2.7《热辐射》教案

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2.7《热辐射》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7课《热辐射》教案
一、教学核心素养目标
1.科学观念目标:知道热辐射是热源直接向周围发射热的传热方式,不需要物体直接接触,也不需要介质,真空也可以传递;热源温度越高,热辐射能力越强;黑色物体吸收热辐射能力强,浅色物体吸收弱;热传递包含热传导、热对流、热辐射三种方式,现实场景中常常两种或三种同时发生。
2.科学思维目标:对比热辐射与热传导、热对流的差异;通过黑白纸袋对比实验,归纳物体颜色对吸热能力的影响;运用热辐射原理,解释屋顶绿化、白色长袍、奥运圣火等现象;归纳三种传热方式的异同点。
3.探究实践目标:完成黑白纸袋阳光下吸热对比实验;了解凹面镜聚光原理,读懂简易太阳能灶制作步骤;能够分析环卫工人休息站场景中存在的多种热传递方式。
4.态度责任目标:体会太阳能的利用价值,感受古代取火与现代奥运圣火采集的智慧;养成控制变量做对比实验的严谨习惯;能运用热知识思考建筑、生活中降温、保温设计,建立节能意识。
二、教学重难点
1.教学重点:认识热辐射特点,区分热辐射与热传导、热对流;知道深色物体吸热辐射能力更强;掌握三种热传递方式的异同。
2.教学难点:理解热辐射不需要介质,可以在真空中传递;区分同一场景中多种热传递方式同时存在的现象。
三、教学准备
1.教师准备:大小、厚薄相同的黑纸袋、白纸袋、温度计;阳光模拟灯;奥运圣火凹面镜示意图;易拉罐、铁丝等太阳能灶制作材料;屋顶绿植、水池、沙漠白袍图片;三种传热方式对比板书。
2.学生准备:活动手册、铅笔。
安全提示:不要长时间直视强光;太阳能灶实验注意防高温灼伤,不能对准人眼。
四、教学过程
(一)问题与猜想(8分钟)
教师导入:前面学习了热传导、热对流。出示图片:篝火旁取暖、电烤箱烤红薯、太阳给地球传热。提问:人和篝火没有紧贴、太阳和地球之间是真空,热量是怎么传递过来的?这种传热方式和前面两种有什么不一样?
学生小组猜想。学生猜想:热量可以直接向外发射,不用接触;颜色会影响物体吸收热量,黑色更容易吸热。教师板书猜想,引出课题《热辐射》。
(二)探究与结论(18分钟)
活动1:认识热辐射。阅读教材定义:像太阳、篝火这样直接向周围发射热的方式,叫作热辐射。特点:无需接触、不需要媒介,真空中也可以传递;热源温度越高,热辐射越强。举例:乌龟晒太阳、测体温、阳光照射出汗,都是热辐射。我们人体自身也能向外发出热辐射。对比三种方式:热传导需要直接接触;热对流依靠流体循环;热辐射不用接触,可在真空传播。
活动2:探究不同颜色物体吸热能力。对比实验:大小形状一致的白纸袋、黑纸袋,袋内各放一支温度计,放在阳光下同一位置,静置10~15分钟读取温度。
实验现象:黑纸袋温度计读数明显高于白纸袋。
实验结论:黑色物体吸收热辐射能力更强;浅色物体反射热辐射,吸热弱。拓展:阳光下赤脚踩不同地面,深色地面储热能力更强,摸起来温度更高。
解释生活场景:屋顶种绿植、屋顶修建水池,减少地面吸收太阳辐射,降低建筑温度;沙漠地区人们穿白色长袍,白色反射太阳辐射,减少吸热,保持凉爽。
活动3:奥运圣火与简易太阳能灶。奥运圣火采集:凹面镜正对太阳,平行太阳光被凹面镜反射会聚到焦点,焦点聚集大量光能转化为热能,温度急剧升高,点燃火炬。学生阅读简易太阳能灶制作步骤,思考改进方法:增大反光曲面、调整角度对准太阳,能让水热得更快。原理同样是凹面镜会聚太阳辐射热。
活动4:梳理三种热传递方式,比较异同。
不同之处:
热传导:依靠固体,物体直接接触传递热量。
热对流:液体、气体,冷热流体循环流动传递热量。
热辐射:不需要接触、不需要介质,热源直接向外发射热,真空可传递。
相同之处:热量都是从高温物体传递到低温物体。
教师小结:生活里很少单独存在一种传热方式,常常多种同时发生。分析环卫工人冬季休息站:存在热传导、热对流、热辐射。
(三)反思与评价(6分钟)
小组交流反思:黑白纸袋实验结果差异不大,是什么原因?学生交流:纸袋摆放位置光照不均匀、纸袋厚薄不一样、光照时间不足。这个实验属于对比实验,必须只改变纸袋颜色,其他条件保持一致。
辨析易错点:热辐射不是光,是热能的发射;任何有温度的物体都会向外产生热辐射,不止太阳、篝火。
教师点评:区分三种传热方式,关键看传递条件;分析生活热现象时,要细心分辨场景中同时存在多种传热方式。
(四)应用与迁移(5分钟)
拓展生活实例:夏天穿浅色衣服,减少吸收太阳辐射;冬天暖气片,既有热辐射,也有空气热对流,暖气片和墙壁之间还有热传导。
布置任务:尝试用易拉罐材料制作简易太阳能灶;在活动手册上完成三种传热方式对比记录,寻找家里一处同时存在两种以上热传递的场景并记录。
(五)阅读与新知(3分钟)
师生梳理本课主线:热辐射不需要接触与介质;深色物体吸收热辐射能力更强;凹面镜会聚太阳辐射,用于奥运采火、太阳能灶;热传递包含传导、对流、辐射,生活场景中多种传热方式常常共存。教师小结,本单元三种热传递全部学完,下一课学习材料的传热本领。布置课后任务,完善活动手册。
五、板书设计
7.热辐射
热辐射定义:热源直接向四周发射热
特点:不需要接触、不需要介质,真空也能传递;温度越高,辐射越强
对比实验:黑纸袋、白纸袋
结论:深色吸热辐射能力强;浅色反射辐射,吸热弱
奥运圣火/太阳能灶:凹面镜会聚太阳辐射,光能转化为热能
三种热传递方式
热传导:固体,直接接触
热对流:液体、气体,冷热循环流动
热辐射:无需接触,真空可传热
相同点:热从高温传向低温
生活应用:沙漠白色长袍、屋顶绿化、太阳能灶
提示:实际场景中,多种传热方式往往同时存在
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