:通过实验探究认识热对流的规律，理解热对流的概念。
难点：理解热对流的循环流动过程，能用热对流知识解释生活现象。
教法与学法
教法：情境导入法、实验探究法、演示法、讨论法
学法：自主探究、合作学习、实验验证
教学准备：
教师准备：教学课件、冷瓶热瓶实验装置（两个集气瓶、玻璃片、红墨水）、回形管、铁架台、酒精灯、染色水、烧杯、温度计、走马灯成品。
学生准备：回形管、铁架台、酒精灯、染色水、实验记录单、纸杯、蜡烛、细绳、牙签、胶带（制作走马灯材料）。
教学过程：
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境发现思维 1.复习导入：来说说上节课学习的热传导有什么特点？（接触传递、从高温到低温）2.提出问题：那么热在液体和气体中也是这样传递的吗？3.演示实验：冷瓶热瓶实验。（1）准备两个集气瓶，一个装冷水（无色），一个装热水（染红）；（2）把冷瓶放在上面，热瓶放在下面，中间用玻璃片隔开；（3）抽掉玻璃片，观察会发生什么现象。4.学生观察现象：红色的热水往上跑，冷水往下跑，两瓶水混合在一起。5.提问：为什么会这样？热水和冷水为什么会流动？6.揭示课题：今天我们就来探究热在液体和气体中的传递方式——热对流。 复习旧知，建立知识联系。冷瓶热瓶实验直观展示冷热液体的流动，创设问题情境。让学生观察到冷热液体的对流现象，为后续学习做铺垫。
探究活动发展思维 活动一：探究热在水中的传递规律1.提问：加热水的一角，水会怎样流动？热是怎样在水中传递的？2.学生猜测，在记录单上画出推测的水流方向。3.介绍实验装置：回形管实验。（1）把两个灌满水的回形管固定在铁架台两侧；（2）分别在回形管的管口加入几滴染色水；（3）用酒精灯加热一个回形管的左下角，另一个不加热作为对照；（4）观察两个回形管内水的流动有什么不同，颜色是怎样变化的。4.强调实验注意事项：酒精灯的正确使用、观察时保持距离、不要碰装置。5.学生分组实验，并填写实验记录单，教师巡视指导。6.汇报交流：你观察到了什么现象？染色水是怎样流动的？7.教师引导：加热的地方，水受热上升，周围的冷水流过来补充，然后又被加热上升……这样循环流动，整杯水就热起来了。8.建立概念：液体或气体中，较热的部分上升，较冷的部分下降，通过循环流动使温度趋于均匀，这种传热方式叫作热对流。活动二：交流讨论学生的实验除了用回形管实验研究热对流，有两位同学也设计了自己的实验。出示两位同学的实验设计： 乐乐的实验：用注射器抽取染色的热水，将针头插入冷水杯底部后注入热水，观察热水的流动和整杯水的颜色变化。 阳阳的实验：将染色的冰块放入常温水中，观察冰块熔化后的现象。提问：猜一猜，他们的假设是什么？他们想验证什么？学生小组讨论，猜测两位同学的实验假设。提问：你觉得他们的实验设计得怎么样？能观察到热对流现象吗？学生交流点评，教师引导总结：染色的热水从底部慢慢往上浮，最后整杯水都变色了；冰块熔化后的染色冷水慢慢往下沉，两个实验从不同角度验证了热对流的规律：热的上升，冷的下降，形成循环。活动三：生活中的热对流1.提问：生活中有哪些热对流的现象？2.出示图片：太阳能热水器、水壶烧水、暖气装置。3.学生小组讨论：每幅图中热对流的过程是怎样的？4.全班交流：（1）太阳能热水器的储水箱为什么安装在上方？（热水上升，储存在上方）（2）水壶里的水是如何热起来的？（底部加热，水对流循环）（3）暖气装置是怎样使房间暖和起来的？（热空气上升，冷空气下降，形成对流）5. 学生在图中画出冷热对流的过程。 提出问题，引导学生思考热在液体中的传递方式。先猜测再验证，培养科学猜想和证据意识。回形管实验用染色水直观显示水的流动路径，将抽象的对流过程可视化。建立热对流概念，形成科学认知。联系生活实际，运用热对流知识解释生活现象，实现知识的迁移应用。画图表示对流过程，加深理解。
应用新知
提升思维 活动四：制作简易走马灯1.出示走马灯成品，演示：点燃蜡烛，走马灯就转起来了。2.提问：走马灯为什么会转？是什么力量让它转动的？3.学生讨论，教师引导：蜡烛加热空气，热空气上升，推动扇叶转动。4.介绍制作步骤：（1）在一个纸杯侧面开两个稍大的口，将蜡烛固定在杯底；（2）在另一个纸杯侧面开多个直角扇叶窗；（3）在开扇叶窗的纸杯杯底穿一根细绳，用牙签固定；（4）将两个纸杯口对口用胶带黏合；（5）点燃蜡烛，手提细绳，观察走马灯是否转动。5.学生分组制作，教师指导。6.展示交流：各组展示制作的走马灯，说说制作中的发现和改进。7.全课总结，学生畅谈收获。 走马灯制作活动，激发兴趣，体验热对流的应用。动手制作，培养工程实践能力和创新意识。展示交流，分享成果，互相学习。
课堂练习 1.说一说：生活中还有哪些热对流的现象？（烧开水、吹空调、热气球、风的形成等）2.判一判：下列说法正确吗？为什么？（1）热对流只能在液体中进行。（2）热对流和热传导一样，都需要直接接触。（3）暖气片安装在房间下方，是为了让热空气上升，使整个房间变暖。3.想一想：为什么空调要安装在房间的上方？暖气要安装在下方？4. 拓展思考：热在固体中靠传导，在液体和气体中靠对流，那么太阳的热是怎样传到地球上来的？太空里没有空气，也没有物质接触，这是什么传热方式呢？
板书设计 热对流热热对流（气体、液体） 冷特点：循环流动，整体升温
教学反思

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