4.5《热在水中的传递》教学设计-2025-2026学年科学五年级下册教科版

《热在水中的传递》教案 学科 小学科学 年级册别 五年级下册 共1课时 教材 教科版小学科学五年级下册 授课类型 探究实验课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是教科版五年级下册第三单元“地球表面的变化”之后，进入“热”单元的重要一课。在上一课《热在金属中的传递》中，学生已经学习了热传导的基本概念，知道热可以从高温物体传到低温物体。本课将研究视角从固体（金属）转向液体（水），旨在引导学生通过观察和实验，发现热在水中主要通过“对流”的方式传递。教材设计了聚焦、探索、研讨、拓展四个环节，重点在于让学生经历“猜测—实验—观察—推理”的科学探究过程，理解热对流的形成机制，并认识到不同介质中热传递方式的差异。 学情分析 五年级学生具备一定的观察能力和动手操作经验，在之前的学习中已经掌握了温度计的使用方法和简单的加热操作技能。他们对生活中烧开水、煮汤等热传递现象有感性认识，但缺乏理性的科学解释，往往混淆热传导与热对流的区别。部分学生在设计实验时，难以控制变量，如加热位置的选择、示踪剂的使用等。此外，学生对于微观粒子运动的理解存在困难，需要借助直观的教具（如高锰酸钾或感温油墨）将抽象的热对流过程可视化，从而突破认知难点。 课时教学目标 科学观念 1. 知道热在水中主要是通过“对流”的方式传递的，即热的水向上流动，冷的水向下补充。 2. 理解热传递的方向是从高温处向低温处进行，且在不同介质中传递方式可能不同。 科学思维 1. 能通过对比金属条和水中的传热实验，运用比较与分类的思维方法，归纳出热在水中传递的特点。 2. 能基于实验现象进行合理的推理，构建热对流的模型，解释生活中的相关现象。 探究实践 1. 能规范使用酒精灯加热试管中的水，并能准确观察和记录示踪剂（如高锰酸钾颗粒）的运动轨迹。 2. 能小组合作设计实验方案，控制变量（如加热位置、水量），完成“热在水中如何传递”的探究任务。 态度责任 1. 养成严谨求实的科学态度，在实验中注意安全，不随意触摸热源，不盲目猜测。 2. 乐于分享自己的实验发现，愿意倾听他人的观点，并在讨论中修正自己的看法。 教学重点、难点 重点 1. 通过实验观察，发现热在水中是通过“对流”的方式传递的。 2. 能够描述并画出热在水中传递的路径图。 难点 1. 理解热对流形成的微观原理（热水上升、冷水下降的循环）。 2. 在实验中准确控制加热位置，并清晰观察到示踪剂的流动路径。 教学方法与准备 教学方法 情境教学法、探究式教学法、小组合作法、演示法 教具准备 酒精灯、试管、铁架台、高锰酸钾颗粒、烧杯、感温油墨、多媒体课件、实验记录单、护目镜、隔热手套 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，聚焦问题 一、生活情境，引发思考 （1）、播放视频，创设情境 教师播放一段厨房场景的视频：妈妈正在煮火锅，锅里的汤咕嘟咕嘟地冒着泡，热气腾腾。随后镜头特写，老师提问：“同学们，我们平时喝汤的时候，如果不小心把勺子留在热汤里，过一会儿勺柄也会变烫。之前我们学过，热在金属中是怎么传递的？那如果把整个锅放在火上烧，锅里的水是怎么变热的呢？特别是当我们把勺子插在水里，或者往水里加调料时，热量是怎么跑到水的每一个角落去的？” （2）、回顾旧知，提出猜想 教师引导学生回顾上节课《热在金属中的传递》的内容，指出热在金属条中是从一端传到另一端，像接力赛一样。接着提问：“水是流动的，热在水中会不会也像金属那样直线传递？还是会有别的玩法？请大家闭上眼睛想象一下，如果你站在试管底部加热，水会怎么动？如果你站在试管中间加热呢？” （3）、明确课题，展示目标 教师板书课题《热在水中的传递》，并出示本节课的探究挑战书：“小小科学家挑战赛：谁能最先发现热在水中‘旅行’的秘密路线？”。强调安全提示：“加热时间不可太长，不要用手触摸，以免烫伤！”，分发护目镜和实验记录单。 二、初步猜测，绘制草图 （1）、个人思考，独立绘图 教师要求学生拿出活动手册，根据刚才的生活经验和直觉，画出一个简图表示他们认为热在水中是如何传递的。要求用箭头标出热量的流向，并标注加热的位置（底部、中部或侧面）。 （2）、小组交流，汇总观点 教师组织同桌两人一组，互相交流自己的猜想。教师巡视课堂，收集几种典型的错误猜想（如认为热直接向下沉）和正确猜想（如认为热会向上冒），为后续实验做铺垫。 （3）、全班汇报，暴露前概念 邀请2-3名学生上台展示他们的草图，并简述理由。教师不急于评价对错，而是记录下关键分歧点：“有的组认为热是直直上去的，有的组认为热会绕着圈子跑，到底谁对呢？我们需要用事实说话。” 1. 观看视频，感受沸腾水的状态。 2. 回忆热在金属中的传递方式。 3. 独立思考并画出热在水中传递的猜想图。 4. 小组内交流猜想，听取他人意见。 设计意图 通过生活化的烹饪场景导入，激活学生的已有经验，利用“勺子变烫”与“水变热”的对比，制造认知冲突，激发探究欲望。通过绘图和猜测，暴露学生的前概念，为后续的实证探究提供靶子。 二、实验探究，揭秘真相 一、设计实验，明确方案 （1）、介绍器材，讲解原理 教师展示实验器材：透明试管、铁架台、酒精灯、高锰酸钾颗粒（或感温油墨）。详细讲解：“为了看清水是怎么动的，我们需要请一位‘隐形人’来帮忙，它就是高锰酸钾。它溶于水后会变成紫红色，而且非常重，沉在水底。当水流带动它时，我们就能清楚地看到水的流动方向了。这就像给水流装上了‘导航仪’。” （2）、指导操作，强调细节 教师示范实验步骤：首先，在试管中加入约三分之一容量的水；其次，轻轻放入几粒高锰酸钾颗粒到试管底部，注意不要搅拌；然后，用铁架台固定试管，使试管倾斜一定角度（约45度）；最后，用酒精灯加热试管底部装有高锰酸钾的那一端。特别提醒：“加热时要用外焰，试管口不能对着人，手要拿稳铁夹。” （3）、分组讨论，制定计划 各小组领取实验材料，讨论具体的操作步骤。教师巡回指导，纠正可能的错误操作，如“不要把高锰酸钾撒得到处都是”、“加热时要集中火力”等。确保每个小组都清楚：我们要观察的是高锰酸钾颗粒的运动轨迹，从而推断热在水中的传递路径。 二、分组实验，观察记录 （1）、规范操作，开始加热 各小组按照计划开始实验。教师提醒学生保持安静，仔细观察试管内高锰酸钾的变化。当看到紫色条纹开始移动时，立即停止加热或调整火焰大小，以便更清晰地观察。 （2）、细致观察，描绘路径 教师引导学生关注：“看！紫色的水流起来了！它是直直往上走的吗？还是拐弯了？它到了水面后去了哪里？有没有回到下面去？”要求学生迅速在活动手册上画出观察到的现象，并用箭头标出高锰酸钾的运动路线，同时记录加热的位置（底部）和观察到的现象（如：紫色水柱上升，扩散，周围冷水流过来补充）。 （3）、对比实验，深化理解 教师提出进阶挑战：“如果我们在试管的中部加热，或者在试管的侧面加热，高锰酸钾还会这样动吗？”组织部分小组进行对比实验。例如，加热试管上部，观察底部的高锰酸钾是否会上来；加热试管侧面，观察水流是否呈环形流动。通过对比，让学生明白只有加热底部或特定位置，才会形成明显的对流循环。 三、分析数据，得出结论 （1）、整理数据，小组汇报 各小组整理观察记录，选派代表汇报。教师引导：“哪个小组愿意分享你们的发现？你们看到了什么颜色的水在动？它们是怎么移动的？” （2）、师生互动，构建模型 教师结合学生的汇报，在黑板上画出示意图：加热底部→水受热膨胀密度变小→热水上升→上方冷水密度大下沉→补充底部→形成循环。教师总结：“原来，热在水中不是像接力棒一样直接传过去的，而是通过水的流动，带着热量到处跑，这种传递方式叫‘热对流’。” （3）、联系生活，验证结论 教师提问：“现在你能解释为什么烧水时，下面的水先开，上面的水后开吗？为什么煮饺子时，饺子会上下翻滚？”引导学生用刚学到的“热对流”知识解释生活中的现象，巩固对概念的理解。 1. 聆听教师讲解，明确实验目的和操作规范。 2. 小组分工合作，一人负责加热，一人负责观察，一人负责记录。 3. 仔细观察高锰酸钾颗粒的运动轨迹，并在记录单上画图。 4. 参与对比实验，分析不同加热位置对水流的影响。 设计意图 本环节是本课的核心。通过引入“高锰酸钾”作为示踪剂，将不可见的“热对流”转化为可见的“水流运动”，化抽象为具体。采用“单一变量”的实验设计，让学生亲历“假设-验证”的科学过程。对比实验的设计旨在打破思维定势，深化对热对流条件的理解，培养严谨的科学态度。 三、研讨交流，深化认知 一、对比分析，辨析异同 （1）、回顾金属传热，引出对比 教师在黑板左侧贴上《热在金属中的传递》的板书（热传导），右侧贴上《热在水中的传递》的板书（热对流）。提问：“同学们，我们刚才在金属条上看到热是怎么传的？在水管里看到的又是怎样的？这两种方式有什么相同点和不同点？” （2）、小组讨论，填写表格 组织学生以小组为单位，讨论并填写对比表格。相同点：都是从高温传向低温，都需要介质。不同点：金属中是粒子振动传递，水（液体）中是物质流动传递。教师引导学生发现：固体中粒子被束缚，只能振动；液体和气体中粒子可以自由移动，所以能发生对流。 （3）、全班分享，达成共识 邀请小组代表发言，教师适时点拨：“热在固体中主要靠传导，而在液体和气体中，对流是非常主要的传热方式。当然，实际情况可能更复杂，但今天我们主要关注对流。” 二、拓展延伸，应用迁移 （1）、解析自然现象 教师展示图片：海陆风、暖气片的工作原理、空调的安装位置。提问：“为什么夏天海边，白天风从海吹向陆地，晚上从陆地吹向海洋？为什么家里的暖气片要装在窗户下面，而空调通常挂在高处？” （2）、引导解释，强化应用 引导学生运用“热对流”原理解释：空气也是流体，受热后上升，冷空气下沉补充，形成风。暖气片加热下方空气上升，使全屋变暖；空调制冷时，冷气下沉，利于房间整体降温。教师总结：“科学不仅仅是书本上的知识，更是解释世界、服务生活的工具。” （3）、布置思考题 教师抛出思考题：“如果我们在一个封闭的房间里，只打开一扇窗，想快速让房间凉快下来，应该开哪边的窗？为什么？”鼓励学生课后继续探究。 1. 对比金属传热和水传热的异同，填写对比表。 2. 积极参与讨论，尝试用“热对流”解释海陆风和取暖器原理。 3. 思考并回答关于开窗通风的问题。 4. 总结本节课的学习收获。 设计意图 通过对比分析，帮助学生构建完整的知识体系，区分不同介质中热传递的主要方式。将科学知识应用于解释自然现象和生活常识，体现“从生活走向科学，从科学走向社会”的理念，提升学生的科学素养和应用能力。 四、课堂小结，情感升华 一、情感态度，价值引领 （1）、珍爱生命，安全第一 再次强调实验安全的重要性，教育学生在使用酒精灯等热源时要注意防火防烫，养成良好的实验习惯。 （2）、热爱科学，勇于探索 鼓励学生在日常生活中多观察、多思考，用科学的眼光看待世界，做一个小小的科学家。 结束语 （3）、感谢与告别 “今天的课就上到这里，感谢大家的积极参与！下课！” 1. 铭记安全注意事项。 2. 树立科学探索的信念。 3. 礼貌告别老师。 4. 整理个人物品。 设计意图 在课程尾声，通过情感态度的渗透，强化安全教育，培养学生对科学的热爱和正确的价值观，使课堂教学不仅传授知识，更育人灵魂。 板书设计 5 热在水中的传递（新授） [图示：金属条] [图示：试管 + 高锰酸钾] 热 → 热 → 热 加热底部 （热传导） ↓热水上升 (↑)冷水下降 (↓)（热对流） 相同点：从高温 → 低温 不同点：固体（传导）vs 液体/气体（对流） 关键词：对流、上升、下降、循环 教学反思 成功之处 1. 实验设计巧妙，利用高锰酸钾将抽象的“热对流”可视化，极大地提高了学生的观察兴趣和参与度，有效突破了教学难点。 2. 教学环节层层递进，从生活情境导入到实验探究，再到对比分析和实际应用，符合学生的认知规律，课堂氛围活跃。 3. 注重科学思维的培养，通过对比金属传热和水传热，引导学生归纳不同介质中热传递方式的差异，提升了学生的逻辑思维能力。 不足之处 1. 部分小组在实验操作中不够熟练，导致观察时间较短，未能充分观察到高锰酸钾的完整流动路径，需加强实验前的指导和练习。 2. 在解释热对流微观原理时，部分学生仍感到抽象，未来可考虑引入更多动画演示或模拟软件辅助教学。 3. 课堂时间把控略显紧张，最后的拓展延伸环节稍显仓促，未能让更多学生充分发表观点，需进一步优化时间分配。 学科网（北京）股份有限公司 $