《温度与水的变化》教学设计-2023-2024学年科学五年级下册教科版

《温度与水的变化》 一、指导思想与理论依据 《义务教育科学课程标准》中指出：科学课是以培养学生核心素养为宗旨，以科学探究作为最重要的学习目标和学习方式。充分体现以生为本在教学过程中。 基于对学生核心素养的养成，本课教学设计以学生的已有知识水平作为教学起点，选择改进创新实验装置作为切入点，让学生经历与实验方法相关联的思维过程。 二、教学背景分析 （一）教材分析 本课选自教科版小学科学五年级下册“热”单元的第1课，共安排了2个实验活动。 （二）学情分析 学生在三年级时已经学习过水的沸腾与结冰相关课程，对温度计的使用已经非常熟悉，通过五年的科学课学习，他们掌握了探究实验的基本方法，具备采集数据并进行简单分析的能力。 三、实验教学目标 （一）实验教学目标 基于课标、教材、学情，我将本课的四维教学目标确定如下： （1）科学观念目标。通过观察水的温度和形态变化，知道物态变化取决于温度等。认识到热是能量的一种表现形式，热量变化导致了物体温度变化。 （2） 科学思维目标。通过制定比较完整的探究计划，学会改进实验方法，发展思维的深刻性、灵活性、批判性和独创性等品质。 （3） 探究实践目标。能合理选择实验材料和工具，结合信息技术手段，实现探究活动的改进，通过设计、改进、实验、分析，探寻物态变化的温度和热量之间的关系。 （4） 态度责任目标。对温度和热量之间的关系产生兴趣，能以数据为依据做出独立的判断，在实验探究中明白科学技术的发展给我们学习和生活带来的便利。 （二）实验教学重难点 重点：能制定比较完整的探究计划，开展将水加热至沸腾的探究活动。 难点: 能通过记录水沸腾后的温度和形态变化，分析物态变化的温度和热量规律。 4、 实验内容设计 我将本课实验内容设计为两个部分，以便有效达成教学目标： 第一部分：整理原有前概念，探寻水的形态变化与温度之间的关系，尝试写出完整的假设，并思考如何验证此假设。 第二部分：开展将水加热至沸腾的探究活动，观察并记录数据，分析物态变化的温度和热量规律。 五、实验方法设计 （一）原实验方法 日常教学实验时，我发现会存在一些影响实验时效的因素： 1.以酒精灯作为加热工具：加热点会随风摆动，加热不均匀；加热效率低，影响实验速度；所需器材较多，实验准备繁琐。 2.手持温度计进行测温：需保持液泡悬在水中；手持时间长，不利于观察和记录；学生使用不规范导致读数误差大；而温度计自身存在一定误差。 3.用表格记录数据：不容易看出温度变化的规律；表格记录无法进行连续性对比，实验结果不直观有效。 （二）改进后实验方法 自制教具——数字化热学实验套组装置 基于以上问题，我自制了与程序相配套的数字化热学实验套组装置，以新技术助推科学探究，沿用上述实验原理，有效解决问题。 实验盒内含六大区域，其中加热区可以进行加热实验，保温区可以进行《水结冰了》等降温实验，在材料存放区还存放着其他热学相关实验器材，在实验盒中央贴有使用说明书，帮助师生顺利操作。 六、教学过程设计 （一）课程伊始，整理前概念，提出探究问题：当水的温度变化时，水的形态会有什么变化呢？引导学生作出完整的假设，并尝试验证此假设。让学生根据课本所给的实验方法和步骤进行实验，并提出实验过程中遇到的问题。 （二）接着让学生提出改进方案。结合学生的改进方法，用数字化热学实验套组装置进行探究实验，将实验数据转换为“数字化温度折线图”，实时投屏在黑板上。从图中得到 “当加热水时，水温上升；停止加热，水温下降；再次加热，水温再次上升。”的结论，最后得出“热量变化导致了物体温度变化”的科学概念。 七、实验设计思路及创新点 （一）使用方法 （播放学生实验操作视频，并现场操作。） 首先打开加热按键，放好水和温度传感器，打开电脑进行实时读数，绘制折线图。从图中我们可以明显看到水温的变化：当加热水时，水温上升；停止加热，水温下降；再次进行加热，水温又开始上升。实验结束后关闭加热按键。 （二）设计思路 在数字化热学实验套组装置中： （1）我选用低功率的数字电加热板取代酒精灯，实现均匀加热，可以在教室内同时开展10个实验组。 （2）用加热控制器设置电热板温度达到250℃自动断电，设置加热键和停止键，保障学生能安全使用。我们还可以通过调温旋钮，根据实验需要调整设定温度。 （3）电热板内设置隔热保护，隔热能力高达1000℃，提高加热效率，低温地区也能顺利开展实验。 （4）使用温度传感器进行测温，精确度达0.5℃，能实时显示温度，减小读数误差。如果需要用传统温度计测量，还可以用支架辅助测温，避免长时间手持温度计。 （5）由实验盒的控制器发出信号，将实验数据无线传送到电脑端形成折线图，便于学生分析与比较。一个信号接收器能同时接收7个小组的实验数据，有效进行班级大数据分析。 （6）所有器材收纳入盒，形成实验模块，方便携带