12.热对流 教学设计-2026-2027学年科学五年级上册青岛版

该小学科学教学设计聚焦“热对流”这一核心知识点，探究液体和气体特有的热传递方式。通过播放烧水、暖气取暖动态视频导入，连接已学的固体热传导知识，制造认知冲突，引导学生思考流体传热差异，搭建新旧知识学习支架。 该资料亮点在于实验可视化设计，液体对流实验用红墨水显示热水上升、冷水下降的循环轨迹，气体对流实验通过香烟雾流动观察空气对流规律，培养学生科学思维（对比辨析热传导与热对流）和探究实践能力（规范操作、记录现象）。结合大气环流、空调调温等生活应用，帮助学生建立科学观念，对教师提供清晰教学流程和实验指导，提升课堂效率。

12.热对流 【教材分析】 本课是第三单元第三课，在学生掌握固体热传导、材料导热性的基础上，探究液体、气体的专属热传递方式——热对流，完善热传递的三种方式知识体系。教材以烧水时水的流动、房间暖气取暖现象导入，分别设计液体对流、空气对流两组核心实验，引导学生观察流体受热后的流动规律，归纳热对流的形成条件与传递特点。区别于热传导的接触传热，热对流是流体特有的传热方式，为后续热辐射学习、保温杯综合制作奠定重要基础。 【学情分析】 五年级学生已经熟练掌握固体热传导的规律，具备扎实的实验探究和现象分析能力。学生熟悉烧水、暖气取暖的生活现象，但无法解释水和空气是如何传递热量的，不清楚热对流的原理，容易将热对流与热传导混淆。学生对动态的流体实验兴趣浓厚，善于观察动态实验现象，但对“冷热流体循环流动”的抽象原理归纳存在一定难度。 【核心素养分析】 [科学观念] 1.知道热对流是液体、气体特有的热传递方式； 2.理解热对流的形成原理：冷热流体循环流动，带动热量传递； 3.能区分热传导与热对流，识别生活中的热对流现象。 [科学思维] 通过观察液体、空气对流的动态实验现象，分析流体流动与热量传递的关系，对比热传导、热对流的差异，形成对比辨析、逻辑推理的科学思维。 [探究实践] 能规范完成水中红墨水对流、空气对流实验，细致观察流体流动轨迹，准确记录实验现象，自主推导热对流的形成规律。 [态度责任] 1.养成细致观察动态实验、严谨分析现象的探究习惯； 2.了解热对流在生活、气象中的应用，感受科学与自然、生活的紧密联系； 3.乐于探究自然现象背后的科学原理，保持科学探究热情。 【教学重点】 通过实验探究，掌握热对流的原理，识别液体和气体的热对流现象。 【教学难点】 理解冷热流体循环流动的过程，准确区分热对流与热传导的不同特点。 【教具准备】 [教师教具] 多媒体课件、烧杯、清水、红墨水、酒精灯、火柴、香、透明塑料箱、冷热空气对流示范视频、烧水动态视频。 [学生分组器材] 烧杯、温水、红墨水、滴管、香、打火机、透明收纳盒、实验记录单。 【教学过程】 一、导入新课 [教师活动]播放烧水短视频，提问：烧水时底部的热水会向上流动，上方的冷水向下流动，水没有直接接触，热量是怎么传遍整杯水的？冬天打开暖气，整个房间都会变暖，热量如何传递？引出课题《热对流》。 [学生活动]观看视频，结合生活经验猜想水和空气的传热方式，发现与之前学的热传导不同，产生探究疑问。 [设计意图]以熟悉的生活动态现象导入，制造认知冲突，激发学生探究新知的兴趣。 二、讲授新课（聚焦、探索、研讨、拓展） （一）聚焦板块 [教师活动]回顾热传导的特点，提问：热传导是固体接触传热，液体和气体传热也需要直接接触吗？组织学生自由发言，聚焦本节课核心问题：液体、气体如何传递热量？ [学生活动]回顾旧知，对比生活中水、空气传热现象，思考两种传热方式的差异，明确探究方向。 [设计意图]衔接旧知、制造对比，帮助学生建立知识关联，精准聚焦本课探究重点。 （二）探索板块 1.探究液体的热对流 [教师活动]示范实验：在盛有清水的烧杯底部滴入红墨水，用酒精灯加热烧杯底部，引导学生观察红色水流的流动轨迹。强调安全操作，禁止触碰加热后的烧杯。讲解观察重点：热水、冷水的流动方向。巡视各组实验，指导学生清晰观察对流现象。 [学生活动]分组完成实验，观察到底部红色热水上升、上方冷水下降，形成循环流动的现象，及时记录实验现象。 [设计意图]通过红墨水可视化水流运动，让学生直观观察液体热对流的全过程。 2.探究气体的热对流 [教师活动]布置分组实验：在透明塑料箱一侧点燃香，在箱外一侧放置热水杯，观察烟雾的流动方向。引导学生思考烟雾流动的原因，感知空气冷热流动规律。 [学生活动]小组合作实验，观察烟雾随冷热空气循环流动的现象，记录空气对流的特点，小组内交流发现。 [设计意图]双层实验覆盖液体、气体两类流体，全面探究热对流现象，完善知识体系。 （三）研讨板块 [教师活动]出示研讨问题：1.液体和气体受热后分别发生了什么变化？2.热对流的传递过程是怎样的？3.热对流和热传导有什么区别？组织小组研讨，汇总结论，归纳热对流的定义、原理和适用范围。 [学生活动]小组讨论交流，总结得出：液体、气体受热后冷热流体循环流动，带动热量传递，这种方式就是热对流；热对流无需固定接触，是流体专属传热方式，区别于固体热传导。 [设计意图]对比辨析新旧知识，归纳核心规律，突破教学难点，构建完整的热传递知识框架。 （四）拓展板块 [教师活动]展示自然与生活中的热对流现象：大气环流、风力形成、烤箱加热、空调制冷制热，讲解热对流的应用原理。布置拓展任务：课后观察空调工作时的空气流动现象，分析热对流的作用。 [学生活动]了解热对流的广泛应用，记录拓展任务，尝试用所学知识解释自然生活现象。 [设计意图]拓宽知识应用场景，让学生感受科学知识与自然生活的密切关联。 三、课堂小结 本节课我们学习了第二种热传递方式——热对流。热对流是液体和气体特有的传热方式，其核心原理是冷热流体发生循环流动，热的流体上升、冷的流体下降，从而实现热量的传递。热传导适用于固体，依靠接触传热；热对流适用于流体，依靠循环流动传热。生活中的烧水、暖气取暖、空气流动等现象，都是热对流的具体体现。 【板书设计】 热对流 1.适用范围：液体、气体（流体专属） 2.原理：冷热流体循环流动 热流体上升，冷流体下降 → 传递热量 3.与热传导区别 热传导：固体、接触传热 热对流：流体、循环流动传热 4.生活实例：烧水、暖气供暖、空气流动、空调调温 1 学科网（北京）股份有限公司 $