資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
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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5.熱在水中的傳遞
一、教學目標
科學觀念:
1.熱在水中是以對流的方式傳遞的。
2.熱可以在物體間和物體內傳遞，固體、液體、氣體都能傳遞熱。
科學思維:運用分析、比較的方法，能推理得出熱在水和空氣中的傳遞方式。
探究實踐:
1.能夠熟練操作熱對流的實驗;運用圖形表示自己的研究結果。
2.能夠熟練開展小組合作交流活動，體驗到通過合作與交流能更好地完成認知;運用掌握的科學知識探究生活中的科學現象。
3.制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力。
4.運用分析、比較、推理等方法得出科學探究的結論。
態度責任:
1.保持積極地觀察探究熱傳遞的興趣。
2.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。
3.形成從不同的角度提出研究思路的習慣，愿意采用新的方法完成探究。
二、教學重難點
重點：掌握熱在水中的傳遞方式——熱對流；了解熱在其他液體中也是以對流的方式傳遞的。
難點：熟練操作熱對流的實驗，并能夠運用圖形表示自己的研究結果。
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
☆☆☆ ☆☆ ☆
加熱試管中的水，探究熱在水中的傳遞 能正確描述熱在試管中的傳遞，并用畫圖的方式正確表示出來。 能 基本能 不能
加熱燒杯中的水，探究熱在水中的傳遞 能正確描述熱在燒杯中的傳遞，并用畫圖的方式正確表示出來。 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）復習導入 1.復習：熱在金屬中的傳遞方式 師：通過上節課的學習，我們已經知道了熱在金屬中的傳遞方式是怎樣的？ 生：熱在金屬中的傳遞是從溫度高的部分傳向溫度低的部分。 2.課件出示對比圖并提出問題：分別給金屬棒和盛有水的試管底部加熱，那么金屬棒的上部會熱嗎？試管上部的水會熱嗎？ 生：根據生活經驗，我們知道金屬棒的上部和水的上部都會變熱。 繼續提出問題：如果給金屬上部和試管的上部加熱，金屬棒的下部和水的下部會變熱嗎？它們的熱傳遞方式一樣嗎？帶著這個問題我們一起來看個視頻。 3.觀看視頻《神奇的開水養金魚》 思考問題：熱在金屬中的傳遞方式和在水中的傳遞方式一樣嗎？ 生：不一樣，因為加熱金屬上部時，金屬的下部會變熱，而加熱水上部時，下部的小魚還會游來游去，水并不會變熱。 復習上節課內容，引出本課學習任務，使學生明確本課學習目標。觀看視頻，激發學生學習積極性。 對于積極回答問題的同學給予及時獎勵。
（二）探究活動 1.加熱試管中的水，探索熱在水中的傳遞方式 （1）出示實驗材料：試管、鐵架臺、酒精燈、護目鏡、火柴 設計實驗探究熱是怎樣在水中傳遞的。 小組探討實驗方案。 小組匯報探討結果，師生小結。 ①在試管中注入三分之一的水。 ②將試管安裝在鐵架臺上，點燃酒精燈，注意試管口不可朝著人。 ③觀察記錄實驗現象，注意戴好護目鏡，不要用手觸摸試管，以防燙傷。實驗結束注意熄滅酒精，規范整理實驗材料。 推測熱在水中的傳遞路徑，并在《學生活動手冊》中用示意圖或文字記錄。 （5）展示學生猜測。 加熱試管底部： 生猜測：加熱過程中，試管底部的熱水會流到試管頂部，試管頂部的冷水又會流到試管底部。 生猜測：當熱水在上，冷水在下時，不會形成冷熱水的相對運動。 師：水無色無味，加熱時不易觀察到熱在水中的傳遞路徑，應該怎么解決這個問題呢？ 出示感溫粉末圖片： 師介紹感溫粉末相關特性： 感溫粉末加入酒精可溶于水。 感溫粉末常溫下是藍色的，加熱后會變成白色。 總結實驗步驟： 1.在試管中加入少量感溫粉末和酒精，振蕩試管至感溫粉末溶解。 2.在試管中加入約三分之一的水，固定在鐵架臺上，然后給試管中水的一端加熱。觀察現象并記錄。 學生分組實驗，完成實驗記錄單。 （8）小組匯報實驗結果。師生總結實驗結論。 加熱試管中的水記錄表加熱的物體試管中的水加熱的位置試管底部試管上部的水是否變熱是我判斷：水運動的方向試管底部 試管上部實驗現象
小組討論： 加熱過程中，感溫粉末顏色的變化是怎樣的 感溫粉末是怎么運動的 感溫粉末的顏色:上面的先變白逐漸往下延伸，最后全部變成白色。 感溫粉末的流動:下面的粉末變白之后迅速向上流動，上面的藍色粉末往下面流動。 （2）熱在試管中是怎樣傳遞的 小結：當加熱試管底部時，試管底部的熱水會流向試管上部，試管上部的冷水又補充到試管底部。冷熱水通過循環傳遞熱量，熱在水中的傳遞方式就是熱對流。 加熱燒杯中的水，探索熱在水中的傳遞方式。 師：同學們的想法真多，如果換成較大的容器，并在容器底部加入紅墨水加熱，熱在水中的傳遞方式是怎樣的呢 容器內的水都會變熱嗎 生預設：紅墨水會隨熱水上升，隨冷水下降，最后布滿整個燒杯。 出示實驗步驟： ①安裝酒精燈、大燒杯、石棉網、三腳架組成的加熱裝置。 ②在大燒杯中加入三分之一的水，用滴管吸取紅墨水，小心伸入試管水下加熱的地方，擠2滴紅墨水。 ③用酒精燈的外焰隔著石棉網給燒杯底部加熱，觀察試管中水的流動及顏色變化。 （2）學生實驗驗證猜想并填寫實驗記錄單。 學生匯報實驗結果，師生小結。 加熱燒杯中的水加熱的物體燒杯中的水加熱的位置燒杯底部燒杯內的水是否變熱是我看到：紅墨水的運動方向底部的紅墨水上升到燒杯頂部，又從左右兩邊落下，不斷重復這個過程。
出示示意圖： 小結：通過加熱受熱點的熱水向上方流動，并且將熱量帶給周圍的水，被加熱的水上浮到水面，上方的冷水向下方流動，形成多方面立體的流動，最終整杯水都熱了起來。所以熱在水中是以對流的方式傳遞。 學生通過設計實驗、實驗猜想、小組實驗、分析數據得出結論，培養學生的科學探究精神。 通過多個實驗，增強學生的觀察記錄能力；觀察水的熱傳遞情況，掌握水的熱對流傳熱方式；并且能夠運用實驗中收集的證據對之前的猜測進行論證，鍛煉學生的科學探究和科學思維能力。 教師根據活動過程中的觀察，及時給予學生一定的鼓勵，并完成學生小組實驗評價量表。 根據活動過程中對學生表現的觀察，及時給予學生一定的鼓勵，并完成學生小組實驗評價量表。
（三）研討 1.對比兩個實驗，思考熱是怎樣傳遞到水的各個部分的？ 熱水都向上流動，冷水都向下流動，試管和燒杯內的水都是不斷循環流動的。熱由高溫物體傳向低溫物體，不斷循環，這樣的現象就叫做熱對流現象。熱在水中是以熱對流的方式傳遞的。 2.思考如果熱水在上方，冷水在下方會不會形成熱對流呢？帶著問題觀看視頻《熱傳遞——對流》。 熱水在上方，冷水在下方時，不容易發生對流。 以上實驗說明熱在水中的傳遞方式和熱在金屬中的傳遞方式是不一樣的。熱在水中是以熱對流的方式傳遞，而在金屬中是熱傳導的方式傳遞。 通過研討問題，進一步了解熱對流現象，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.熱在氣體中以對流的方式傳遞 冬天，我們在房間里用取暖器時，房間里的空氣是怎樣熱起來的 請用文字和箭頭在圖上將你的猜測表達出來。 2.觀看視頻《熱對流現象》，了解更多熱對流的現象。 拓展知識內容，了解更多的熱對流現象。 積極回答問題的同學，給予及時反饋。
（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
通過兩個給水加熱的實驗，了解熱對流現象。
五、作業設計
【知識技能類作業】
填空題
熱在水中主要是以 的方式傳遞的。
冬天我們打開空調，整個室內溫度會升高，這是通過冷熱空氣的 來實現的。
判斷題
1.用酒精燈加熱裝有水的試管底部，試管中的水是如何傳遞熱量的（ ）
A.水向上流動，傳遞熱量 B.熱水上升，冷水下降，不斷循環
C.冷水上升，熱水下降，不斷循環 D.水不會流動，熱量向上傳遞
2.在研究熱在水中的傳遞實驗時，以下操作錯誤的是（ ）
A.加熱時，試管口朝向沒有人的方向
B.我們可以借助感溫粉末更清楚地觀察到熱的傳遞過程
C.為了便于觀察，我們可以在試管中加三分之二容量的清水
D.用酒精燈的外焰加熱試管底部
3.在燒杯底部的一側加熱，燒杯內的水都會變熱，下面（ ）過程能正確地表示熱在燒杯中的傳遞過程。
選擇題
1.開空調后，房間漸漸暖和了，這種熱傳方式叫對流（ ）。
2.通過高溫流體將熱量傳遞給低溫流體的現象我們稱為熱傳導（ ）。
3.水壺在煤氣灶上燒水，熱量從壺底傳到水里，水的溫度會一直升高（ ）。
【綜合實踐類作業】
課后請你查閱資料，了解更多的熱對流現象。
答案：
一、填空題
1．熱對流
2．對流
二、判斷題
1.√ 2.× 3.×
三、選擇題
1.B 2.C 3.A
六、板書設計
5.熱在水中的傳遞 熱對流：底部的冷水受熱后向上流動，上面的冷水向下流動補充繼續加熱；不斷循環，直到全部水沸騰。
七、教學反思
學生通過上一節課的學習，了解了熱傳導的傳熱方式，大部分學生會認為熱在水中的傳遞方式也是熱傳導。因此，本課通過實驗引導學生認識熱在水中的傳遞方式，并在實驗中提醒學生觀察水的流動情形，使學生認識到熱的這種傳遞方式與在金屬中的不同，從而形成新的認識。由于水和空氣都是能流動的物體，通過拓展活動推測出熱在氣體中也是通過熱對流的方式傳遞，由此得出熱對流的主要特點是只能發生在液體和氣體之中的結論，使學生的認識和能力得到進一步提升。
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