2.6《热对流》教案

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2.6《热对流》教案

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苏科版科学五年级上册(2026新版)第二单元《热传递》
第6课《热对流》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标:知道热对流是液体、气体特有的热传递方式;液体或气体受热部分上升,较冷部分下降,循环流动,使各处温度趋于均匀;明白热在水中、空气中传递方式相似;能用热对流解释水壶烧水、房间暖气、走马灯等现象。
2.科学思维目标:基于生活冷空气流动现象,对水的热传递提出假设;根据回形管染色水流动现象,推导出冷热流体循环规律;能预测两组对比实验(注射染色热水、染色冰块入水)的现象,评价实验设计;绘制冷热对流循环示意图。
3.探究实践目标:规范使用酒精灯,完成回形管水对流实验;观察冷热瓶烟雾实验,对比空气对流现象;利用纸杯、蜡烛、细绳等材料,动手组装简易走马灯。
4.态度责任目标:重视酒精灯、蜡烛用火安全;能如实记录实验现象,尊重证据;感受热对流在生活、工程中的广泛应用,乐于动手制作科学小装置。
二、教学重难点
1.教学重点:认识热对流;掌握规律:受热的液体、气体上升,冷的下降,形成循环流动;解释生活中的热对流实例。
2.教学难点:理解热对流依靠流体自身流动传热,和热传导(接触传热)区分;分析乐乐、阳阳两组实验的设计思路,预判实验现象。
三、教学准备
1.教师准备:回形管、铁架台、酒精灯、染色水、滴管;热瓶、冷瓶、玻璃片、线香;纸杯、蜡烛、细绳、牙签、胶带;太阳能热水器、水壶、室内暖气图片;安全操作提示。
2.学生准备:活动手册、铅笔、彩笔。
安全提示:规范使用酒精灯;蜡烛远离易燃纸制品,实验结束及时熄灭火焰,谨防烫伤与火灾。
四、教学过程
(一)问题与猜想(8分钟)
教师导入:上一课我们学习了依靠接触传热的热传导。提问:回忆冷空气是怎样流动的?引出本课课题《热对流》。
抛出核心探究问题:热在水中是怎样传递的?热在水中和空气中传递方式一样吗?
小组讨论,写下假设。学生猜想:水被加热后,热水向上跑,冷水流过来补充,不停循环,把热量传遍整杯水;空气受热上升、冷空气下沉,空气和水的传热方式相似。教师板书猜想,准备分组实验验证。
(二)探究与结论(18分钟)
活动1:回形管探究热在水中的传递。
实验设计:两支灌满清水的回形管固定在铁架台;管口滴入染色水;酒精灯加热一支回形管左下角,另一支不加热作为对照,观察水流与颜色变化。
实验现象:被加热的回形管内,染色热水向上流动,另一侧冷水向下流动,染色水沿着管路持续循环流动;未加热的回形管,染色水几乎没有流动。
实验结论:水受热上升,冷水下降,依靠水自身循环流动传递热量。
活动2:空气对流演示实验(热瓶、冷瓶)。在热瓶内点燃线香充满烟雾,冷瓶倒扣,中间用玻璃片隔开;抽掉玻璃片,观察烟雾流动。现象:热瓶内热空气带着烟雾向上流动,冷瓶内冷空气向下流动,两瓶内烟雾混合。结论:空气和水一样,都可以发生热对流。
给出概念: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3:分析乐乐与阳阳的对比实验。乐乐:注射器抽取染色热水,从底部注入冷水杯。猜想:染色热水向上运动。阳阳:染色冰块放入常温水中,冰块融化后的冷水向下运动。小组点评:两个实验都能直观观察流体冷热运动,从正反两个角度证明对流规律。
生活实例分析,学生在图上画出冷热流动箭头。①水壶烧水:底部水受热上升,上方冷水下沉,整壶水逐渐变热;②房间暖气:暖气加热附近空气,热空气上升,冷空气下沉,循环让全屋升温;③太阳能储水箱放在上部:热水密度小,会向上聚集,储水箱在上方方便储存热水。
活动4:制作走马灯。学生按步骤组装:一个纸杯侧面开口,杯底固定蜡烛;第二个纸杯剪出直角扇叶,底部穿细绳、牙签固定;两个纸杯口对口粘牢。点燃蜡烛,热空气向上流动,冲击扇叶,走马灯旋转。原理:蜡烛加热杯内空气,热空气上升推动扇叶转动。
(三)反思与评价(6分钟)
小组交流反思:回形管实验看不到水流循环,是什么原因?学生交流:酒精灯火焰太小、染色水滴入位置不对、水温温差太小。
辨析两种传热方式:热传导,需要物体直接接触;热对流,液体气体自己流动传递热量,不需要依靠固体接触。
教师点评:热看不见,我们利用染色水、烟雾,把看不见的流体流动转化为看得见的现象;对比实验需要设置对照组,更能证明结论。走马灯能否持续转动,和扇叶切口、蜡烛火焰大小有关系,可以不断调试改进。
(四)应用与迁移(5分钟)
拓展生活对流实例:大气中风的形成、烧水、热气球上升都是热对流。
布置任务:课后继续完善走马灯,调整扇叶大小,观察转速变化;在活动手册画出暖气、水壶内部冷热流体循环箭头。
(五)阅读与新知(3分钟)
师生梳理主线:水与空气都属于流体,受热上升、遇冷下降,循环流动形成热对流;回形管、冷热瓶实验验证水和空气都存在对流;太阳能热水器、烧水壶、室内暖气、走马灯都是热对流的应用。教师小结:热对流是液体、气体特有的传热方式,和上一课固体的热传导形成对比,下一课我们学习不需要接触也能传递热量的热辐射。布置课后任务,完善活动手册实验记录。
五、板书设计
6.热对流
定义:液体、气体(流体)特有传热方式
规律:受热部分上升,较冷部分下降,循环流动,温度变均匀
水实验(回形管):加热管染色水循环流动;对照管几乎不动
空气实验(冷热瓶):热空气上升,冷空气下沉,烟雾混合
对比:热传导:固体,直接接触传热;热对流:流体,依靠自身流动传热
生活应用
烧水壶、室内暖气、太阳能储水箱在上部、走马灯
走马灯原理:蜡烛加热空气,热空气上升推动扇叶转动
安全提示:酒精灯、蜡烛实验,注意防火防烫伤
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