小学科学冀人版 (2017)五年级上册19 传热比赛教案

传热比赛

珠海市香洲区吉大小学 梁嘉敏

【教材分析】

通过前一课对热传导的深入观察研究，学生们已经认识到热总是从温度较高的部分向温度较低的部分传递。那么不同材料的物体放在同一热源中，它们导热速度相同吗？通过设计研究导热比赛的活动，学生将探究如何区分热的良导体与热的不良导体。教材上有两个活动：

1.三种不同材料的勺子——塑料勺、木勺与铁勺，把它们同时放在同一杯热水中，观察它们导热的快慢。铁勺的导热性能较好，我们把这种材料称为热的良导体；而像塑料勺、木勺的导热性能较差，我们把这样的材料称为热的不良导体。

2.像铁这样的金属材料导热性能好，那么是否所有的金属材料导热性能都一样呢？通过实验研究铜、铝、铁三种不同的金属材料，认识它们的导热性能是有所差异的。

【学生分析】

本节课的教学对象是五年级学生。学生通过前一课对金属的热传导的深入观察研究，已经认识到热总是从温度较高的部分传向温度较低的部分。另外，五年级的学生具有较强的动手能力和设计变量控制实验的能力以及一定的数据分析能力。但对于怎样区分不同材料的导热快慢还不是很清晰。同时，他们在生活中也能感受到物体的传热快慢是不一样的，但对热的良导体和热的不良导体还没有定性的认识。

在《热是怎样传递的》一课中，学生已尝试用凡士林粘火柴以及用涂有43度温变油墨的铁棒来观察热传导的方向。因此，本课学生可以通过知识的迁移，把这两种方法运用到探究观察不同金属的传热快慢。另外教师还可以用短视频出示感温变色贴在生活中的应用，鼓励学生把它应用于实验中。通过三种不同的实验方法建构热的良导体和热的不良导体的概念。

【教学目标】

科学探究目标：

1. 能根据生活经验或已知知识对实验现象进行预测。
2. 自主选择实验材料及设计适合实验的实验器材。
3. 自主设计实验方法并进行实验观察交流，得出实验结论。

情感态度与价值观目标：

1.能与小组同学分工合作，并分享交流自己的研究结果。

2.意识到实验方法的选择和改进会对实验数据的准确性产生影响。

科学知识目标：

1. 不同材料制成的物体，导热性能是不一样的。
2. 像金属这样导热性能好的物体称为热的良导体；而像塑料、木头这样导热性能差的物体称为热的不良导体。
3. 同是金属的导热性能也不一样。其中导热快慢顺序分别是铜、铝、铁。

科学、技术、社会、环境（STSE）目标：

1.能解释生活中更多的热传导现象。

【教学重难点】

教学重点：自主设计实验方案并通过实验探究热在不同材料中的导热性能有差异，建立热的良导体和热的不良导体的概念。

教学难点：在前一课《热是怎样传递的》的实验基础上，设计多种实验直观准确地判断不同物体的导热快慢。

【教学准备】

为每组准备：粗细、长短一致的塑料条、木条、铁条、紫铜条、铝条、烧杯、热水；4支彩色笔、A4纸；酒精灯、三脚架、火柴、金属热传导实验装置、培养皿、凡士林或60度感温变色贴或43度温变油墨。

教师演示用：奶锅（塑料锅盖柄、木头手持柄）；三根金属条、金属热传导实验装置、酒精灯、三脚架。

【教学亮点】 

1. 教师提供有结构性的材料让孩子自主选择，学生自主设计金属热传导装置，自主设计实验方法并实施探究。
2. 学生以小组为单位开放地探究铜、铝、铁的导热顺序，分三种方法自主探究：（1）用凡士林粘火柴立于金属条上；（2）把温变油墨涂于金属条上；（3）在金属条上粘感温变色贴。其中使用感温变色贴能非常直观准确地比较不同金属的传热快慢，轻松突破本课教学难点。

【教学流程】

【教学过程】

一、激趣引入

1.出示奶锅，让学生说出锅由什么材料制成；

2.让学生猜测用这些材料制锅的原因；

（预设）生：金属很容易导热，而木头和塑料不容易导热。

3.揭示课题。

【设计意图：教师通过引导学生思考制成锅的几种不同导热性能的物体有着不同的用途，揭示课题。学生通过生活经验初步猜测塑料、木头传热慢，金属传热快。】

二、探究实验一：比较塑料、木头、金属的导热快慢

1.教师出示八种有结构性的材料（屏幕显示：木勺、塑料勺、铁勺、木条、塑料条、铁条、紫铜条、铝条），引导学生遵循公平原则来选材且涉及到的材质又最多。

（预设）生：木条、塑料条、铁条、紫铜条、铝条。

师：为什么要选择这些条条呢？

（预设）生：为了使比赛的公平，材料的粗细长短必须一样。

【设计意图：学生通过选材，引出比赛的公平，即实验的控制变量。】

2.让学生认识材料并科学地辨别材料。

（预设）生1：铁比较硬，铝比较软。

（预设）生2：铁比较重，铝比较轻。

【设计意图：学生通过比较铁和铝的颜色、同体积的重量、硬度等科学的方法进行辨材，让学生能运用生活经验及所用知识，另外为比较不同材料物体传热快慢及比较不同金属传热快慢的活动做好了铺垫。】

3. 教师出示已准备热水和烧杯，引导学生设计实验。

（预设）生：把木条、塑料条、铁条、紫铜条和铝条放入热水中。

师：为了保证比赛的公平，你觉得应该分别放下去还是同时放下去？（同时）

师：怎么判断谁传热传得快呢？

（预设）生：用手触碰。触碰相同的高度。

【设计意图：明确实验应注意同时受热，触摸同一高度，来强化比赛的公平。】

师：安全方面要注意什么？

生：小心不要被热水烫伤。

【设计意图：明确实验要有安全意识。】

4.学生以小组形式来完成实验，教师巡视。

5.学生分析实验结果，并根据教师的引导把这些材料传热快的分一类，传热慢的分一类，其中像塑料、木头这样物体传热慢的物体称为热的不良导体，而像金属这样的传热快的物体称为热的良导体。（课件显示小结）

【设计意图：通过学生的自主实验，强化科学、公平地选材辨材及进行实验。让学生通过触觉感性认识材料导热快慢的差异，初步建立热的良导体和热的不良导体的科学概念。】

三、探究实验二：比较铁、铜、铝的传热快慢

1. 引导学生改进实验，继续探究热的同是金属的铜铝铁导热性能差异。

师：随着时间的延长，水会越来越凉，那么实验结果就很难找到差异。所以我们需要对实验的几种金属条进行持续的加热，用什么好？

（预设）生：用火（酒精灯）。

师：嗯，是酒精灯。老师还给同学们准备了火柴，还有放置金属条三脚架。

2. 引导学生设计一个科学、公平、安全的金属热传导装置，使得三根金属条能同时加热。

教师出示某组的设计图做示范：圆形表示三脚架，三种颜色分别代表三种金属条，并让学生小组内讨论三根金属条置于三脚架的可行摆法，画出设计图。

3. 小组讨论设计，教师巡视并拍照。
4. 教师播放学生的设计图，让学生根据“科学”、“公平”、“安全”几大要求来评价，并得出最佳的金属热传导装置设计。

【设计意图：

（1）引导学生思考如何改进实验使得铜、铝、铁的热传导差异可视化，以小组为单位共同思考实验工具该如何设计，才能科学、公平、安全地实施实验，把整个实验课堂交回给学生，不再是教师设定好的学生跟着完成的传统课堂。

（2）在开放式讨论的过程中，最大程度地体现学生设计的自主性，体验到整个实验的设计，不仅在于实验步骤的设计，实验工具的设计成了这个实验设计的灵魂。

（3）在讨论的过程中，每个学生都对“实验应该怎么做？”“为什么要这样做？”有了自己的思考和认识，思考实验工具的设计同时也是思考实验步骤的设计。】

5.引导学生通过自主选择材料把传热比赛变得可视化。

师：那么怎样判断谁传热传得最快呢？还能用手摸吗？不能，一会金属条加热后禁止用手直接触碰金属条。

【设计意图：再次明确实验要有安全意识。】

师：那怎样才能让我们看得见谁传热快谁传热慢？你还需要什么工具或者材料吗？

（预设）生1：可以在这些条上面涂遇热会变色的油墨（温变油墨）。

（预设）生2：可以在这些条上面涂凡士林再黏上火柴。

6.教师通过微视频介绍“感温变色贴”的使用，并提供给学生选择使用。

【设计意图：在教师的“科学”、“公平”、“安全”要求下，学生自主选择实验材料或者随机领取实验材料，根据实验材料的特性，再次讨论实验方法和操作方法的设计，思考要观察的实验现象，而不是教师统一实验方法，确定统一的实验步骤，真正放手让学生去做实验。】

7.复习酒精灯的用法，并强调使用酒精灯的安全。

【设计意图：复习酒精灯的使用方法，加强安全意识。这里本来想提示学生思考外焰可能会受空气流动的影响而集中加热点可能会不固定，干扰实验结果。后来想着这也是学生通过观察和操作实验，需要总结出来的实验经验，教师应留给学生去思考去发现的空间。

所以此处教师只是复习了酒精灯的用法。后面学生分析实验失败的地方时，也谈到受空气流动干扰，酒精灯的外焰加热点不集中，给我们实验造成了干扰。】

8.学生实验，教师巡视并拍照。

9.学生观察分析实验结果，教师再播放各组实验过程对比图片，学生观察各组实验操作的不同，讨论得出更严谨科学的实验操作方法。

10.学生再次进行实验，得出实验结果。教师巡视指导。

11.学生再次观察分析实验结果，得出结论。

（课件显示小结并板书）同是金属的传热性能不一样：紫铜＞铝＞铁

【设计意图：本着“科学”、“公平”、“安全”的原则，学生自主设计实验工具、自主选择实验材料、自主设计实验方法和操作方法，观察实验现象，分析实验结果。成功的实验可以借鉴，不完美的实验可以总结。】

12.揭示材料的导热快慢是由它们的导热系数不同而导致的，其中导热系数越高，它的传热速度就越大。（课件出示各种材料的导热系数）

【设计意图：教师点明导热性能是物体本身自带的属性，学生可以通过查阅书籍，知道各物体的导热系数，不同导热性能的物体有着不同的用途，生活中我们要根据需要选择不同导热性能的材料。】

13.师：如果让你们再次选择实验材料，你更愿意用哪种材料？说说你的原因。  

【设计意图：让学生思考各实验材料的优劣性，以及要使用要注意的地方。在没有预设的情况下，学生通过实验与观察其他小组的实验，都能根据自己的思考说出选择各材料的原因，这完全是出乎我的意料。】

14. 师：同学们利用不同的材料都做出了成功的实验，说一说你认为成功的实验都得益于什么？

学生可以从几方面来谈，包括：选材辨材、实验工具、实验方法、操作方法以及科学精神。

【设计意图：教师引导学生总结实验得失之处，并且引导学生得出一些经验来指导我们日后的每一个科学实验。我们科学教育不仅是给学生那些从书本上能直接获取的考试知识，更重要是去教育学生如何去获取那些未知的知识，授人以鱼不如授人以渔。】

四、联系生活，延伸课堂

师：课后请同学们实践与思考：分别摸一摸木制的桌面和金属制的桌腿，你感觉谁更热？想想为什么？

【设计意图：联系生活，活学活用，把课堂上延伸至课堂外。】

【板书设计】

传热比赛

比较不同材料的导热性能

科学精神

科学      选材取材        

公平      实验工具

同是金属的导热性能也不一样：紫铜＞铝＞铁

安全      实验方法

      操作方法

【教学反思】

每一次上课都有不一样的体会，每次都有可以再完善的地方，我和上这节课的学生一样，收获与原来课堂不一样的理念与课堂。不追究学生实验最后结果是否与课本一致，不追究这节课是否符合我们原来课堂预设的按部就班。这次磨课，身体力行的多，思考的多，收获的多，所以才决定小记一下自己对这节课的一些思考。

本来选择上这节课的原因，是因为和同行正好申请课题研究实验工具的改进，这一课的实验工具正好是在考虑之列中。因为课本给出参考的两个实验在实施的过程中，各有不可取之处，所以我尝试大胆地对课本给出的参考实验进行改进。

教科2001课标版科学五年级下册第二单元《光》第七课时《传热比赛》41页中实验一是比较塑料、木头、金属的导热快慢，课本参考的实验是在热水中放置塑料勺、木勺和金属勺。仔细观察课本的图片，发现这三个勺子的粗细长短完全不一致，作为感性认识热的良导体和热的不良导体，这样生活化的实验足矣。但如果考虑它的科学性，不免有些不够严谨，为了与下个实验比较不同金属条的导热性能形成联系，我把这塑料勺、木勺和金属勺替换为粗细长短一致的塑料条、木头条、铝条、紫铜条、铁条。所以在实验前，增设了一个选材的环节，让学生从科学地选材来认识“科学”的内涵。

教科2001课标版科学五年级下册第二单元《光》第七课时《传热比赛》42页中实验二是比较铜、铝、铁的导热快慢，课本参考的实验是金属热传导装置，从图片观察看出用的铜条是黄色的，推测应该是黄铜，黄铜是铜和锌所组成的合金。而黄铜的导热系数低于纯铝、紫铜（纯铜），不能得出教师参考书中的导热快慢先后分别是铜、铝、铁，也与考试的标准答案相悖，所以显然不能单纯用黄铜这种合金来代指纯铝，所以我用紫铜条取代黄铜条。另外从市面买到的金属热传导装置，我通过重复二十多次实验，以及询问同行，都发现现成买到的金属热传导装置实验得出的结果大多是导热快慢先后分别是铁、铝、铜，这与理论完全相悖。我推测可能是限于金属材料造价较高，所以商家制造出的金属热传导装置中的黄铜条、铝条和铁条的金属不纯，造成实验误差很大。无奈之下，只能自己从五金店买来直径为3mm的紫铜丝、铝丝、铁丝，切割成长度一致的金属条材料。然后就是自行设计并制作科学、公平、安全的金属热传导装置，在这个过程中，考虑到这正是迸发学生智慧的一步，课前准备教师提前代替学生思考了，但是在课堂的实验工具设计完全可以还给学生来思考，这才有了学生设计实验工具的一步。

整节课我都尽量交给学生来自主设计、自己动手、自己思考，其中这五个环节的设置是渗透了我想交给学生的一些科学实验的方法论：

一、选材辨材

教师出示八种材料让学生来选择实验，学生通过选材，明确选材的原则是公平，也就是科学上常说控制变量法。考虑到铝和铁由于颜色较近，故让学生用自己学过的科学知识来进行分别，学生从颜色、硬度和同体积的轻重来进行区分，其中教师指出颜色不能完全来区分铝和铁。

二、实验工具

虽然教师已经在课前金属热传导装置准备好，但教师并没有直接出示装置让学生拿来就用，而是让学生讨论如何设计。学生在没有任何提示下，按照“科学”、“公平”、“安全”的要求小组讨论设计出三种金属条应该如何摆放才能同时加热，讨论出来的结果多种多样，教师只负责收集各小组讨论出来的设计图，向学生展示，让学生自己对比不同设计图的优劣并科学地进行评价，最后在辨的过程中得出更佳的设计图。只要符合“科学”、“公平”、“安全”这些要求的设计都是可取的，没有标准的唯一答案。

三、实验方法

基于此课的前一课《热是怎样传递的》，学生就实验过如何在一根金属条上使得热传递变得可视化，用到的方法不局限于书本上参考的方法。其中学生分不同的小组通过使用凡士林、温变油墨和感温变色贴来探究热传递的方向，使得学生在这一节课上进行实验方法的迁移。教师毋需再把实验方法固定死，而是可以选择放手让学生探究如何进行实验。要相信学生通过小组讨论会得出真正属于他们的实验方法，不要担心学生会出错不按自己设定的实验进行而出错。科学课堂应该是一个允许出错的课堂。不管实验成功与否，只要能使学生脑筋活跃、行动跟上，这也未尝是另一种成功呢？教师培养的是会独立思考的人，而不是按照程序照搬运行的机器，所以教师该在适当的时候放手，让学生自由地去做。

四、操作方法

囿于酒精灯的使用存在着一定的危险性，教师必须规范学生使用酒精灯的操作。其余操作方法，只要不危及到学生安全都可以放手让学生去做，教师只需要及时巡视，并且把发现到的错误操作记录下来，实验结束后再让学生讨论与反思，下次实验能避免就可以了。并且学生按照自己的操作方法来做实验，万一实验结果与理论不符，也有可思考的地方。而且受客观因素及操作方法的影响，科学实验本来就不是肯定成功的事，需要我们不断改进操作的方法，以及进行多次实验，才可能做出一个瑕疵较少的实验。

五、科学精神

我们不是科学家，但是我们可以像科学家那样去思考，向科学家学习科学精神。爱因斯坦说过：“什么是教育？当你把受过的教育都忘记了，剩下的就是教育。”学生的生涯再长，教师也无法把所有的知识都交给我们的学生，授人以鱼不如授人以渔，我们只能通过引导学生去思考去行动，让学生掌握一些思考的方法，让学生感悟科学研究的精神，用软知识来塑造祖国的花朵。在完全没预设的情况之下，学生竟然能谈到团队合作、谨慎实验等观点，让我们感觉到这节课并没有白费。

这节课俨然不是最成功的一次，其中上课的仪态及用词还不够成熟沉稳。另外课堂生成不是千篇一律，很多可能不在自己的预设中，所以如何在学生不在预设的情况下引导回来，自己做得不够好，缺乏教学智慧。这是个人经验积累不足所致的，也是我最想向老教师学习的地方。

以上均是我通过这次磨课收获的一些促使我成长的经验，欢迎看到这节课的老师给于我更多的意见，让我能及时调整自己的教学方法，迅速成长。