3.14 制作保温杯（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“制作保温杯”核心内容，围绕减少热传导、热对流、热辐射实现保温的原理，引导学生认识保温杯结构与功能。课堂导入通过古代藤编桶保温情境，关联前学热传递知识，搭建“原理理解—实践应用”的学习支架。 此设计以完整工程实践流程为特色，学生经历观察分析、自主设计、动手制作、数据检测及改进优化，发展科学思维与探究实践能力。如利用废旧材料制作并对比实验，培养节约意识，助力学生掌握工程设计方法，为教师提供可操作的实践教学范例。

青岛版（2024）科学五年级上册 《制作保温杯》教学设计 课题 3.14 制作保温杯 课型 新授课 教学目标 科学观念： 1.知道保温杯通过减少热传导、热对流、热辐射三种热传递方式，实现保温效果；了解保温杯各部分结构对应的保温功能。 2. 知道空气、泡沫、棉布等是热的不良导体，可以用作保温填充材料。 科学思维： 1.能够观察分析保温杯结构，推理每一部分的保温作用；基于检测数据对比，分析作品不足，提出切实可行的改进方案。 2. 经历“明确问题—制订方案—实施方案—检测—改进”工程实践流程，发展工程设计思维。 探究实践： 1.小组合作观察真实保温杯，研讨制作保温杯需要的工具材料，自主绘制设计图，完善制作方案。 2. 按照步骤动手制作保温杯，通过对比实验检测保温效果，根据实验结果对作品进行修改优化。 态度责任： 1.在小组工程实践中分工合作，认真完成制作、检测，尊重实测数据，不主观臆断实验结果。 2. 学会利用废旧材料开展制作，树立节约资源意识，体会工程技术改善我们的生活。 教学重难点 重点：认识保温杯结构与保温原理；经历完整工程实践流程，设计、制作、检测保温杯。 难点：综合利用减少热传导、热对流、热辐射的知识设计保温杯；根据检测结果精准分析不足，提出有效改进措施。 教学环节 教学过程 课堂导入 一、明确问题 情境导入 师：同学们，前面三节课，我们学习了热传导、热对流、热辐射三种热传递方式。热水放一段时间温度就会下降，如果我们想让热水降温慢一些，该怎样做呢？请看课本这幅插图，古代民间就有保温方法，把茶壶放进藤编桶，缝隙填充棉这类隔热材料，茶水就不容易变凉。 师：那今天我们的任务，就是自己动手，制作保温杯。板书课题：制作保温杯。 师：我们来看课本任务卡，本节课两大任务：第一，了解保温杯的结构和保温原理；第二，选用合适材料，制作保温杯。 师：大家想一想，保温杯要实现保温，本质是要干什么？ 生：减慢热水热量向外传递，减少热传导、热对流、热辐射。 师：说得很好，保温不是产生热量，而是尽量阻止热量跑出去。 课 程 学 习 二、制订方案 研究保温杯的结构特点与功能 师：想要做好保温杯，我们先来研究现成保温杯。请看课本插图，同学们戴着手套，正在观察拆解保温杯。老师这里带来拆解的保温杯，大家看横切面、纵切面。 师：小组内传递观察，结合课本表格，讨论这三个结构分别有什么作用：带密封圈的杯盖、双层杯壁、杯胆内壁浅色。小组讨论2分钟。（生生交流） 小组汇报： 生1：带密封圈的杯盖，可以把杯子密封住，减少杯子里面和外面空气流动，减弱热对流，热量跑不出去。 生2：双层杯壁，中间有空气，空气不容易导热，减少热传导。 生3：杯胆内壁是浅色，浅色物体吸收辐射热能力弱，可以减少热辐射带来的热量损失。 师板书梳理表格： 带密封圈的杯盖：密封，减弱热对流 双层杯壁：中间隔空气，减弱热传导 杯胆内壁浅色：减少吸收热辐射，降低热量散失 师：了解完保温杯原理，接下来我们进行创意设计。看课本上三个思考问题。 课件出示课本对话框问题： 1.在杯子外面包裹什么材料能起到保温效果？ 2.从成本、功能多方面考虑，可以选择哪些保温材料？ 3.怎样让保温杯更加美观、耐用？ 师：请小组围绕三个问题展开讨论，想一想哪些材料适合做保温杯。 生小组讨论发言： 生1：棉布、泡沫板、泡沫屑、棉花，这些都是热的不良导体，可以包裹杯子。 生2：用废旧奶茶杯、纸杯，废旧材料成本低，实现废物利用。 生3：外面可以贴贴纸美化，接口处粘牢固，让作品更耐用。 师：课本给我们展示两组设计图纸，正面图和杯盖内侧图。里面用到泡沫板、棉布、泡沫屑、密封胶。大家思考：填充泡沫屑和留存空气，哪一个保温效果更好？ 生猜想：空气导热能力弱，保留静止空气，保温效果更好。 师：现在，请各小组填写课本的设计方案表。要写清楚：作品名称、设计人、工具、材料、完善后的设计图、设计说明、制作步骤。小组把设计图画在草稿纸上，组员互相提意见，修改完善自己小组的设计方案。（生生交流，互相修改设计） 师巡视：提醒同学们设计的时候，一定要考虑密封，杯盖设计，尽量留住静止空气。 师：哪个小组来分享你们的设计方案？ 生：我们作品叫简易保温杯；工具：剪刀、双面胶；材料：奶茶杯、纸杯、棉布、泡沫屑；设计说明：两层杯子中间填充泡沫屑，杯盖用泡沫板制作，缝隙密封；制作步骤：先包裹纸杯，再放入奶茶杯，填充材料，做杯盖，美化。 师追问：你们为什么选择泡沫屑？ 生：泡沫是热的不良导体，中间可以锁住空气，减少热传导。 师：其他小组有没有补充？ 生：我们打算用棉花代替泡沫屑，棉花里面也有很多空气。 师：大家考虑得很周全，设计方案可以借鉴别的小组的优点，再次修改完善。 三、实施方案：制作保温杯（课本64、65页制作六步插图） 师：方案已经完善，接下来我们动手实施方案。请看课本65页，课本给我们示范了完整的六步制作过程，我们一幅一幅看。 师：第一步，用棉布包裹纸杯并且固定；第二步，奶茶杯底部内侧垫泡沫板，把包裹好的纸杯放进去；第三步，缝隙填满泡沫屑；第四步，剪掉奶茶杯多余部分，用密封胶密封纸杯与奶茶杯缝隙，减少空气流动；第五步，制作杯盖；第六步，固定、美化保温杯。 师强调安全注意事项：使用剪刀时小心别伤到手；热熔胶不要触碰；后续倒入热水时，防止烫伤。 师：各小组按照自己修改后的方案开始制作，制作过程中如果发现方案有问题，可以现场调整。制作的时候想一想课本对话框的问题：填充泡沫屑与空气，哪个效果好？（学生小组动手制作，生生互助，教师巡回指导） 师：很多小组已经完成保温杯，接下来我们要检测自制保温杯的保温效果。看课本插图，实验怎么做？ 生：向普通纸杯和我们自制保温杯里倒入温度相同、数量相同的热水，测量初始温度，静置10分钟后再次测量温度，记录数据。 师：出示课本记录表，表格记录起始温度、10分钟之后温度，算出温度差。温度差越小，说明热量散失越少，保温效果越好。 学生分组开展检测实验： 1.向普通纸杯、自制保温杯倒入等量同温度热水； 2.立刻测量、记录起始水温； 3.静置10分钟； 4.测量10分钟后水温，填写表格，计算温度差。 （实验现象） 小组汇报检测结果： 普通纸杯温度下降很多，温度差大；自制保温杯温度下降少，温度差小。不同小组保温杯降温程度不一样。 课件出示课本问题导引，全班交流研讨： 1.保温效果好的杯子有什么特点？ 生：双层结构，缝隙填充隔热材料，杯口密封好，杯盖严实，锁住静止空气。 2.保温杯利用哪些方法减少热传递？ 生：利用泡沫、棉布减弱热传导；密封杯口减少内部和外部空气流动，减弱热对流；内壁浅色，减少热辐射散热。 3.怎样改进可以让杯子保温效果更好？ 生：填充更好的隔热材料，把缝隙全部密封严实，加厚保温层，做好杯盖密封。 师：课本提示改进示例，可以把填充材料换成棉花试一试。各小组结合自己检测的数据，找出自家作品的不足之处，讨论改进措施。 生1：我们组缝隙没有封严实，有空气流动，热量跑出去，改进：用胶带把缝隙全部密封。 生2：我们填充泡沫屑太少，保温层太薄，改进：增加泡沫屑加厚隔热层。 生3：杯盖制作简陋，盖不严实，改进：重新制作更加贴合的杯盖。 师总结：工程制作不会一次做到完美，我们根据实测数据找缺点，提出可行改进办法，这是工程实践很重要的环节。 四、展示评价（课本66、67页学生作品图，回顾反思流程图） 师：请看课本各种各样学生作品，有用棉布包裹、锡纸包裹、泡沫包裹的保温杯。每个小组把作品拿到台前展示。说一说：我们小组用了什么材料，检测数据是多少，存在哪些不足，准备怎样改进。（生生互评） 生1：我们组保温杯，10分钟下降8摄氏度；缺点杯盖缝隙大；改进：加厚杯盖，增加密封。 生2：我们使用废旧奶茶杯，节约材料；10分钟降温6℃，保温效果还可以。 师：我们看课本回顾反思流程图，工程实践五步：明确问题→设计→实施→检测→改进。这是工程师做产品的完整流程。 师：课本还有拓展思考问题：选用的材料要安全；能不能做内胆不是纸质的保温杯；怎样让保温杯显示出水温。大家课后可以继续拓展探究。 师：课本评价表，从四个维度评价：知道保温杯结构原理；对比分析材料保温性能；制作并改进保温杯；节约意识，低成本实现好的保温效果。 课堂 小结 师：我们回顾本节课知识。 1.保温杯保温原理：减弱热传导、热对流、热辐射，减慢热量向外散失。 2.保温杯结构：密封杯盖减弱热对流；双层杯壁，中间静止空气减弱热传导；浅色内壁减少热辐射散热。泡沫、棉布、棉花属于热的不良导体，可以做保温填充材料。 3.工程实践流程：明确问题、制订设计方案、动手制作、检测效果、分析不足、改进作品。 4.工程产品需要经过多次修改优化，我们可以利用废旧材料，低成本完成制作。 板书设计 制作保温杯 保温原理：减少热的三种传递 热传导：泡沫、棉布、棉花（热的不良导体） 热对流：密封杯盖，减少空气流动 热辐射：浅色内壁，减少辐射散热 工程实践步骤 明确问题 → 制订方案 → 实施方案 → 检测效果 → 改进作品 改进方向：加厚保温层、密封缝隙、贴合杯盖 教学反思 本课属于工程实践课，落实2025新课标工程实践素养，完整复刻课本全部插图与活动。课堂中让学生自主观察保温杯、小组研讨材料，自主绘制修改设计方案，充分发挥学生主体性。动手制作、对比检测实验，学生能够结合真实数据分析作品缺点，提出可落地改进措施。 课堂存在部分问题：课堂制作耗时较长，部分小组设计图纸不够严谨；少数学生分不清三种热传递分别对应保温杯哪部分结构。后续课前可以让学生提前收集废旧材料；可以增加课堂辨析小练习，巩固热传递知识。检测热水实验要反复强调防烫伤，做好安全管控。课后鼓励学生根据课堂提出的改进方案，继续完善自己的保温杯作品。 1 学科网（北京）股份有限公司 $