資源簡介

《做個保溫杯》教學設計
【教材簡析】
保溫杯是生活中常見的物品，保溫就是要盡量減少熱量的損失。本課旨在探究保溫杯和保溫瓶內膽的原理，揭示其中關于熱的物理規律。保溫杯一般是陶瓷或不銹鋼的，設計有真空層，頂部帶蓋，密封嚴實，通常我們是從熱傳遞的多個方面去研究設計的，做到盡量減少熱量的損失，從而達到保溫的效果。
本課所設計的活動其實是觀察常用材料的導熱性能，說出它們的主要用途，幫助學生更深入地了解生活中保溫、散熱等技術的應用。本課讓學生根據已掌握的知識和生活經驗對各種材料的保溫效果進行觀察比較，明白制作保溫杯該選用什么材料比較合適。選擇合適的材料制作一個保溫杯，并通過存放冰塊，檢測保溫杯的效果。設計制作一個保溫杯可以作為本單元的一個嵌入式的評價內容。可以讓學生認識到任何設計都不是完美的。一個設計在某一方面是最好的，在其他方面可能就有缺陷。在設計時，如成本、安全性、外觀、環境影響以及方案失敗等其他因素也是需要考慮的。
【學情分析】
通過前幾課對熱傳導的深入觀察研究，學生們已經認識到熱總是從溫度較高的部分傳向溫度較低的部分；認識了熱在固體中的傳遞特點，并比較研究不同材料制成的物體的導熱性能。本課所設計的活動其實是對熱的良導體與不良導體的解釋和運用，幫助學生更深入地了解和掌握哪些材料是熱的良導體，哪些材料是熱的不良導體。
【教學目標】
科學觀念
1.熱的不良導體可以減慢物體熱量的散失。
2.空氣是一種熱的不良導體。
3.保溫、散熱技術在生活中被廣泛應用。
科學思維
1.根據熱傳遞的原理設計制作保溫杯。
2.研究哪種保溫方法保溫效果較好。
3.嘗試自主設計產品，在研究后改進產品。
4.創作科學小論文等呈現保溫杯探究的過程與結論。
探究實踐
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。
態度責任
1.了解生活中常見的保溫制品，體會它們給人類生活帶來的便利。
2.討論技術包括人們利用和改造自然的方法、程序和產品。
3.感受到科學家與工程師的工作可以推動科學的發展與技術的進步。
【教學重難點】
重點：根據熱傳遞的原理設計制作保溫杯。
難點：研究哪種保溫方法保溫效果較好。
【教學準備】
學生準備：不銹鋼杯、陶瓷杯、塑料杯、熱水、溫度計、配套的杯蓋、泡沫塑料、毛巾、一些包裹杯子的材料、冰塊、實驗記錄表、學生活動手冊。
教師準備：保溫瓶內膽。
【教學過程】
一、聚焦
我是奶茶店老板，現在要“夏日奶茶鋪招標會？
提出問題：1.為什么冷飲會變熱？
哪些情況會加速冷飲變熱？
冷飲神明時候停止變熱？
設計意圖：學生通過思考生活中熟悉的場景，激發研究熱傳遞的興趣，并由學生自己提出想研究的問題，避免學生被動學習，體現出學生學習的自主性。
二、探索
（一）任務：升級版奶茶杯
1.頭腦風暴：升級奶茶杯要考慮哪些因素呢？（團隊）
（預設生答：性價比、質量、環保、成本、保溫……）
哪些材料能支撐我們的想法？
（預設生答：熱的不良導體……）
設計意圖：工程設計，思維啟發方式
明確任務：（出示材料市場）要求保溫效果好，總價不超過3元、便攜、美觀的奶茶杯
出示評價量表
升級版奶茶杯評價量表 評價方向 評價標準 分數 總分
造價 是否符合成本控制要求（3元） √/×
保溫性 8分鐘溫度每升高0.5攝氏度減1分，共10分。
便攜性 包裝輕盈，拿取方便不易打滑得5分；包裝較為輕便，拿取方便不易打滑得3分；包裝厚實，容易打滑得1分。
其他增加便攜性的相關設計可酌情加1分
美觀性 結構合理，外形美觀，處于較高水平得4分；結構較合理，外形較為美觀，處于中等水平得2分；
設計意圖：學生依據自己提出的問題進行討論，設計方案，探討制作保溫杯的方法，體驗設計的程序和方法。
設計：設計前明確“要包含哪些信息”
（預設生答：圖文并茂，用途……）
這是第 組得設計圖，分別使用了 。
選擇這些材料的原因是
。
由內到外材料分別是 。
造價計算 （元） 總價 （元）
改進意見：
作品展示會
小組匯報，其他同學根據評價表進行評價
制作
測試：在杯中存放冰塊，測試和比較各組保溫杯的保溫效果。
操作員：溫度計通過吸管口，探頭入水不觸碰杯壁杯底
計時員：使用秒表及時，報告時間
讀數員：示數穩定讀取初始溫度，每隔1分鐘報告溫度
記錄員：記錄初始溫度后，每隔1分鐘記錄溫度
匯報員：整合小組記錄和分析內容，上臺匯報。
展示：觀察比較各組保溫杯的制作方法，通過記錄分析自制保溫杯的優缺點。
記錄表
起始溫度（ ℃） 1分鐘后溫度（ ℃） 2分鐘后溫度（ ℃） 3分鐘后溫度（ ℃） 4分鐘后溫度（ ℃） 5分鐘后溫度（ ℃）
6分鐘后溫度（ ℃） 7分鐘后溫度（ ℃） 8分鐘后溫度（ ℃） 9分鐘后溫度（ ℃） 10分鐘后溫度（ ℃）
我的發現
設計意圖：學生通過經歷設計——制作——測試——展示等一系列完整的活動過程，逐步培養孩子發現問題、解決問題的科學實踐能力。
三、研討
1.提出問題：制作保溫杯時，我們需要從哪些方面考慮減少熱量的傳遞？
2.師生交流設計的內容，并動手檢測實際效果，交流分析觀測的效果。
3.進一步設想，我們還可以做哪些方面的改進？
設計意圖：通過實驗和記錄，學生獲得了數據。通過分析這些數據，引發學生深入思考，保溫只能減緩物體溫度的變化，而不能保持原來的溫度。
四、拓展
1.教師出示保溫瓶的內膽以及課件圖片。
2.學生了解保溫瓶內膽的設計原理。
3.教師提出課外科學調查任務，在生活中發現更多的保溫技術和散熱技術。
設計意圖：把保溫瓶的結構與功能聯系起來，不僅增加了學生對于科學的探究興趣，更讓知識的整理和技能的培養有了實實在在的可行性。
【板書設計】
做個保溫杯
設計→選材→制作→測試→展示
升級版奶茶杯設計圖
第 組
改進
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）(共14張PPT)
教科版 五年級下冊
做個保溫杯
探索
夏日奶茶鋪
為什么奶茶變熱
哪些情況會加速冷飲變熱
冷飲何時停止變熱
奶茶冷飲會變熱的煩惱
探索
任務：升級奶茶杯
需要考慮哪些因素
哪些材料可以支撐我們的想法
設計
升級版奶茶杯設計圖
第 組
探索
制作保溫杯
制作要求
·選擇合適的材料，杯外的包裹物厚度不超過3厘米。
·在杯中存放冰塊，測試比較各組自制保溫杯的保溫效果。
·觀察比較各組保溫杯的制作方法，分析自制保溫杯的優缺點。
評價量表
升級版奶茶杯評價量表 評價方向 評價標準 分數 總分
造價 是否符合成本控制要求（3元） √/×
保溫性 8分鐘溫度每升高0.5攝氏度減1分，共10分。 便攜性 包裝輕盈，拿取方便不易打滑得5分； 包裝較為輕便，拿取方便不易打滑得3分； 包裝厚實，容易打滑得1分。 其他增加便攜性的相關設計可酌情加1分 美觀性 結構合理，外形美觀，處于較高水平得4分； 結構較合理，外形較為美觀，處于中等水平得2分； 探索
制作流程
繪制設計圖
分工合作，根據圖紙制作
完善修改
制作保溫杯的設計方案：自制保溫杯可采用雙層結構。內膽和外殼可以采用玻璃、陶瓷等熱的不良導體。填充材料可采用泡沫塑料、棉質物、羽絨等保溫材料。
參考建議
探索
小組分享制作過程
作品檢驗
操作員：溫度計通過吸管口，探頭入水不觸碰杯壁杯底
計時員：使用秒表及時，報告時間
讀數員：示數穩定讀取初始溫度，每隔1分鐘報告溫度
記錄員：記錄初始溫度后，每隔1分鐘記錄溫度
匯報員：整合小組記錄和分析內容，上臺匯報。
探索
保溫杯只能起到盡量減慢熱傳遞的作用，但事實上還是會發生熱量的傳遞。
（1）當保溫杯內水的溫度高于外界溫度時，保溫杯所起到的作用是減緩杯內熱量的流失。
（2）當保溫杯內水的溫度低于外界溫度時，保溫杯所起到的作用是減緩外界熱量進入杯內。
小結
資料
保溫瓶內膽原理圖
生活小技巧：保溫瓶的開水不能灌太滿，瓶塞會導熱，這樣水冷的快，應該在塞子下留點空氣，這樣由于空氣的導熱性能差，水就冷得慢。
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？
像金屬這類熱的良導體散熱快；
像陶瓷、塑料這類熱的不良導體散熱慢，能減慢熱量的傳遞。
研討
2.制作保溫杯時，我們需要從哪些方面考慮減慢熱量的傳遞？
設計的主要目的保溫效果要好，因此要盡量選擇熱的不良導體為主要材料，以減少熱量的散發。也可參考保溫杯內膽的原理來改進保溫杯，比如選取保溫性能更好的真空材料等。
通過學習，我們知道熱的不良導體可以減慢物體熱量的散失，空氣是一種熱的不良導體。
總 結這是第 組得設計圖，分別使用了 。
選擇這些材料的原因是
。
由內到外材料分別是 。
造價計算 （元） 總價 （元）
改進意見：
記錄表
起始溫度 （ ℃） 1分鐘后溫度 （ ℃） 2分鐘后溫度 （ ℃） 3分鐘后溫度 （ ℃） 4分鐘后溫度 （ ℃） 5分鐘后溫度 （ ℃）
6分鐘后溫度 （ ℃） 7分鐘后溫度 （ ℃） 8分鐘后溫度 （ ℃） 9分鐘后溫度 （ ℃） 10分鐘后溫度 （ ℃）
我的發現

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