資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
7.做個保溫杯
一、教學目標
科學觀念:通過做個保溫杯的活動，知道熱的不良導體可以減慢物體熱量的散失，認識到保溫、散熱技術在生活中的廣泛應用。
科學思維:通過對比實驗的方法研究哪種方法保溫效果好，能根據熱傳遞的原理設計制作保溫杯。
探究實踐:嘗試自主設計產品，在研究后改進產品，并能通過創作科學小論文等方式呈現保溫杯探究的過程與結論。
態度責任:
1.激發設計研究保溫杯的興趣，能不斷進行嘗試和創新。
2.關注他人的探究成果，樂于分享自己的探究經驗。
二、教學重難點
重點：比較不同方法的保溫效果，根據熱傳遞的原理設計制作一個保溫杯。
難點：嘗試自主設計產品，并能不斷改進優化。
三、評價任務（根據需要設計評價量規）
評價量表
評價任務 評價標準 表現程度 自評 互評 師評
☆☆☆ ☆☆ ☆
比較哪杯水涼得慢。 能通過實驗驗證哪杯水涼得更慢。 能 基本能 不能
交流、測試、比較使杯中熱水涼得更慢的方法。 能通過交流、測試、比較等方法，找到保溫效果更好的方法。 能 基本能 不能
制作一個保溫杯 能制作一個簡單的保溫杯。 能 基本能 不能
學習收獲
四、教學過程
學習活動 設計意圖 效果評價
（一）談話導入 1.師：同學們，冬天里我們都喜歡喝熱水，你知道熱水盛在什么樣的杯子中不容易變冷嗎？ 學生1回答：熱水盛在陶瓷杯中不容易變冷。 學生2回答：熱水盛在塑料杯中不容易變冷。 學生3回答：熱水盛在不銹鋼杯中不容易變冷。 2.師：到底哪種杯子中的熱水不容易變冷呢？這節課我們就一起來研究這個問題？ 出示課題。 提出問題，學生根據生活經驗給出猜想，激發探究興趣。 對于積極回答問題的同學給予及時獎勵。
（二）探究活動 1.比較哪杯水涼得慢。 （1）課件出示三種杯子：不銹鋼杯、陶瓷杯、塑料杯 猜測：哪個杯中的熱水會涼得慢？ 學生猜測：陶瓷杯。 （2）出示實驗材料：①不銹鋼杯②陶瓷杯③塑料杯④溫度計⑤熱水⑥量杯 溫馨提示: 實驗時要正確使用溫度計，小心倒熱水，防止燙傷。 觀看演示實驗視頻。 學生根據實驗步驟分組實驗，并觀察現象記錄溫度。 實驗步驟：①把杯子平放在桌面上，與同伴合作，利用刻度杯，同時量取70℃的熱水200毫升。 ②分別將熱水倒入三個杯子中。 ③用手摸三個杯子的杯壁，記錄下自己的感受。 ④5分鐘后用溫度計同時測量并記錄這三個杯子中水的溫度。 小組匯報結果，師生總結發現。 不同材料的杯子開始時水的溫度初識手感5分鐘后水的溫度不銹鋼杯70℃最燙46℃陶瓷杯70℃最不燙54℃塑料杯70℃有點燙51℃我的發現相同時間內，不銹鋼杯的水溫降得最快，塑料杯次之，陶瓷杯的水溫降得最慢。
小結：熱的良導體吸熱快，散熱也快，所以水溫降得快；熱的不良導體吸熱慢，散熱也慢，所以水溫降得慢。 2.使杯中熱水涼得更慢 學生小組談論交流如何讓不銹鋼杯中的熱水涼得慢一些。 （2）小組匯報方法：①給杯子蓋上蓋子②用毛巾把杯子包裹起來③把杯子嵌在泡沫塑料里。 （3）測試、比較各種方法的保溫效果。 課件出示幾種保溫方法：無蓋的杯子、有蓋的杯子、外包毛巾的杯子、加蓋外包毛巾的杯子、嵌入泡沫塑料中的杯子 課件出示溫馨提示：倒入各杯的水量和水溫要相同;測量水溫的時間要相同；溫度計的原始溫度要相同。 學生觀看實驗視頻并根據實驗步驟分組實驗，填寫實驗記錄。 實驗步驟： ①分別將熱水倒入各組杯子中。 ②倒入熱水后，用溫度計測量開始溫度。 ③10分鐘后，用溫度計測量此時杯子中熱水的溫度。 小組分享匯報實驗數據，師生共同總結發現。 杯子狀況開始溫度10分鐘后的溫度降溫多少無蓋的杯子70℃51℃19℃加蓋的杯子70℃59℃11℃外包毛巾的杯子70℃53℃17℃加蓋外包毛巾的杯子70℃61℃9℃嵌入泡沫塑料中的杯子70℃66℃4℃我的發現蓋蓋子比不蓋蓋子保溫效果好，利用熱的不良導體泡沫塑料包裹的杯子保溫效果最好。
小結：生活中的保溫杯就是根據這個原理制作而成的，保溫杯盡量阻隔熱傳遞減慢水溫的變化。它既可以保住杯內的熱量，也可以阻隔杯外的熱量。當保存熱水時，能減慢杯內水溫下降，當保存冰塊時，減慢杯內水溫上升。但保溫杯并不能保持水原來的溫度。 3.制作一個保溫杯 （1）明確制作要求：杯外的包裹物厚度不超過3厘米。思考制作保溫杯時，我們要從哪些方面考慮減慢熱量的傳遞呢？ 小結：利用棉花、泡沫等熱的不良導體作為材料，杯蓋也包保溫材料。多層材料包裹，盡量做好密封材料。保溫杯底部利用鋁箔紙等反熱輻射材料反射熱量。 明確設計要求，學生分小組設計保溫杯。 ①杯外的包裹物厚度不超過3厘米。 ②畫出設計圖，說明制作方法。 ③在杯中存放冰塊，測試比較自制保溫的保溫效果 ④分析保溫杯的優缺點。 小組展示保溫杯設計圖。 學生小組合作制作保溫杯。 課件展示溫馨提示：制作保溫杯時，要小心使用工具，避免受傷。 學生觀看用相同冰塊大小、數量、測量時間來測試保溫杯的視頻。 學生分組分析優點和需要改進的地方，填寫活動手冊。 小組匯報分享，師生互評。 優點需要改進的地方1.保溫效果好。 2.輕。 3.不易碎。 4.耐磨。 1.每層材料要均勻黏合，不要留有空隙。 2.做工粗糙，外觀不美觀。 3.不容易清洗，不耐高溫，實用性不強。
事實上，任何一個產品的設計都不是完美的。 通過親歷實驗比較哪杯水涼得快，培養學生的科學思維。 通過小組討論設計方案，實驗驗證，從而比較出保溫效果更好的措施，培養學生的科學探究和科學思維能力。 通過設計、選取材料、測試保溫杯的保溫效果，經歷工程設計的過程，掌握工程設計的基本步驟和思路。 學生能按步驟完成實驗，并知道熱的良導體吸熱快，散熱也快，所以水溫降得快；熱的不良導體吸熱慢，散熱也慢，所以水溫降得慢。 學生能按步驟完成實驗，并總結出保溫杯的保溫原理，為制作一個保溫杯奠定基礎。 對學生作品和學生制作過程中的小組表現，給予及時評價，并完成小組評價表。
（三）研討 1.什么樣的材料散熱快？什么樣的材料能減慢熱量的傳遞？ 熱的良導體散熱快，如金屬；熱的不良導體散熱慢，如塑料、泡沫，可以減慢物體熱量的散失。 2.制作保溫杯時，我們要從哪些方面考慮減慢熱量的傳遞 實際效果如何 還可以在哪些方面做進一步的改進 保溫杯就是要阻隔熱量的相互傳遞。當保溫杯內水的溫度高于外界的溫度時，保溫杯要減慢杯內熱量的流失；當保溫杯內水的溫度低于外界的溫度時，保溫杯要阻隔外界的熱量進入杯內。 通過研討問題，內化本課知識內容。 教師觀察學生是否積極參與課堂討論，給予及時反饋。
（四）拓展 1.思考探究保溫瓶的原理。 保溫瓶內部有內膽，內膽有鍍銀內壁，木塞，內膽兩層，中間是真空的。 木塞:熱的不良導體，隔絕內部物質與外界空氣的接觸，減少熱傳導與熱對流。 真空:無熱傳導與熱對流。 鍍銀內壁:減少熱輻射。 保溫、散熱技術的應用 保溫袋和保溫箱都是利用熱的不良導體，與外界隔絕，有效阻止熱對流和熱傳導，阻止熱量散失。 用本課知識解決生活問題。 對積極回答問題的同學給予及時獎勵。
（五）知識總結 師生共同總結本課知識點。 教師通過學生回答，了解學生對本課知識的掌握情況。 觀察學生是否參與知識總結，是否積極發言，及時鼓勵參與學生。
四、成果集成
通過實驗驗證尋找讓水涼得慢的方法，并制作一個保溫杯。
五、作業設計
【知識技能類作業】
填空題
我們一般選擇導熱性能 的材料作為保溫材料。
杯子外包毛巾并加蓋比只加蓋的保溫效果 （填“好”或“差”）。。
判斷題
1.水杯用金屬做外殼要比木頭保溫效果好些（ ）。
2.質量好的保溫杯能讓熱水的溫度一直保持原來的溫度（ ）。
3.保溫瓶只能保存熱的食物，不能保存冰塊（ ）。
選擇題
1.下列材料中，最適合做保溫材料的是（ ）。
A.鋼 B.銅 C.紙巾 D.泡沫塑料
2.保溫杯能起到保溫的作用，是因為保溫杯（ ）。
A.能產生熱或產生冷
B.是熱的良導體，加快了杯子內外的熱傳遞
C.是熱的不良導體，減緩了杯子內外的熱傳遞
D.是熱的不良導體，不會產生任何熱傳遞
3.在設計制作一個產品的過程中，你認為以下哪個做法是不值得提倡的（ ）。
A.設計制作的過程中全員參與，分工明確
B.設計一次到位，不用做任何改進
C.設計時不僅要考慮效果，還要兼顧成本和外觀
D.設計過程中能不斷改進和完善自己的作品
【綜合實踐類作業】
課后繼續改進我們設計的保溫杯。
答案：
一、填空題
1．差
2．好
二、判斷題
1.× 2.× 3.×
三、選擇題
1.D 2.C 3.B
六、板書設計
7.做個保溫杯 熱的不良導體 減慢熱量散失 保溫
七、教學反思
本課是一節綜合運用與探究的課程，引導學生通過實驗了解到熱的良導體吸熱和散熱都快，因此保溫效果不好；熱的不良導體吸熱和散熱都慢，所以有較好的保溫效果。在此基礎之上，再設計并制作保溫杯。 設計并制作保溫杯需要一定的鋪墊，因此先引導學生分組實驗測試五種保溫方法的保溫效果，再引導學生動手設計、制作保溫杯，并進行測試。在此一系列的活動中，既培養了學生知識運用和動手制作的能力，又提升了學生對控制變量法的運用以及對實驗數據整理分析的能力。
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第四單元《熱》大單元整體教學設計
教材版本 教科版 單元（或主題）名稱 《熱》
單元主題 在遠古時代，人們發現熱水可以驅寒，但熱水總是很快變涼。有一天，一個聰明的工匠小明在河邊看到孩子們玩耍，他們用葉子捧起水，陽光照射下，葉子里的水珠閃閃發光。小明靈機一動，他想：“如果能用一個東西把水包起來，不讓熱量跑掉，那熱水不就能保持溫度了嗎？”于是，小明開始動手制作。他嘗試用各種材料包裹水，最終發現用木頭和獸皮制作的容器效果最好。這就是最早的保溫杯的雛形。小明把這個發明帶到了村莊，人們紛紛驚嘆其神奇。時光流轉，保溫杯的制作工藝不斷進步，材料也從木頭和獸皮變成了更先進的材料。今天，小明的后代們繼承了祖先的智慧，他們要在科學課上制作一個現代的保溫杯，探究熱傳遞的相關問題。 同學們，讓我們一起動手，制作一個屬于自己的保溫杯吧！
課標要求 核心概念：物質的結構與性能能的轉化與能量守恒 1.1物質具有一定的特性與功能 ①觀察常見材料在水中的沉浮現象、導熱性等，說出它們的主要用途。 1.2空氣與水是重要的物質 ③列舉日常生活中水的蒸發和水蒸氣凝結成水的實例，如曬衣服、霧、玻璃窗上的水珠等。 4.1能的形式、轉移與轉化 ③舉例說出生活中常見的熱傳遞現象，知道熱從溫度高的物體傳向溫度低的物體，從物體溫度高的部分傳向溫度低的部分。 ④舉例說明影響熱傳遞的主要因素，列舉它們在日常生產生活中的應用。 學業要求： 能說明常見材料在水中的沉浮現象、導熱性及其用途，能解釋水在日常生活中的三態變化現象及引起變化的主要因素。 能比較和分析常見材料在水中的沉浮現象、導熱性，能以生活中的實例分析水的三態變化與溫度的關系。 能利用控制變量的方法設計方案并操作，探究不同材料在水中的沉浮現象和導熱性等。 能舉例說明常見的熱傳遞現象和影響熱傳遞的主要因素，列舉它們在生產生活中的應用； 能對熱傳遞的方式進行分析和推理。 會用已有知識和經驗對熱傳遞方式作出推測，設計實驗，尋找證據，得出結論。
教材分析 熱是一種能量形式。然而在小學五年級，讓學生探究“熱”，主要還是觀察和思考一些與物體冷熱程度有關的熱現象。例如，探究物質在熱量變化過程中產生的不易察覺的變化，氣體、固體和液體三態的轉化及與溫度的關系、熱量轉移（傳遞）的過程、材料的導熱性能等。 本單元共7課，以“熱是怎樣傳遞的”為主要學習線索，循序漸進地安排了一系列探究活動。 第1課“溫度與水的變化”中，我們持續給水加熱直到沸騰，停止加熱，水不再沸騰，溫度下降。通過探究溫度的變化和水的形態變化，了解到溫度變化表示了熱量在傳遞，完善了“熱量變化導致了物體溫度變化”這一科學概念，并感受到科學探究的樂趣。 第2課“水的蒸發和凝結”探索水的蒸發現象，推測水溫高低跟水蒸發快慢的關系。 第3課“溫度不同的物體相互接觸”安排了不同溫度的水接觸后變化的探究活動。 第4課“熱在金屬中的傳遞”中，學生主要觀察和探究與“熱傳導”相關的問題：在金屬條的一端加熱，另一端是否會熱起來，通過實驗觀察熱在金屬條中的傳遞過程和方向。 第5課“熱在水中的傳遞”中，學生通過加熱試管中的水和加熱燒杯中的水，認識熱在水中以對流的方式傳遞。 第6課“哪個傳熱快”包含了兩個活動：觀察、記錄木勺、塑料勺、金屬勺的導熱快慢和比較銅、鋁、鐵等金屬材料的導熱性能。通過比較不同材料的導熱性能，讓學生了解不同物體的傳熱本領是不同的，建立“不同材料制成的物體，導熱性能是不一樣的”這一初步認識。 第7課“做個保溫杯”中，本課幫助學生更深入地了解生活中保溫、散熱等技術的應用。學生將同樣多的、相同溫度的熱水倒入不銹鋼杯、陶瓷杯、塑料杯中，測量哪一杯水涼得慢，進而測量并比較出各種方法的保溫效果。
學情分析 關于熱現象，學生們已經有了不少的經驗，學生常常感受著各種冷熱變化的天氣現象，而且在生活中接觸到了很多熱現象，但是通過探究獲得的理性認識很少，對溫度變化等熱學基本概念的關注也相對較少。因此，本單元的教學關鍵在于實驗探究。教師要引導學生在科學規范的實驗中，觀察與交流熱傳遞的現象，了解熱是能量的一種表現形式，熱量變化導致了溫度變化。在研究熱傳遞的方式后，利用熱傳遞的性質來創造性地制作保溫杯。
單元目標 科學觀念： 熱是能量的一種表現形式，熱量變化導致了溫度變化。 溫度變化是影響水結冰和水沸騰過程的主要因素，溫度變化形成了水的蒸發和水蒸氣凝結成水。氣溫變化形成了自然界的云、霧、霜、雪等。 熱通常從溫度高的物體傳向溫度低的物體。兩個系統在發生傳熱的條件下趨向于熱平衡。 熱可以在物體間和物體內傳遞，發現固體、液體、氣體都能傳遞熱。熱可以通過熱傳導、熱對流、熱輻射三種方式進行傳遞。 不同物體的導熱性是不一樣的，熱的不良導體可以減慢物體熱量的散失。 多種因素影響了熱傳遞，確定這些因素應用在日常的生產和生活中。保溫技術、散熱技術不斷地發展，并應用在各種產品上。 2.科學思維： 嘗試從溫度變化的角度分析解釋自然界云霧霜雪形成的原因。 嘗試從事物的結構、變化的角度提出可探究的科學問題。 通過分析獲得數據，比較歸納溫度不同的物體之間熱傳遞的規律。 通過親歷科學研究的過程，運用比較歸納的研究方法，會采用多種方式進行科學調查，體會科學技術對人類生活的影響，發展其科學調查的興趣。 能合乎規范地開展傳熱實驗，知道交流科學探究需要經歷一定的有序步驟，并能 對探究活動進行過程性反思。 3探究實踐：通過經歷提出問題、做出假設、制定計劃、實驗探究、研討交流等探究環節，有效開展探究活動，運用箭頭、圖畫、符號等方式記錄，認識物體的導熱性，認識熱傳遞，了解熱傳遞的特點、方式和影響因素，提升科學探究的能力。 能根據熱傳遞的原理創作保溫杯，嘗試自主設計開發產品，并在研究后改進產品。 4.態度責任：親歷熱傳遞的變化及相關關系的研究過程，形成科學探究的興趣，學會以事實為依據作出判斷，能和別人一起合作交流，愿意傾聽他人的意見，反思、調整自己的想法。養成運用探究的證據進行信息加工，科學地表述探究的規律。聯系生活實例，了解熱能等相關知識在日常生產生活中的應用，體會科學技術給人類生活帶來的便利。
單元結構化活動
達成評價 圍繞課時學習目標 1.關注課堂問題預設與學生課堂反饋表現。 2.作業設計與學生答題正確率的及時分析。 3.關注分析實際問題的過程性評價和結果性評價。 圍繞單元和主題目標 1.分層設置單元測試 2.設計制作一個保溫杯。
單元課時課型規劃 課時課型課時內容課時目標 （單元目標分配）課時學習任務（或問題） （一般1-2個）達成評價1實驗課溫度與水的變化能熟練使用溫度計測量各種熱現象中的溫度變化。制訂比較完整的探究計劃，用酒精燈、三腳架等組成加熱裝置，開展將水加熱至沸騰的探究活動。了解自然界中的水可以有不同的形態存在。能用物態變化的知識解釋自然界中的有關現象。1實驗課水的蒸發和凝結溫度變化是影響水結冰和水沸騰過程的主要因素。溫度變化形成了水的蒸發和水蒸氣凝結成水。1.探究水蒸發快慢與溫度高低變化的關系。 2.觀察水蒸氣的凝結現象。能通過觀察、實驗、查閱資料等方式獲取事物的信息，分析霧、雨、雪、露、霜、雹等天氣現象形成的原因。1實驗課溫度不同的物體相互接觸熱通常從溫度高的物體傳向溫度低的物體。探究溫度不同的物體相互接觸后溫度的變化情況。能運用探究的證據進行信息加工，科學地表述探究的規律。理解溫度計能測量溫度是應用了科學的規律。1實驗課熱在金屬中的傳遞通過探究實驗，知道熱量的傳遞有一定的方向性，通常熱從溫度高的物體傳向溫度低的物體。1.猜測熱是怎樣傳遞到勺柄的，用箭頭把想法畫出來。2：觀察熱在金屬條中的傳遞。3：觀察熱在金屬片中的傳遞。能通過分析熱傳導過程中的共同特點，認識熱是怎樣在金屬中傳導的。1實驗課熱在水中的傳遞通過實際操作熱對流實驗，知道熱在水中是以對流的方式傳遞的，認識到熱可以在物體間和物體內傳遞，明白固體、液體、氣體都能傳遞熱。一是探究試管中發生的對流現象，二是探究燒杯中發生的對流現象。制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力。運用分析、比較、推理等方法得出科學探究的結論1實驗課哪個傳熱快能合乎規范地開展傳熱實驗，知道不同材料制成的物體，導熱性能是不同的，根據導熱能力的不同，人們將材料分為熱的良導體和熱的不良導體。完成塑料勺、木勺、金屬勺的傳熱實驗，知道不同材料的物體，導熱性能不同。 觀察并比較銅、鋁、鐵等金屬材料的導熱性能。能運用比較和歸納的方法從實驗證據中發現物體導熱性能的差異。能夠分析制造某種物品時選擇熱的良導體和不良導體的原因。1工程設計課做個保溫杯能根據熱傳遞的原理創作保溫杯，嘗試自主設計開發產品，并在研究后改進產品1：比較哪杯水涼得慢。2：測試、比較各種方法的保溫效果。 3.制作一個保溫杯，這相當于一個小小的工程項目。能自主設計產品，在研究后改進產品。
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