15认识太阳能热水器（教学设计）-2025-2026学年五年级上册科学人教鄂教版

该小学科学教学设计聚焦太阳能热水器的构造、原理及颜色、角度对吸热效果的影响。通过太阳能应用视频导入激发兴趣，结合图片观察、结构图解析、动画演示，搭建从生活现象到科学原理的学习支架，引导学生逐步深入认识。 亮点在于以探究实践为核心，设计不同颜色材料、角度的对比实验，配合视频动画直观呈现，培养科学思维与探究能力。强化科学观念中能量利用认知，课后作业联系生活，提升学生应用意识，为教师提供可操作实验与清晰教学流程。

认识太阳能热水器 教学设计 教学设计表 学科 授课年级 学校 教师姓名 章节名称 认识太阳能热水器 计划学时 教学目标 （1）科学观念：了解太阳能热水器的构造及原理，认识到颜色越深吸热越多，同时理解角度不同也会对吸热效果产生影响。 （2）科学思维：经历预测交流、数据分析、动手操作试验等过程，在了解太阳能热水器结构的基础上，培养学生设计实验，分析数据的能力。 （3）探究实践：通过猜想 — 设计 — 操作 — 验证等一系列环节，让学生经历科学探索的过程，体验探索过程中的乐趣。 （4）态度责任：学会合理的利用自然资源和规律造福于我们的日常生活，尝试用所学的科学知识解释生活中遇到的问题。 教学重点 （1）通过实验及数据分析理解物体颜色与吸热效果的关系，并能将其应用于太阳能热水器集热管颜色的选择。 （2）通过实验及数据分析掌握放置角度与吸热效果的关系，并能将其应用于太阳能热水器的倾斜放置。 教学难点 （1）理解太阳能热水器各部分结构在太阳光照射下如何协同工作，以实现正常运转的原理。 （2）掌握如何将颜色越深吸热越多以及角度不同吸热效果不同的知识，合理应用于太阳能热水器的设计和使用中。 教学准备 （1）多媒体设备，用于展示太阳能热水器图片及相关实验视频。 （2）不同颜色的材料（如黑色、白色、灰色等），用于探究物体颜色与吸热效果的关系实验。 教学过程 一、导入新课 （1）播放一段时长约 5 分钟的精彩视频，视频内容为太阳能在生活中的各种神奇应用，如 太阳能路灯静静地照亮着宽阔的街道，那明亮的光芒仿佛在诉说着太阳能的神奇力量；太阳能热水器正辛勤地为一个个家庭提供着温暖的热水，那蒸腾的水汽仿佛在展示着太阳能的无尽魅力。 引导学生认真观看视频，在观看过程中思考太阳能的神奇之处究竟在哪里，以及我们日常生活中对太阳能的利用都有哪些方面。 （2）提问：同学们，你们仔细观察了视频，现在请你们开动脑筋，想一想你们都知道哪些利用太阳能的例子呢？（生：太阳能路灯可以在夜晚为道路提供照明，太阳能热水器能为家庭提供热水，还有太阳能汽车呢。） （3）通过学生的回答，进一步引出今天的重要课题 —— 认识太阳能热水器，激发学生强烈的学习兴趣，让他们迫不及待地想要深入了解太阳能热水器的奥秘。 二、猜猜它是谁 （1）讲解：同学们，你们知道吗？万物生长都离不开太阳，太阳就像一个巨大的能量宝库，不仅给我们带来了温暖和光明，还为我们带来了丰富的太阳能源。人类一直在不断地探索和研究如何更好地利用太阳能，经过漫长的时间和无数科学家的努力，创造出了许多依靠太阳能运转的神奇发明，而今天我们要认识的就是其中之一 ——太阳能热水器。 （2）出示一张清晰的太阳能热水器图片，图片要尽量展示出太阳能热水器的全貌和主要结构。引导学生仔细观察图片，从外观上猜测太阳能热水器的用途和工作原理。（生：看起来它好像是用来加热水的，可能是通过太阳的能量来实现的吧。） （3）教师可以适当引导学生观察图片中的集热管、水箱、保温层等部分，让学生对太阳能热水器的结构有初步的认识。 三、太阳能热水器的结构原理 （1）展示一幅详细的太阳能热水器结构图，图中要清晰标注出集热管、水箱、保温层、管道等各个组成部分的位置和名称。向学生逐一介绍太阳能热水器的各个组成部分，如集热管是吸收太阳热量的关键部分，水箱用于储存加热后的热水，保温层则可以减少热量的散失等，并详细解释每个部分在太阳能热水器工作过程中所起到的作用。 （2）提问：同学们，你们现在已经了解了太阳能热水器的各个组成部分，那么你们知道太阳能热水器是如何利用太阳能来加热水的吗？（生：集热管可以吸收太阳的热量，然后把热量传递给水箱中的水，这样水就会被加热了。） （3）播放一段生动形象的太阳能热水器工作原理动画，动画要清晰展示集热管吸收太阳热量、热量传递给水箱、水箱中的水逐渐升温等过程，帮助学生更直观地理解太阳能热水器的工作原理。在播放动画的过程中，教师可以适时暂停动画，向学生提问一些关键问题，如集热管是如何吸收太阳热量的？热量是如何传递的？等等，引导学生深入思考。 四、为什么集热管是黑色的？ （1）提出问题：同学们，你们有没有注意到太阳能热水器的集热管都是黑色的，这是为什么呢？这与它的吸热效果有什么关系呢？（生：我觉得可能是因为黑色比较容易吸收热量吧，所以集热管就选择了黑色。） （2）引导学生进行猜想，鼓励学生大胆说出自己的想法。教师可以适当给予一些提示，如颜色与吸热的关系等，让学生的猜想更有依据。（生：我听说黑色可以吸收更多的光线，所以集热管选择黑色就能吸收更多的太阳热量了。） （3）设计实验环节：学生分组进行实验，每个小组准备几个相同的杯子，分别涂上不同颜色的颜料，如红色、蓝色、白色等，然后在杯子中倒入相同温度的水，将杯子放在阳光下照射一段时间，之后用温度计测量水温的变化。在实验过程中，教师要巡回指导，确保学生正确操作实验仪器。 （4）播放不同颜色吸热效果对比实验视频，视频要清晰展示各个杯子在阳光下照射后的水温变化情况，让学生直观地观察到颜色越深吸热效果越好的实验现象。 （5）总结实验结果：通过实验和观察视频，引导学生得出结论，即颜色越深吸热效果越好，升温也就越快，这就是为什么集热管要选择黑色的重要原因了。教师可以进一步强调这一原理在太阳能热水器中的应用，让学生深刻理解。 五、为什么要倾斜放置？ （1）提出问题：同学们，你们有没有发现太阳能热水器都是倾斜放置在屋顶上的，这是为什么呢？这与它的吸热效果有什么关系呢？（生：我觉得可能是因为倾斜放置可以让太阳能热水器更好地接收太阳的光线，所以吸热效果会更好吧。） （2）引导学生进行猜想，鼓励学生积极表达自己的想法。教师可以引导学生从阳光的角度和集热管的接收角度等方面进行思考。（生：我想可能是因为倾斜放置可以让集热管与阳光的角度更接近垂直，这样就能吸收更多的热量了。） （3）设计实验环节：学生再次分组进行实验，每个小组准备几个相同的纸袋，分别按照不同的角度倾斜放置，然后在纸袋中放入温度计，将纸袋放在阳光下照射一段时间，之后测量温度计的数值变化。在实验过程中，教师要密切关注学生的实验操作，及时给予帮助和指导。 （4）播放倾斜放置的吸热对比实验视频，视频要清晰展示不同角度倾斜放置的纸袋在阳光下照射后的温度计数值变化情况，让学生直观地看到倾斜放置的角度对吸热效果的影响。 （5）总结实验结果：通过实验和观察视频，引导学生得出结论，即倾斜放置的角度合适时，纸袋内温度计数值变化最为明显，升温最高，吸热效果也最好。这也就是为什么太阳能热水器要按照一定角度倾斜放置在屋顶上的原因了，这样可以最大程度地利用太阳能，提高加热水的效率。 六、总结归纳延伸应用 （1）总结今天所学的内容：同学们，今天在大家的共同努力下，我们成功解决了有关太阳能热水器的两个重点问题。第一个问题是为什么集热管要选择黑色？通过实验我们清楚地看到，颜色越深吸热效果越好，所以黑色成为了太阳能热水器集热管的最佳选择。第二个问题是太阳能热水器为什么要倾斜放置？我们通过实验发现，与阳光垂直的角度吸热效果最佳，所以太阳能热水器需要按照一定角度倾斜放置在屋顶之上，这样才能达到最好的吸热效果。 （2）引导学生思考：太阳能热水器的应用给我们的生活带来了哪些好处呢？同学们可以积极发言，分享自己的想法。（生：太阳能热水器可以节约能源，减少对传统能源的依赖，而且使用起来很方便，不会产生污染。） （3）进一步引导学生思考：我们还可以在哪些方面利用太阳能呢？鼓励学生课后继续观察和探索太阳能的应用，将所学的科学知识应用到实际生活中。比如可以思考太阳能在农业、工业、交通等领域的应用可能性。 （4）布置课后作业：让学生回家后观察自己家的太阳能热水器，或者向家人了解太阳能热水器的使用情况，写一篇关于太阳能热水器的小短文，介绍它的结构、原理和应用。通过课后作业，加深学生对太阳能热水器的理解和认识，同时培养学生的观察能力和写作能力。 课后作业布置 （1）请你利用身边的材料，设计一个简单的实验，验证颜色对吸热效果的影响，并写出实验步骤和结论。 （2）观察家里的太阳能热水器，思考它的倾斜角度是如何影响吸热效果的，并尝试提出改进的建议。 学科网（北京）股份有限公司 $