1.2 热在水中的传递（教学设计）科学冀人版六年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦水的热对流规律，通过生活中烧水现象提问，引导学生猜想液体传热方式，联系固体热传导旧知，搭建新旧知识支架，帮助学生理解热水上升、冷水下降的循环流动特点。 以四组递进式对比实验为核心，从冷热塑料盒浮沉感知密度差异，到木屑加热观察对流循环，再到墨水集气瓶对比对流条件、U型管验证规律，培养科学思维与探究实践能力，结合门缝气流等生活应用，助力学生建立流体传热逻辑，教师可直接使用实验设计与拓展案例，提升教学效率。

冀人版（2024）科学六年级上册 《热在水中的传递》教学设计 课题 1.2热在水中的传递 课型 新授课 教学目标 科学观念： 清晰掌握水的热对流规律：容器底部受热的热水上升，上方冷水下降，冷热循环让整杯水均匀变热。 科学思维： 通过多组对比实验现象，推理冷热水体密度差异，归纳热对流形成条件，建立流体传热逻辑思维。 探究实践： 能独立完成三组核心对比实验：冷热塑料盒浮沉试验、红蓝色墨水集气瓶对流实验、烧杯木屑加热实验、U型对流管实验，规范记录实验现象。 态度责任： 实验过程中严格遵守酒精灯使用安全规范，细心观察、如实记录水流、气流现象，养成严谨求实的实验习惯。 教学重难点 重点：① 通过实验认识水的热对流规律，记住热水上升、冷水下降的循环流动特点； ② 理解热对流的定义，能用水的对流原理解释空气对流相关生活场景。 难点：① 理解热水上浮、冷水下沉的根本原因是冷热水密度不同； ② 灵活运用热对流原理解释多种综合性生活实验现象（门缝气流、走马灯、玻璃筒蜡烛等）。 教学环节 教学过程 课堂导入 （一）情境·问题导入 1. 教师结合生活实物提问：大家平时用电热水壶、铁锅烧水时，火焰只加热容器底部，为什么最后整壶、整锅的水全部都会变热？只加热下方，上方冷水是怎么获得热量的？ 2. 鼓励学生结合旧知自由猜想：部分学生会认为热量直接向上传导，部分学生猜测水会流动交换冷热，教师把学生猜想简单记录在黑板侧边。 3. 递进引导：固体依靠热传导传递热量，水是可以流动的液体，传热方式和固体不一样。今天我们通过多组实验，观察水受热后的运动规律，学习《热在水中的传递》，板书本课课题。 课 程 学 习 （二）探究·实践核心新知讲授 实验1：冷热塑料盒浮沉对比，感知冷热密度差异 1. 出示实验装置：一个大水槽装满常温温水，两个密封塑料盒，一个装满热水、一个装满冷水。 2. 提出预测问题：把两个塑料盒同时放进温水里，大家猜会出现什么现象？学生自由发言预测。 3. 教师演示操作，学生统一观察实验现象：装热水的塑料盒漂浮在水槽上部，装冷水的塑料盒沉到水槽底部。 4. 师生共同分析原理：水受热后体积变大、密度变小，相同体积的热水更轻，所以向上浮；冷水密度更大、更重，会向下沉。这是水能发生对流的根本原因，为后续加热实验铺垫基础。 5. 过渡提问：如果我们持续从底部给水加热，底部变轻的热水向上走，上方冷水向下走，水内部会形成怎样的循环？ 实验2：烧杯木屑加热实验，直观观察水的对流循环 1. 介绍实验器材：三脚架、陶土网、烧杯、清水、木屑、酒精灯、火柴。木屑作用：因水透明肉眼看不到流动，木屑会跟随水流运动，把水流轨迹显现出来。 2. 分步讲解标准实验步骤： ① 组装加热装置：三脚架放平，放上陶土网，烧杯倒入适量清水平稳放在陶土网中央； ② 向水中撒少量木屑，静置观察初始状态，木屑均匀沉在水底； ③ 点燃酒精灯，先加热烧杯底部中间区域，持续观察木屑运动；之后更换加热烧杯底部边缘，对比现象。 3. 分组动手操作实验，小组专人记录木屑运动轨迹：烧杯底部被加热后，下方携带木屑的热水不断向上流动；到达水面后温度降低、密度变大，带着木屑的冷水重新向下沉降，形成循环往复的上下流动。 4. 小组汇报现象，教师板书关键现象：底部热水上升，上部冷水下降。 5. 深度设问：烧水时锅底的水受热上升，上层冷水下降，这样不断交换，最终会产生什么结果？ 学生总结：所有冷水不断被带到底部加热，整杯水全部均匀变热。 实验3：红蓝墨水集气瓶倒置实验，对比水流运动条件 1. 实验材料：两个集气瓶、冷水、热水、红墨水、蓝墨水、玻璃片、滴管。 2. 实验操作分两组对照： 第一组：下方集气瓶装温水，上方倒扣装满热水的瓶子，热水滴红墨水、冷水滴蓝墨水，缓慢抽走中间玻璃片； 第二组：下方集气瓶装热水，上方倒扣装满冷水的瓶子，同样滴入对应墨水，抽走玻璃片观察。 3. 统一实验现象： ① 热水在上、冷水在下时，冷热密度分层明显，两种水几乎不发生混合、几乎没有流动； ② 冷水在上、热水在下时，下方轻热水快速向上流动，上方重冷水向下，红蓝墨水快速混合，对流现象十分明显。 4. 对比总结：只有热源在下方，热水有向上流动的空间，才能形成持续的冷热循环对流；热源在上无法产生有效对流。 实验4：双头U型对流管实验，验证封闭水体对流规律 1. 介绍器材：双头对流管、铁架台、酒精灯、清水、红、蓝墨水、滴管。 2. 实验步骤：向U型管加满清水，两端分别滴入红、蓝墨水区分；点燃酒精灯加热对流管其中一端底部。 3. 学生观察水流轨迹：被酒精灯加热一端的水受热变轻，向管子另一端流动；未加热一端温度低、水体更重，向加热端回流，形成完整循环水流。 4. 整合全部四组实验，归纳核心科学概念： 容器下部的水受热后密度变小，向上上升；容器上部温度较低的冷水密度大，向下沉降；热水和冷水不断循环交换，相互传递热量，这种依靠流体流动传递热的方式，叫作热对流。 5. 知识迁移提问：水是可以流动的液体能产生热对流，空气同样可以流动，暖气是怎样让整个屋子的空气变热的？ 师生推理：暖气片加热附近空气，热空气变轻上升，房间上方冷空气下沉，空气持续对流，全屋温度升高。 （三）拓展迁移生活应用讲解 本环节结合课件5个典型对流场景，逐一分析原理，实现知识落地： 1. 门缝纸片冷热气流实验 情景：冬天教室门缝，上下分别贴纸片。实验现象：底部纸片向教室内飘，顶部纸片向室外飘。 原理：冬季室外冷空气密度大，贴着地面从门缝底部流入室内；室内被加热的热空气密度小，从门缝上部向外流出，空气对流带动纸片向不同方向飘动。拓展提问：夏季室内开空调，冷热空气颠倒，纸片飘动方向相反。 2. 煮粥需要不停搅动 提问：煮粥时为什么要用勺子持续搅动？原理：人为加快粥内冷热液体对流，让整锅粥受热均匀，避免局部糊底。 3. 走马灯持续转动原理 内部蜡烛加热空气，热空气受热上升，向上冲击走马灯叶片；外部常温冷空气持续从灯下方补充进入，形成持续气流，推动走马灯不停旋转。 4. 玻璃筒蜡烛分隔实验 两组对照：只罩玻璃筒无分隔片，蜡烛很快熄灭；筒中间插入金属分隔片，蜡烛持续燃烧。 原理：无分隔片时，燃烧产生的热废气堆积筒上部，氧气耗尽蜡烛熄灭；金属片把玻璃筒分成两条风道，热废气从一侧向上排出，室外冷空气从另一侧向下流入补充氧气，空气持续对流，蜡烛持续燃烧。 课堂 小结 1. 实验规律梳理：水受热密度变小、热水上浮；冷水密度大、向下沉降，冷热循环流动形成热对流。 2. 核心概念总结：依靠液体、气体流动传递热量的方式叫作热对流，固体不能对流，只能依靠传导传热。 3. 知识迁移梳理：水、空气都能发生热对流；暖气、门缝气流、走马灯、煮粥搅拌、玻璃筒蜡烛都是热对流的生活实例。 4. 课后实践作业：回家完成门缝纸片小实验，记录冬夏纸片飘动区别，下节课分享观察结果。 板书设计 热在水中的传递 一、冷热水特点 热水：受热膨胀、密度小 → 向上浮 冷水：密度大 → 向下沉 二、热对流（水/空气通用） 底部热水上升，上部冷水下降 冷热循环流动，传递热量 → 热对流 三、生活对流应用 1. 烧水、煮粥：水的对流 2. 暖气、门缝气流、走马灯：空气对流 3. 玻璃筒蜡烛：空气对流通风 教学反思 1. 课前提前培训酒精灯规范操作，分组明确操作员、记录员、汇报员；提前调配好染色墨水，节约课堂实验准备时间，预留充足拓展讨论时长。 2. 增加简易密度对比演示，用等体积冷热水杯称重，直观展示热水更轻，加深密度差异理解；板书区分热传导、热对流适用物体，增加课堂对比填空强化记忆。 3. 绘制玻璃筒风道简易示意图，标注热气流排出、冷气流流入路线，分步拆解蜡烛燃烧通风原理，降低理解难度。 4. 增加小组口头推理小游戏，让学生分别口述冬天、夏天门缝纸片飘动原因，锻炼逆向对流推理；布置分层课后实践作业，基础层完成门缝实验，提高层自主设计简易走马灯。 1 学科网（北京）股份有限公司 $