资源简介

(共19张PPT)
人教鄂教版五年级上册
《太阳能热水器》
提出和聚焦问题
在野外露营时，如果阳光充足，我们可以制作一个简易太阳能热水器，利用它来获得热水。
如何制作简易
太阳能热水器
呢？
设计简易太阳能热水器
讨论：制作简易太阳能热水器
应当包含哪些任务要求？
让我们设计并制作一个
简易太阳能热水器来给水加热
设计简易太阳能热水器
一、设计与制作
设计一个能在15分钟内让200 mL水升温的简易太阳能热水器。
1.活动任务
1时间：5分钟
容量：200ml
讨 论 制 作 方 案
我们的制作需要哪些材料和工具？
200-300ml容器
不同颜色的黏结材料
温度计或温度传感器
反光及支持材料
辅助材料
讨 论 制 作 方 案
材料超市价格表
简易太阳能热水器设计构想
根据所需的材料及单价，计算不同制作方案所需的材料成本。
设计产品时，需要考虑材料成本。
成本价格太高，产品价格就昂贵。
所以，我们在产品设计时，要做
到结构简单、材料少、成本低、
易于制作。
讨 论 制 作 方 案
制作方法
①把小塑料瓶涂成黑色，泡沫塑料中间挖成小塑料瓶大小的槽，把瓶子放进去，用透明胶固定。
②把泡沫塑料和塑料瓶放进纸盒，把纸盒的盖中间割出一个长方形的孔，与瓶子大小差不多，盖在纸盒上，蒙上透明塑料薄膜，再用透明胶固定好。
③在瓶盖上钻一个小孔，插入温度计。
材料
大纸盒、泡沫塑料、小塑料瓶、透明塑料薄膜、透明胶
简易太阳能热水器设计构想
材料
小玻璃瓶、锡箔、泡沫塑料、透明塑料薄膜
设计方案2
制作方法
把泡沫塑料中间挖出一个凹槽，玻璃瓶子背面用锡箔纸蒙上，放进凹槽里，用透明胶粘牢，另取一块同样大小的泡沫塑料板，中间挖一个长方形的洞盖在瓶子上，使阳光能通过。把透明塑料薄膜盖在方洞上，用透明胶粘牢，把温度计插在瓶子里。
选 择 可 行 方 案
结构简单
材料少
成本低
易于制作
分析组内各种方案的可行性，
选择一种方案。
制作并测试简易太阳能热水器
根据设计方案准备制作简易太阳能热水器的材料和工具
根据计划，小组
同学分工合作，
进行制作。
制作并测试简易太阳能热水器
制作简易太阳能热水器（实验视频）
制作并测试简易太阳能热水器
5.制作模型
①收集材料
②制作保温盒
③水箱处理
④封装固定
⑤小组合作制作
纸盒、泡沬塑料或棉花、易拉罐或饮料瓶、塑料薄膜、盒盖、黑色纸、镜子或锡箔纸、温度计等。
①收集材料
制 作 步 骤
制作并测试简易太阳能热水器
制 作 步 骤
②制作保温盒
·纸盒盖挖适合大小孔
·孔处平整的贴上透明塑料薄膜
·盒内壁平贴锡纸
·准备好充足的塑料泡沫
③水箱处理
为了增加吸热能力，可以把储水罐用黑纸包住或外侧涂黑。
④封装固定
将储水罐放置在纸盒中间，四周填充满塑料泡沫，并确保储水罐位置稳定，最后盖上纸盖。
⑤小组合作制作
按照制作步骤制作简易的太阳能热水器。
制作并测试简易太阳能热水器
作 品 展 示
各组利用展台展示自己的作品，同时介绍作品的材料成本与功能。
部件 水箱 保温材料 集热材料
对应的材料
作用
成本
易拉罐
纸盒、泡沫
黑纸、锡纸
储水
保温
集热
0.8元
15元
31元
制作并测试简易太阳能热水器
将制作好的简易太阳能热水器放在阳光下，照射15分钟。测量并记录照射前后水的温度。
二、检 验
课堂总结
通过这节课的学习，我们知道产品的设计，不仅要考虑构造，还要考虑材料的构造与成本，要依据的科学原理如何节约、方便和实用，认识到科技的发展能促使人们更好地利用自然资源和自然规律，体会到运用科学知识解决问题的乐趣。
板书设计
制作简易太阳能热水器
一、工程设计流程
明确任务 → 设计方案 → 选材预算 → 制作 → 测试
二、设计要点
集热面：深色材料（吸热强）
放置角度：倾斜对准太阳（吸热好）
保温材料：泡沫/锡箔纸（减少散热）
反光板：增强集热效果
三、测试结果
初始水温：___℃ → 15分钟后：___℃
温差：___℃
布置作业
通过检测，我们
太阳能热水器效
果如何？有哪些
地方需要改进？《食品加工中的微生物》教学设计
年级册别 五年级上册 学科 科学
教材版本 人教人鄂版 单元 第五单元
课题 18 制作简易太阳能热水器 课型 实践课
课时安排 共1课时，第1课时 授课类型 实践课
执教教师 （ ） 执教日期 （ ）
项目 内容
教材分析 本课是五年级上册第五单元第2课，是一节工程实践课。在前一课“认识太阳能热水器”的基础上，学生已经了解了太阳能热水器的基本结构和吸热原理。本课要求学生经历“设计—选材—制作—测试”的完整工程实践过程，将科学知识应用于实际问题的解决。教材提供了材料“超市”和参考价格，引导学生考虑成本预算，体现了工程设计中的经济意识。通过小组合作完成简易太阳能热水器的制作与测试，培养学生的工程思维和动手实践能力。
学情分析 五年级学生在前一课已掌握太阳能热水器的结构知识和影响吸热的因素（颜色、角度、反光板），具备了设计简易热水器的知识基础。学生在之前的学习中已有小组合作实验的经验，但完整经历工程设计流程的经验较少。五年级学生的动手操作能力较强，能进行简单的工具使用和材料加工，但在设计方案的可行性分析、成本核算方面还需要引导。本课需要教师在设计环节给予充分支架，帮助学生从理想化设计走向可落地的方案。
目标维度 具体目标
科学观念 1. 能运用上节课学到的太阳能吸热原理（颜色深浅、照射角度、反光材料）指导简易热水器的设计。 2. 理解工程设计需要考虑材料选择、成本预算和功能实现等因素。
科学思维 1. 能根据任务要求和已有知识，设计可行的简易太阳能热水器方案，培养分析与综合的工程思维。 2. 能比较不同方案的优缺点，进行方案的优化选择。
探究实践 1. 能根据设计图选择合适的材料和工具，完成简易太阳能热水器的制作。 2. 能将简易热水器放置在阳光下测试，用温度计测量水温变化，记录并评估加热效果。
态度责任 1. 在小组合作中积极承担责任，乐于分享和交流设计思路。 2. 体验工程设计的完整过程，感受将科学知识应用于解决实际问题的成就感。 3. 初步建立成本意识和环保利用可再生能源的意识。
类型 内容描述
教学重点 1. 根据太阳能吸热原理，设计可行的简易太阳能热水器方案并完成制作。 2. 在阳光下测试简易热水器的加热水效果，记录温度变化数据。
教学难点 1. 综合考虑吸热效果、材料可得性和成本预算，选择合理的设计方案。 2. 在制作过程中解决实际问题，确保装置的密封性和功能性。
类别 详细内容
教学方法 项目驱动法、工程设计法、小组合作法、实践操作法、评价交流法
教师准备 多媒体课件（设计范例、评价标准）；材料“超市”：200-300mL容器（易拉罐/塑料瓶/纸盒）、软管（2元/米）、胶带（3元/卷）、温度计（8元/支）、温度传感器（12元/个）、反光材料/锡箔纸（1元/片或8元/卷）、支架（5元/个）、软管塞（2元/个）、泡沫块（保温材料）、黑色颜料/黑色卡纸；剪刀、美工刀、直尺等工具；测试记录表
学生准备 上节课学习笔记（吸热原理要点）；废旧材料（如饮料瓶、纸盒等可废物利用的材料）
教学环节 时间 教师活动与学生活动 设计意图 评价要点
一、热身导入 3分钟 【教师活动】 1. 回顾上节课内容：“上节课我们研究了太阳能热水器，谁能说说影响吸热效果的因素有哪些？” 2. 出示任务：“在野外露营时，如果阳光充足，我们可以制作一个简易太阳能热水器来获得热水。今天我们就来完成这个挑战！” 3. 明确任务要求：能装200mL以上的水、能在阳光下加热、15分钟后水温有明显升高。 【学生活动】 1. 回顾知识点：深色吸热强、垂直照射效果好、反光板增强吸热。 2. 明确制作任务和要求。 通过回顾旧知为新设计做知识铺垫，明确任务驱动激发制作热情。 能准确回顾影响吸热效果的因素；理解任务要求。
二、讲授新知——设计方案 12分钟 【教师活动】 活动一：明确设计任务与约束（2分钟） 1. 出示任务要求卡片：容量≥200mL、能利用太阳能加热水、材料成本尽量低。 2. 引导思考：“设计一个太阳能热水器需要考虑哪些问题？” 活动二：选材与成本预算（4分钟） 1. 展示材料“超市”及价格表，介绍各种可选材料。 2. 引导：“哪些材料可以废物利用不计成本？” 3. 指导各组根据设计方案计算材料成本。 活动三：绘制设计图（6分钟） 1. 出示设计构想模板（方案1和方案2示例）。 2. 指导各组绘制设计图，标注材料名称、尺寸、反光/保温措施。 3. 巡视指导，提醒设计要点：集热部分用深色材料、倾斜放置、加反光板、注意密封。 4. 组织各组交流方案可行性，提出改进建议。 【学生活动】 1. 明确任务要求和约束条件。 2. 从材料“超市”中选择合适的材料，计算成本。 3. 绘制设计图，标注各部分材料和功能。 4. 组间交流，听取建议并优化方案。 经历工程设计中的“设计—选材—预算”环节，培养工程思维和经济意识，为动手制作提供清晰的方案蓝图。 设计图包含材料标注和功能说明；能计算材料成本；方案能体现吸热原理的应用。
三、实践操作——制作与测试 20分钟 【教师活动】 活动一：制作简易太阳能热水器（12分钟） 1. 各组根据设计图领取材料。 2. 强调安全注意事项：使用美工刀时注意安全、热水测试时防烫伤。 3. 巡视指导，帮助解决制作中的技术难题（如密封、连接软管等）。 4. 提醒时间进度。 活动二：测试加热水效果（8分钟） 1. 各组将200mL水注入制作好的热水器，测量初始水温。 2. 将热水器放置在阳光下，调节角度使阳光垂直照射集热面。 3. 15分钟后测量水温，记录数据。 4. 引导计算温差，评估加热效果。 【学生活动】 1. 按设计图分工合作制作热水器。 2. 测量并记录初始水温。 3. 将热水器放置在阳光下，等待15分钟。 4. 测量并记录15分钟后的水温。 5. 计算温差，评估加热效果。 经历“制作—测试”的工程实践核心环节，培养动手操作能力、团队协作能力和数据记录分析能力。 能按设计图完成制作；能正确测量和记录温度数据；能评估加热效果。
四、拓展提升 3分钟 【教师活动】 1. 各组展示测试结果，比较加热效果。 2. 提问：“哪组的热水器加热效果最好？你们的设计有什么特别之处？” 3. 引导思考：“如果再做一次，你们会怎样改进？” 【学生活动】 1. 展示并汇报测试结果。 2. 比较各组数据，分析成功或不足的原因。 3. 提出改进想法。 通过展示交流培养表达和反思能力，为下一课“改进与交流”做铺垫。 能客观分析自己作品的优缺点；能提出合理的改进方向。
五、课堂小结 2分钟 【教师活动】 1. 总结本课学习：经历“设计—选材—制作—测试”的完整工程流程。 2. 强调科学知识在工程设计中的应用价值。 3. 预告下节课内容：改进和交流。 【学生活动】 1. 回顾本课经历的学习过程。 2. 整理材料和工具，保持教室整洁。 帮助学生梳理工程设计流程，建立系统认知。 能说出本课经历的工程设计环节。
作业类型 作业内容 评价标准
实践作业 课后思考：你的简易太阳能热水器还有哪些可以改进的地方？列出至少2条改进措施，并说明改进的科学依据。 能提出2条以上合理的改进措施，并说明科学依据。
动手作业 如果有条件，在家中用废旧材料重新制作一个更完善的简易太阳能热水器，记录制作过程和测试结果。 能完成制作并记录过程和温度数据。
预习作业 预习第19课“改进与交流”，准备在下节课上展示和汇报本组的作品。 能提前准备好展示内容。
板书设计
18 制作简易太阳能热水器 一、工程设计流程 明确任务 → 设计方案 → 选材预算 → 制作 → 测试 二、设计要点 集热面：深色材料（吸热强） 放置角度：倾斜对准太阳（吸热好） 保温材料：泡沫/锡箔纸（减少散热） 反光板：增强集热效果 三、测试结果 初始水温：___℃ → 15分钟后：___℃ 温差：___℃
反思维度 反思内容
成功之处 （课后填写）
不足之处 （课后填写）

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