4.7《做个保温杯》（教学设计）-2025-2026学年科学五年级下册教科版

4.7保温杯》教案 学科 小学科学 年级册别 五年级下册 共1课时 教材 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热单元的第7课。本课聚焦“怎样减慢物体热量的传递”，通过比较不同材质杯子（不锈钢、陶瓷、塑料）中热水的降温情况，引导学生发现材料导热性能的差异。接着，学生利用毛巾、盖子、泡沫塑料等材料设计并制作保温杯，通过测试冰块融化速度来验证保温效果。最后，结合保温杯内胆原理图，深入理解热的不良导体、真空层和反射层在减少热传导、对流和辐射中的作用。本课旨在让学生经历“提出问题-设计方案-动手制作-测试评价”的完整工程思维过程，将热学知识应用于解决实际问题。 学情分析 五年级学生已经掌握了热传递的基本方式（传导、对流、辐射），知道金属导热快，木头、塑料等导热慢。在生活中，他们有过使用保温杯喝热水的经验，但对“如何科学地减慢热量传递”缺乏系统的理论认知和实验验证经验。学生在工程设计方面处于起步阶段，可能难以平衡材料的厚度限制与保温效果之间的矛盾，容易忽略密封性对减少对流的重要性。教学中需通过具体的实验数据对比和结构拆解分析，帮助学生突破“既要保温又要轻便”的思维障碍，培养严谨的科学态度。 课时教学目标 科学观念 1. 知道不同材料的热传导性能不同，热的良导体散热快，热的不良导体能减慢热量传递。 2. 理解保温杯通过阻断热传导、热对流和热辐射三种方式来保持温度。 科学思维 1. 能通过控制变量实验，比较不同材料和不同方法对水温变化的影响，归纳出规律。 2. 能运用分析与综合的思维，评估自制保温杯的优缺点，并提出改进方案。 探究实践 1. 能制定简单的实验计划，选择合适的材料制作保温杯，并规范操作温度计进行测量。 2. 能准确记录实验数据，分析数据变化趋势，用证据支持自己的观点。 态度责任 1. 乐于参与制作活动，体验工程设计的乐趣，养成实事求是记录数据的习惯。 2. 关注生活中热现象的应用，增强利用科学知识改善生活的意识。 教学重点、难点 重点 1. 通过实验探究，认识到热的不良导体能有效减慢热量的传递。 2. 掌握制作保温杯的基本方法，能利用多种材料组合实现较好的保温效果。 难点 1. 理解并应用“减少热传导、阻断热对流、反射热辐射”的综合策略设计保温杯。 2. 在制作过程中，能根据测试结果分析原因，并进行针对性的优化改进。 教学方法与准备 教学方法 情境导入法、对比实验法、工程设计与制作法、合作探究法 教具准备 多媒体课件、不锈钢杯/陶瓷杯/塑料杯、热水、温度计、计时器、毛巾、泡沫塑料、盖子、冰块、活动手册、剪刀、胶带 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，聚焦问题 一、冬日暖饮挑战：寻找最佳保温杯 （1）、创设情境，激发兴趣 1. 播放一段视频：冬天户外探险，同学们带着不同的水杯（不锈钢、陶瓷、塑料）去登山。到达山顶时，大家想喝一口热水，结果发现有的水还烫嘴，有的水已经凉透了。提问：“为什么同样的热水，在不同的杯子里冷却的速度不一样呢？如果我们要在寒冷的冬天让热水保持最长时间，应该选择什么样的杯子？” 2. 展示实物：桌上摆放着三个外观相似但材质不同的杯子（不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯），里面装有刚刚烧开的等量热水。引导学生观察杯壁触感（注意安全，不直接触摸）。 3. 引出核心问题：“我们怎样减慢物体热量的传递？什么样的杯子才不容易变冷？”板书课题：《做个保温杯》。 二、初步猜想，明确方向 （1）、头脑风暴，提出假设 1. 组织小组讨论：根据生活经验，你认为哪种材质的杯子保温效果最好？为什么？ 2. 引导记录：将学生的猜想记录在黑板上，如“塑料杯保温好因为它是软的”、“陶瓷杯厚所以保温”、“不锈钢杯导热快所以冷得快”。 3. 教师点拨：“大家的猜想都很有道理，但科学需要证据。今天我们就化身‘小小科学家’，通过实验来验证我们的猜想，看看哪杯水真的冷得最慢。” 4. 强调实验原则：要公平比较，必须保证除了杯子材质不同外，其他条件（水量、水温、环境温度、开始时间）都要完全相同。 1. 观看视频，感受不同杯子装热水后的温差现象。 2. 触摸杯壁（隔着隔热手套），感知不同材质的冷热程度。 3. 积极发言，分享自己对杯子材质的看法和生活经验。 4. 明确实验目标，理解“控制变量”的重要性。 设计意图 通过冬日登山的真实情境，引发学生对“保温”问题的共鸣，从感性认识上升到理性思考，自然引出本课核心探究问题，为后续实验奠定基础。 二、对比实验，探究原理 一、实验设计：比较哪杯水冷得慢 （1）、发布任务，指导分工 1. 出示实验要求：在容量大小差不多的不锈钢杯、陶瓷杯、塑料杯中，分别倒入同样多、相同温度的热水。过几分钟后测量三杯水的温度，比较哪杯水冷得最慢。 2. 讲解实验步骤： 第一步：准备三个杯子，确保它们干净且干燥。 第二步：向三个杯子中同时倒入约200毫升的80℃热水（由老师统一提供或学生小心操作）。 第三步：立即插入温度计，记录初始温度（开始温度）。 第四步：等待5分钟（或10分钟），期间不要移动杯子。 第五步：再次测量并记录每个杯子中水的温度。 第六步：计算降温幅度（开始温度 - 结束温度）。 3. 分发《活动手册》，指导学生设计记录表格： 杯子状况 开始温度 10分钟后温度 降温多少 无盖的不锈钢杯 无盖的陶瓷杯 无盖的塑料杯 二、分组实验，数据采集 （1）、巡视指导，规范操作 1. 提醒学生注意温度计的使用方法：玻璃泡要完全浸入水中，不能碰到杯底或杯壁；读数时视线要与液柱上表面相平。 2. 协助学生控制变量，确保倒入的水量一致，起始时间同步。 3. 鼓励学生仔细观察实验现象：哪个杯子外壁摸起来最热？哪个杯子冒出的热气最多？ 4. 收集各组的实验数据，投影展示典型数据组，引导学生发现规律。 三、数据分析，得出结论 （1）、汇报交流，归纳总结 1. 提问：“通过实验，你们发现了什么规律？哪种材料的杯子降温最少？哪种降温最多？” 2. 引导学生分析数据：不锈钢杯降温最快，说明它是热的良导体，热量散失快；塑料杯和陶瓷杯降温较慢，说明它们是热的不良导体，能减慢热量传递。 3. 补充概念：像金属这样容易导热的物体叫热的良导体；像塑料、木头、陶瓷这样不容易导热的物体叫热的不良导体。 4. 追问：“除了材质，还有什么因素会影响保温效果？如果我们给杯子加个盖子，或者包上一层毛巾，会发生什么变化？” 1. 小组合作，按照步骤进行实验操作，分工记录数据。 2. 认真观察温度计读数变化，记录实验数据。 3. 交流实验现象，描述不同杯子的冷热感觉。 4. 分析数据，得出“热的不良导体能减慢热量传递”的结论。 设计意图 通过控制变量的对比实验，让学生亲历科学探究过程，用数据说话，直观感知不同材料导热性能的差异，建立“热的不良导体”这一核心科学概念，为后续制作保温杯提供理论支撑。 三、工程设计，制作保温杯 一、头脑风暴，设计方案 （1）、提出问题，激发创意 1. 承接上文：“既然知道了塑料、泡沫等是热的不良导体，那如果我们想做一个超级保温杯，除了选对材质，还能做什么呢？” 2. 展示图片资料：图中展示了孩子们讨论的几种保温方法——用毛巾把杯子包起来、给杯子加一个密封的盖、把杯子放在泡沫塑料里。 3. 布置任务：请各小组利用提供的材料（毛巾、泡沫塑料、盖子、棉花、锡纸等），设计并制作一个保温杯。要求：杯外的包裹物厚度不超过3厘米，尽量减小热量的传递。 4. 引导思考方向： 怎么减少热传导？（选厚的不良导体材料包裹） 怎么减少热对流？（加盖子密封） 怎么减少热辐射？（用反光材料包裹） 二、动手制作，实践创新 （1）、材料分发，开始制作 1. 各小组领取材料包：包括一个空杯子、毛巾、泡沫块、盖子、剪刀、胶带等。 2. 要求学生先在活动手册上画出设计图，标注使用的材料和制作方法。 3. 学生动手制作：先给杯子加盖子（减少对流），再用毛巾或泡沫塑料包裹杯身（减少传导），最后可以用锡纸包裹外层（减少辐射）。 4. 教师巡视，针对困难小组给予提示：比如“如果泡沫太软怎么办？”“盖子没盖紧会漏气吗？”“包裹得太厚超过3厘米了怎么办？” 三、测试比较，评估效果 （1）、引入新挑战：保冷还是保热？ 1. 教师调整测试方案：为了更直观地观察保温效果，我们将测试对象改为“冰块”。在杯中放入等量的冰块，观察各组自制保温杯在10分钟内冰块的融化情况。 2. 解释原理：虽然平时我们说“保温”是指保热，但物理原理是一样的，都是减慢热传递。夏天保冷也是为了防止外界热量传进去。 3. 组织测试：将装有冰块的杯子放入室温环境中，10分钟后取出，观察并记录冰块剩余量或融化的水量。 4. 引导分析：哪个小组的冰块融化最少？他们的做法有什么共同点？（通常是有盖子+厚包裹+多层结构） 1. 小组讨论，绘制保温杯设计草图，确定制作方案。 2. 分工合作，利用现有材料动手制作保温杯。 3. 测试自制保温杯的效果，观察冰块融化情况。 4. 对比各组作品，分析成功与失败的原因。 设计意图 将科学探究转化为工程设计项目，让学生在“做中学”。通过画图、选材、组装、测试，综合运用热学知识解决实际问题，培养工程思维和动手能力，体会科学技术的价值。 四、研讨交流，深化认知 一、展示成果，分享经验 （1）、评选“最佳保温杯” 1. 邀请融化冰块最少的3个小组上台展示他们的作品，介绍制作材料和结构特点。 2. 提问：“为什么你们的杯子效果这么好？用了哪些关键材料？” 3. 引导全班同学点赞并总结成功经验：加盖子（防对流）、厚包裹（防传导）、反光层（防辐射）。 二、剖析原理，拓展视野 （1）、揭秘市售保温杯 1. 展示市售保温杯的内胆原理图（真空双层结构）。 木塞/塑料盖：热的不良导体，隔绝内部物质与外界空气接触，减少热传导与对流。 真空层：无热传导与对流，是保温的关键。 镀银内壁：减少热辐射。 2. 对比学生制作的保温杯与市售保温杯：我们的杯子主要靠厚厚的不良导体阻挡热量，而市售保温杯利用了真空技术，效果更持久。 3. 提问：“制作保温杯时，我们还要从哪些方面考虑减慢热量的传递？实际效果如何？还可以在哪些方面做进一步的改进？” 4. 引导学生反思：如果材料有限，只能选一种，你会选什么？为什么？ 三、总结提升，情感升华 （1）、课堂小结 1. 师生共同总结：减慢热传递的方法有选用热的不良导体、加盖密封、增加厚度、反射辐射等。 2. 强调：科学不仅存在于书本中，更体现在我们生活的每一个细节里。希望同学们能用学到的知识，设计更多有用的产品。 1. 展示作品，分享制作心得和改进思路。 2. 观察原理图，理解真空和镀银的作用。 3. 对比自制品与商品，分析优缺点。 4. 积极参与研讨，发表自己的见解。 设计意图 通过对比分析和原理揭秘，将学生的感性经验上升为理性认知，深入理解热传递的三种方式及其阻断方法，拓宽科技视野，培养批判性思维。 板书设计 7 做个保温杯 一、探究：哪杯水冷得慢？ 不锈钢杯（良导体） → 散热快 陶瓷杯（不良导体） → 散热慢 塑料杯（不良导体） → 散热慢 二、原理：怎样减慢热传递？ 1. 选材料：热的不良导体（毛巾、泡沫、塑料） 2. 减传导：包裹厚层 3. 阻对流：加盖密封 4. 少辐射：反射材料（锡纸） 三、工程：制作保温杯 设计 → 制作 → 测试 → 改进 （图示：杯子 + 盖子 + 毛巾 + 泡沫） 教学反思 成功之处 1. 情境创设贴近生活，有效激发了学生的探究欲望，特别是“冬日登山”的视频导入，让学生迅速进入角色。 2. 实验环节设计严谨，通过控制变量法的实际操作，让学生直观感受到不同材质导热性的差异，数据记录详实，结论可信。 3. 工程制作环节充分放手，学生参与度极高，能够灵活运用所学知识解决实际问题，体现了“做中学”的理念。 不足之处 1. 部分小组在制作保温杯时，对“厚度不超过3厘米”的限制理解不够，导致作品过于臃肿，教师在巡视指导时未能及时纠正所有小组。 2. 在测试冰块融化环节，由于室温波动和冰块初始状态不一致，部分小组的数据存在较大误差，影响了最终的评价准确性。 3. 对于保温杯原理的深度挖掘还不够，部分学生对“真空”和“镀银”的具体作用机制理解仍停留在表面，需要进一步的生活实例辅助理解。 学科网（北京）股份有限公司 $