人教鄂教版（2024）五年级上册第五单元 太阳能热水器15 认识太阳能热水器教学设计

这是一份人教鄂教版（2024）五年级上册第五单元 太阳能热水器15 认识太阳能热水器教学设计，共9页。教案主要包含了聚焦问题，科学实践活动，集热管为什么要倾斜，练一练，整理，板书设计等内容，欢迎下载使用。
人教版 五年级上册 《太阳能热水器》单元 15.认识太阳能热水器 教学设计
单元
《太阳能热水器》
课题
15.认识太阳能热水器
课时
1
核心 概念
技术与工程领域，将学习到的热传递知识和光的知识运用于工程实践活动。
学习内容及要求
引导学生在观察太阳能热水器的基础上提出一些问题，包括：集热管为什么是深色的？集热管为什么要倾斜？为什么要有反射板？等等。通过对这些问题的探究，学生将对太阳能热水器的工作原理有较深入的理解，明确太阳能热水器的吸热效果与颜色、光照角度及光照量有关。
教学目标
科学观念（对客观事物的总体认识）科学思维（对客观事物的认识方式）
探究实践（科学探究能力 技术与工程实践能力 自主学习能力） 态度责任（科学态度 社会责任）
科学观念
1.知道影响太阳能热水器吸热效果的主要因素有颜色、光照角度及光照量等。
2.知道太阳能热水器是利用太阳能将水加热。
科学思维
能比较不同颜色、不同光照角度、不同光照量的吸热效果。
探究实践
太阳能热水器有哪些特点？集热管为什么是深色的？集热管为什么会倾斜？
态度责任
对太阳能热水器的结构、功能、特点产生探究的兴趣。
教学 重点
本课必须掌握的东西，如：科学原理需要掌握的，动手操作中需要掌握的等等。
引导学生在观察太阳能热水器的基础上提出问题。
教学 难点
学生难以掌握的东西，如：难理解什么？难操作什么？
深入理解太阳能热水器的工作原理。
教学 准备
教师：不同颜色的卡纸4张、温度计4支、长尾夹8个。黑色卡纸5张、瓦楞纸5张、剪刀、双面胶、量角器。锡箔纸1张、各种图片。
学生：学生活动手册、铅笔等。
教学过程
教学环节
教学活动
设计思路
教学备注
上课仪式
教师自我介绍：
同学们好
一、聚焦问题：观察太阳能热水器（预设5分钟）
1.观察生活中的太阳能热水器
引导学生观察书上的太阳能热水器实物图，看看太阳能热水器有什么特点。
提问：你们知道太阳能热水器吗？它是做什么用的？
你们在哪里见到过太阳能热水器？
2.聚焦本节课要研究的问题
谈话：本单元我们将自己设计和制作一种简易太阳能热水器。这节课我们先来了解一下太阳能热水器有哪些特点,运用了哪些科学知识，为之后我们的制作打下基础。
引入环节主要是考察学生对太阳能热水器的了解程度，引导学生进行完整的回答。
二、科学实践活动（预设30分钟）
一、太阳能热水器有哪些特点
1.观察太阳能热水器的结构
出示太阳能热水器的照片，让学生看一看太阳能热水器包括哪些结构。然后再出示太阳能热水器的结构示意图，进一步观察太阳能热水器由哪些部分组成。
引导学生小结：太阳能热水器由集热管、储水管、入水口、出水口等组成。太阳能热水器还有支架。
2.分析太阳能热水器各部分结构有什么作用
通过提出问题，引导学生交流他们对太阳能热水器各部分功能的认识。
太阳能热水器的各个部分有什么作用？
集热管有什么作用？
储水管有什么作用？
入水口和出水口分别有什么作用？
支架有什么作用？
你还发现太阳能热水器有哪些特点？
3.分析太阳能热水器是如何利用太阳能的
提出问题，组织学生思考讨论：
太阳能热水器的集热管是什么颜色的？为什么？
太阳能热水器的集热管是怎样摆放的？为什么？
太阳能热水器的出水口和入水口哪个在上？哪个在下？
储水箱里的水是怎样热起来的？
引导学生根据大家讨论交流后形成的观点，解释太阳能热水器是如何利用太阳能的。
教师小结：太阳能热水器主要是利用太阳能将水加热。太阳能热水器的集热管能吸收太阳能。在储水箱上，出水口在上、入水口在下的设计利用了热对流的原理。关于集热管为什么是深色的，集热管为什么要倾斜放置，我们一起来继续研究。
二、集热管为什么是深色的
1.引导学生设计实验
谈话：为什么生活中的太阳能热水器大多是深色的？颜色会对集热管的吸热能力产生影响吗？下面我们来研究这个问题。
提问：不同颜色物体的吸热能力一样吗？
如果不一样，什么颜色吸收太阳能的能力最强？
如何检验你的假设是否正确？
组织学生设计实验测试不同颜色物体的吸热能力，检验他们的想法。
谈话：我们在不同颜色的卡纸，有温度计，如果要对比不同颜色的吸热能力，在实验时，我们应该控制哪些因素？
引导学生形成设计方案：
将材质、厚度相同的不同颜色的卡纸做成大小一致的低袋；将温度计放入低袋中，固定温度计的位置；保证温度计的初始温度和光照的时间相同。
2.学生进行实验
在阳光下或较强的灯光下做实验，5分钟后，观察每支温度计的读数，并记录在学生活动手册上。
3.汇报实验结果，形成结论
提问：说说你们的实验结果，哪种颜色的卡纸吸热能力最强。这对你们设计太阳能热水器有什么启发？太阳能热水器的集热管用什么颜色的材料比较好？
教师小结：在相同的光照时间下，黑色纸袋中温度计的示数升高幅度最大。这说明相较其他颜色，黑色的吸热能力最强。
三、集热管为什么要倾斜
1.引导学生设计实验
引导学生思考为什么生活中的太阳能热水器都有一个支架，集热管都以一定的角度倾斜着放置。
提问：太阳光照射的角度不同，会影响物体的吸热效果吗？你认为阳光的直射和斜射，哪种情况下物体的吸热效果更好？如何检验你的假设是否正确？
引导学生形成实验方案：
用同样的黑色卡纸制作三个同样大小的纸袋；将温度计放入纸袋中，固定温度计的位置；在阳光或其他强光下，将纸袋一个垂直于地面放置，一个与地面平行放置，一个与光垂直放置。
2.学生进行实验
在阳光下或较强的灯光下做实验，5分钟后，观察每支温度计读数，并记录在学生活动手册上。
3.汇报实验结果，得出结论
提问：哪个纸袋的吸热效果最好？
太阳高度每时每刻都在变化，太阳能热水器的集热管要怎样倾斜，才能保证它在最大范围内接受到直射的阳光？
教师小结：当太阳光垂直照射在物体上时，物体的吸热效果最佳。
引导学生进一步观察细节，并在观察后讨论分析太阳能热水器是如何更好地利用太阳能的。
在探讨太阳能热水器如何利用太阳能时，引导学生集中思考太阳能热水器的结构，思考不同的结构对利用太阳能有什么作用。
学生自己设计并进行实验，如果学生想探究其他颜色，教师可让其自由选择。

学生通过实验会发现与太阳光垂直的黑色纸袋升温最快，由此可以推断太阳能热水器的集热管与太阳光垂直时吸热效果最好。
三、拓展与应用（预设5分钟）
1.探讨反射板的作用
展示一些生活中用到反射板的设备。
谈话：一些户外使用的太阳能热水杯上有反光板，以前的太阳能热水器集热管外也有反射板。太阳能热水器需不需要反射板？增加反射板能提高太阳能热水器的吸热效果吗？
2.鼓励学生课后进行实验
谈话：你能继续用纸袋进行实验，比较有无反射板时纸袋的吸热效果吗？将你们的实验结果和结论记录下来，下节课与大家一起交流。
3.了解太阳能热水器中的反射板
让学生阅读拓展与应用中的最后一段文字，了解部分太阳能热水器中的反射板——抛物面聚光器。
通过以上探究实验，学生会对太阳能热水器的结构和原理有更加深入的理解，这对他们自己设计和制作太阳能热水器有很大的指导意义。
四、练一练
一、填一填：
1.太阳能热水器由（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等组成。太阳能热水器还有（ ）。
2.在相同光照时间下，（ ）升温幅度最大。说明（ ）的吸热能力最强。
五、整理
老师指导学生进行材料的整理。
培养学生使用材料的好习惯。
六、板书设计
15.认识太阳能热水器
吸热效果： 颜色越深 效果越好
角度倾斜 效果越好