3.12 热对流（教学设计）科学青岛版五年级上册（新教材）

该小学科学教学设计聚焦“热对流”核心知识点，通过回顾上节课热传导知识，结合烧水整锅变热、暖气片温暖全屋等生活现象提问，引导学生思考液体和气体传热方式，搭建前后知识联系的学习支架。 此设计以转换法为核心特色，借助木屑观察水流、香烟烟雾显示气流，将看不见的流体流动转化为可见现象，培养科学思维中的模型建构能力。小组自主设计实验方案、梳理器材，落实探究实践素养，生活实例（暖气片、空调）助学生用科学知识解释现象，提升应用能力，为教师提供可操作的实验教学范例。

青岛版（2024）科学五年级上册 《热对流》教学设计 课题 3.12 热对流 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道热对流是液体、气体主要的热传递方式；受热的水、空气会上升，冷的水、空气流过来补充，冷热流体相对流动实现热量传递。 2. 能够区分热传导与热对流，了解热对流在生活当中的应用实例。 科学思维： 1.借助木屑、香的烟雾，把看不见的流体流动转化为看得见现象，发展转换思维。 2. 根据实验现象推理水、空气的流动规律，能用示意图画出热对流的流动路线，建立热对流模型。 探究实践： 1.小组合作自主设计水的热对流实验，能梳理实验器材、完善实验方案，规范完成水中木屑实验，记录木屑运动轨迹。 2. 独立完成空气热对流模拟实验，观察香烟烟雾飘动路线，归纳气体热对流特点，能运用热对流知识解释暖气片、空调等生活现象。 态度责任： 1. 尊重实验现象，如实记录观察结果，养成严谨的实验习惯。 2. 体会热对流和日常生活紧密联系，愿意用科学知识解释生活现象，懂得利用科学改善生活。 教学重难点 重点： 认识热对流，知道液体、气体通过冷热流体相对流动传递热量。 难点：根据实验现象推理看不见的水与空气的流动；理解热对流形成原理，运用热对流知识解决实际生活问题。 教学环节 教学过程 课堂导入 一、聚焦 情境导入，提出问题（对应课本54页情境·问题插图） 师：同学们，上节课我们学习了热传导，热传导发生在固体当中。请看课本这幅图，一口锅在炉子上加热，我们只加热锅的底部，为什么整锅水都能够烧开？还有冬天暖气片变热之后，整个屋子都暖和起来。大家思考，水和空气不是固体，它们的传热方式还会是热传导吗？ 生1：我觉得不一样，水会来回晃动。 生2：暖气片只在墙角，但是整个房间都热了，应该有别的传热方式。 师：大家提出了很好的猜想。锅只加热底部，水却全部变热；暖气片局部发热，房间空气全部升温。水、空气属于液体和气体，它们怎样传递热？今天我们一起来学习第12课《热对流》。 板书课题：热对流。 课 程 学 习 二、探索 活动1：探究热在水中的传递方式 师：我们先来研究水。水的流动我们眼睛直接能看见吗？ 生：看不见水内部怎么流动。 师：课本上两个同学也遇到这个难题，请看课本插图，同学提问：怎样观察热在水中的传递？另一位同学想到好办法：加点木屑可以看清。大家想一想，为什么加入木屑？小组1分钟互相说一说。（生生交流） 生1：水看不见，木屑跟着水一起跑，木屑怎么动就代表水怎么流动。 师：非常棒！这就是转换法，把看不见的水的流动，借助木屑变成看得见的现象。 师：现在请各个小组讨论，我们要做这个实验，需要哪些实验器材？我们的实验方案是什么？小组讨论，把器材和简单步骤整理出来。（小组讨论交流，完善实验方案） 生小组汇报： 我们需要的器材：烧杯、水、木屑、酒精灯、三脚架、石棉网。 实验方案：烧杯装冷水，放入少量木屑，把烧杯放在石棉网上，用酒精灯加热烧杯底部，仔细观察木屑运动轨迹，把木屑运动路线画在记录表当中。 师追问：为什么要使用石棉网？可以直接给烧杯加热吗？ 生：不能直接烧烧杯，石棉网让烧杯受热均匀，防止烧杯炸裂。 师：老师补充实验注意事项：只加热烧杯底部；观察过程眼睛不要离烧杯太近；实验结束，先熄灭酒精灯，不要触碰烧杯，防止烫伤。 师：现在请各小组开始动手实验，一边观察，一边填写课本记录表，画出木屑在水中运动路线。 学生分组实验（实验过程） 师巡视：大家仔细看，烧杯底部被加热之后，木屑发生怎样运动？ （实验现象） 生汇报实验现象：烧杯底部的木屑受热之后向上浮起来，上升到水面之后，又向旁边流，再向下沉降，又流回底部，循环往复不停运动。 师出示课本问题导引，组织学生思考回答： 1.加热后，木屑的运动轨迹是怎样的？ 生：底部木屑上升，到顶部向四周散开，再下降回到底部，循环流动。 2.木屑的运动说明水受热后是怎样流动的？ 生：底部水受热会向上流动，上方温度低的冷水向下流回来补充。 3.这说明热在水中是怎样传递的？ 生：冷水和热水来回流动，热量跟着水一起传递，整杯水慢慢全部变热。 师：大家观察到的现象，和课本55页文字描述完全一致。（讲解课本文字段落）加热容器底部，底部的水受热后会上升，周围较冷的水流过来补充，然后被加热再上升。冷水和热水相对流动，容器里面所有水逐渐变热，这种传热方式叫作热对流。 板书：液体（水）→热对流：受热上升，冷水补充，冷热相对流动。 师：大家把记录表里面水流运动箭头画出来，底部向上，上部向两侧再向下，画出循环的路线。 三、活动2：探究热在空气中的传递方式（课本55页暖气片插图、香条实验插图） 师：水是液体可以发生热对流，那空气是气体，空气能不能发生热对流呢？请看课本插图，冬天房间的暖气片。老师提出课本上的3个问题，请小组思考讨论。 课件出示问题导引： 1.供暖以后，房间哪里空气先变热？ 2.暖气片本身温度，和暖气片上方1米空气温度一样吗？ 3.房间里面空气是怎么全部变热的？ （生生小组交流讨论） 生汇报：暖气片周围的空气最先变热；暖气片上方空气温度比暖气片低；热空气向上跑，旁边的冷空气流过来，又被暖气片加热，循环往复整个房间变暖。 师：空气看不见，我们怎样看见空气流动？课本给我们设计模拟实验，请看课本操作指南插图。 师读操作指南： 1.点燃香条。 2.将透明玻璃杯倒扣在香条上。 3.观察烟飘动的路线。 师：哪位同学来说一说这套实验需要什么器材？ 生：香条、火柴、透明玻璃杯。 师：注意安全，小心火源，不要烫到手，实验结束把香熄灭。 学生小组开展模拟实验（实验过程） 师：大家认真观察香烟烟雾飘动路线。 （实验现象） 生汇报实验现象：香产生的烟先向上飘，到达玻璃杯顶部之后向四周散开，再沿着杯壁向下流动。 师：烟雾运动就模拟空气流动。结合课本56页文字，哪位同学总结气体热对流规律？ 生：热空气比较轻会上升，周围冷空气过来补充，不断循环，形成热对流。 师小结板书：气体（空气）→热对流；热空气上升，冷空气流来补充。 师：暖气片就是依靠空气的热对流，让整个房间升温。暖气片加热附近空气，热空气上升，周围冷空气流到暖气片旁边被加热，不断循环，整个房间就暖和。 四、反思评价、拓展迁移 师：我们回顾整节课，研究水和空气的时候，流动看不见，我们用木屑、香烟烟雾，把看不见现象变成看得见，这是非常重要科学探究方法——转换法，对应课本回顾反思板块内容。 师：我们一起来看拓展迁移，课本空调图片。提问：夏天开空调制冷，出风口朝哪个方向，房间降温更快？小组讨论。 生小组讨论汇报：夏天制冷，冷空气比较重，空调出风口最好朝上。冷空气向上吹之后，会自然向下沉，房间空气形成对流，全屋快速均匀降温。 师：总结，如果出风口朝下，冷空气直接堆积在地面，屋子上方不容易凉快。 课堂 小结 师：今天我们学习热对流。热对流是液体和气体主要热传递方式。受热之后，热的液体、气体向上运动，温度低的冷的流体流过来补充，冷热流体相对循环流动传递热量。固体不能发生热对流，固体主要依靠热传导传热。 我们生活里面烧水、暖气片取暖、空调降温都用到热对流知识。 板书设计 热对流 热对流：液体、气体主要传热方式 水（液体）：受热的水上升，冷水流过来补充，冷热相对流动 空气（气体）：热空气轻上升，冷空气流来补充 转换法：木屑、烟雾→看见看不见的流体流动 生活应用：烧水、暖气片、空调 教学反思 本节课依托课本两个分组实验开展探究，学生借助木屑、香烟，直观观察热对流现象，落实转换的科学思维。课堂上充分开展小组讨论，学生自主梳理实验器材，设计完善实验方案，学生主体地位得到体现。 部分学生容易混淆热传导和热对流，后续要加强对比辨析；少数小组实验中酒精灯火焰位置不对，木屑现象不明显，课前要强化实验操作指导。在知识迁移环节，空调问题部分同学理解不到位，可以补充简易演示帮助理解。生活实例可以再多拓展，强化科学知识运用于生活的能力。 1 学科网（北京）股份有限公司 $