资源简介

8.《材料的传热本领》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4课，也是单元的最后一课。在学习了热传递的三种方式之后，进一步探究影响热传递的因素——材料的导热性能。教材按照"现象引入→实验探究→概念建立→应用分析"的逻辑编排：首先从光脚站在瓷砖、木地板、地毯上的不同感觉引入，引发探究问题；然后介绍红外热成像仪，用热成像图直观展示不同材料的温度差异；接着设计实验比较铜、铁、铝、木头、玻璃、塑料等6种材料的导热性能，用数字温度计测量；然后建立热的良导体和热的不良导体的概念；最后分析日常用品各部分的材料选择原因，运用导热知识解决生活中的保温和散热问题。本课是对整个单元知识的综合应用和拓展。
学情分析：
五年级学生已经学习了热传递的三种方式，对热传导有了基本认识，在生活中也有不同材料传热快慢不同的感性经验（比如摸铁比摸木头凉），但对材料导热性能的差异缺乏系统的科学认知。学生具备一定的对比实验能力，但控制变量的意识还不够强，实验设计的严谨性有待提高。学生对红外热成像仪等科技设备充满好奇，喜欢动手实验，但容易凭感觉判断温度，不相信测量数据。教学中应通过定量实验让学生用数据说话，培养证据意识，同时联系生活实际，让学生体会科学知识的应用价值。
学习目标：
1.科学观念：知道不同材料的导热性能不同，能区分热的良导体和热的不良导体；知道金属是热的良导体，木头、塑料、玻璃等是热的不良导体；能运用材料导热性知识解释生活中的现象。
2.科学思维：能基于实验数据比较不同材料的导热性能，发展归纳推理能力；能运用结构与功能的关系分析生活用品的材料选择；能综合运用热传递知识解决实际问题。
3.探究实践：能设计并完成不同材料导热性能的对比实验，控制变量，规范操作；能用数字温度计测量温度，记录数据，分析得出结论；能在实验中发现问题并尝试改进。
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；认识材料科学与日常生活的密切关系，培养科学兴趣。
重点与难点：
重点：通过实验比较不同材料的导热性能，认识热的良导体和热的不良导体。
难点：运用材料导热性知识分析和解决生活中的实际问题。
教法与学法
教法：情境导入法、实验探究法、讨论法、联系实际法
学法：自主探究、合作学习、数据分析
教学准备：
教师准备：教学课件、红外热成像仪（或热成像图片）、铜棒、铁棒、铝棒、木头棒、玻璃棒、塑料棒、烧杯、热水、数字温度计、各种日常用品（锅、勺子、保温杯等）。
学生准备：铜棒、铁棒、铝棒、木头棒、玻璃棒、塑料棒各一根、烧杯、热水、数字温度计、实验记录单。
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.体验活动：同学们光脚（或用手摸）站在瓷砖、木地板和地毯上，说说有什么不同的感觉。2.学生体验后交流：瓷砖最凉，木地板次之，地毯最不凉。3.提问：室温相同的条件下，为什么站在不同的地面上感觉不一样？是它们的温度不同吗？4.学生猜测，讨论交流。5.出示红外热成像图：光脚站在瓷砖、木地板、地毯上相同时间后，通过热成像技术得到的图像。6.介绍红外热成像仪：自然界中的一切物体都会向外辐射热，红外热成像仪能探测到物体发出红外辐射的能量高低，用不同颜色代表不同温度。7.引导观察：从热成像图中你发现了什么？（瓷砖上脚的温度下降最快，地毯上最慢）8.揭示课题：这说明不同材料的传热本领不一样。今天我们就来探究材料的传热本领。 创设情境，激发探究兴趣。从学生熟悉的生活现象入手，引发认知冲突。红外热成像图直观展示不同材料的导热差异，将抽象概念可视化。
探究活动
发展思维 活动一：比较不同材料的导热性能1.提问：怎样才能准确比较不同材料的传热本领呢？2.学生小组讨论，设计实验方案。3.师生共同完善实验设计：（1）准备6种不同材质的小棒：铜棒、铁棒、铝棒、木头棒、玻璃棒、塑料棒；（2）把小棒同时放入同一杯热水中，浸入相同长度；（3）用数字温度计测量每根小棒上端的温度变化；（4）相同时间后，比较温度升高的多少，判断导热性能。4.强调控制变量：小棒粗细长短差不多、同时放入、浸入深度相同、温度计位置一致。5.学生分组实验，测量并记录数据。6.汇报交流：各组汇报实验数据，全班汇总。7.分析数据：根据实验结果，把6种材料按导热性能从好到差排序。8.建立概念：（1）容易导热的材料叫作热的良导体，如铜、铁、铝等金属；（2）不容易导热的材料叫作热的不良导体，如木头、玻璃、塑料、空气等。活动二：分析生活用品的材料选择1.出示图片：炒菜锅（锅身金属，手柄塑料/木头）、锅铲（头部金属，手柄木质）、电熨斗（底部金属，手柄塑料）。2.学生小组讨论：这些日常用品的各部分是用什么材料制成的？为什么要选择这样的材料来保温？3.全班交流：（1）锅身、锅底用金属——良导体，传热快，食物容易熟；（2）手柄用塑料或木头——不良导体，传热慢，不烫手。4.出示四种保温物品：岩棉板、稻草、棉花、空心砖。 提问：生产生活中，人们为什么选用这些物品来保温？这些材料有什么共同特点？5.学生观察图片，讨论保温材料的共同特点。6.小结：人们根据需要，选择不同的材料来加快或减慢热的传递。用来保温的材料通常是热的不良导体，多具有疏松、多孔的特点，里面充满空气。由于空气是热的不良导体，材料内部就相当于被隔成了许多“小房间”，每个“小房间”都能减少热传导，隔开的“小房间”还能阻止大范围热对流，因此具有良好的保温效果。活动三：探究铝箔对热辐射的反射1.思考：导热快的铝箔为什么可以用来保温隔热？（电动车防晒坐垫、消防隔热服、食物保温袋都用到铝箔）2.学生猜测：铝箔可能可以反射热辐射。3.设计实验验证：（1）向两个同样大的烧杯里加入等量室温凉水，烧杯外壁都裹一层黑纸；（2）记录初始温度，确保两杯水的温度相同；（3）分别用铝箔（亮面朝外）和深色棉布紧紧包裹住两个烧杯的外壁；（4）将两个烧杯并排放在桌上，与白炽台灯保持相同距离，打开台灯，让灯光正对两个烧杯的中间照射；（5）5分钟后观察并记录两支温度计的读数。4.学生分组实验，教师巡视指导。5.汇报交流：实验结果怎样？哪个烧杯温度升高得少？这说明什么？6.小结：铝箔（亮面）能反射热辐射，减少热量的吸收，所以可以用来隔热保温。7.讨论：保温材料通常有什么特点？（疏松、多孔、充满空气）为什么这样的结构保温效果好？（空气是热的不良导体，多孔结构里有很多小空气房，既能减少热传导，又能阻止大范围热对流） 提出问题，引导学生设计实验，培养实验设计能力。师生共同完善方案，强调控制变量，培养科学严谨的态度。学生动手实验，培养实验操作能力和数据记录能力。用数字温度计定量测量，培养证据意识和数据处理能力。建立热的良导体和不良导体的概念，形成科学认知。设置认知冲突，引发深度思考，激发探究欲望。先猜测再验证，培养科学猜想和证据意识。设计对比实验，培养控制变量的科学思维。综合运用三种传热方式分析问题，培养系统思维。联系生活实际，运用材料导热性知识分析生活用品的设计，实现知识的迁移应用。
应用新知提升思维 活动四：设计制作保温盒1.任务驱动：设计并制作一个保温盒，比一比谁做的保温盒里的雪糕最后熔化。2.提问：要让保温盒保温效果好，应该从哪些方面考虑？（减少热传导、热对流、热辐射）3.学生小组讨论设计方案：（1）用什么材料做外壳？（不良导体，如塑料、泡沫）（2）里面放什么保温材料？（棉花、泡沫、空气等不良导体）（3）怎样减少热辐射？（内壁贴铝箔反射热）（4）怎样减少热对流？（盖紧盖子，密封好）4.学生分组制作保温盒，教师巡视指导。5.展示交流：各组展示自己的保温盒，介绍设计思路和用到的材料。6.评价：从保温效果、材料选择、创意设计等方面进行评价。7.拓展思考：生活中还有哪些地方用到了保温或散热的知识？（保温杯、保温瓶、羽绒服、棉被、散热器、空调等）8.全课总结，学生畅谈收获。 先设计再制作，培养工程设计能力。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。多元评价，促进全面发展。联系生活，拓展应用，感受科学的价值。
课堂练习 1.容易导热的材料叫作 ，不容易导热的材料叫作 。2.铜、铁、铝等金属是热的 导体，木头、塑料、空气是热的 导体。3.保温材料通常具有 、 的特点，里面充满了 。4.铝箔能用来隔热保温，是因为铝箔能 热辐射。5.下列材料制作成盒子，保温效果最好的是（ ）A. 金属 B. 玻璃 C. 疏松多孔的材料 D. 塑料
板书设计 材料的传热本领一、实验比较铜、铁、铝 → 热的良导体木头、玻璃、塑料、空气→ 热的不良导体二、保温材料特点：疏松、多孔、充满空气原理：减少热传导 + 阻止热对流铝箔：反射热辐射 → 隔热保温三、生活应用锅身：金属 → 传热快 → 良导体手柄：塑料 → 不烫手 → 不良导体保温盒 → 综合运用三种方式 → 减少热传递
教学反思

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