17.《认识太阳能热水器》（教学设计）-2026-2027学年人教鄂教版五年级科学上册

课    题

17.《认识太阳能热水器》

 总第    课时

教材分析

本课隶属“能的转化与能量守恒”及“工程设计与物化”核心概念。通过探究影响吸收太阳能的因素，引导学生综合运用光与热的知识，体会工程技术对能源利用的优化。

学情分析

五年级学生熟悉太阳能热水器，具备光和热的基础认知，但缺乏对其内部循环机制及吸热效率影响因素的工程分析能力。需通过控制变量实验和系统建构，培养实证思维。

教学目标

科学观念：知道太阳能热水器的基本结构及利用热对流加热水的原理；理解深色、垂直照射及反光板能增强吸热效果。

科学思维：能运用控制变量法设计实验，探究颜色、角度、反光板对吸收太阳能的影响，并通过数据分析得出结论。

探究实践：能设计并实施模拟实验，利用温度传感器测量不同条件下的温度变化；能分析结构示意图解释工作过程。

态度责任：体会利用清洁能源的意义，感受科技对节能环保的贡献，培养严谨求实的工程探究态度。

教学重点与难点

重点：认识太阳能热水器的结构、循环原理及集热管的吸热特性（深色、倾斜、反光板）。

难点：设计控制变量实验，探究并分析影响吸收太阳能的主要因素。

教学方法

结构分析法、实验探究法、控制变量法、数据分析法

教学准备

教师：多媒体课件、不同颜色的卡纸（黑、红、白、绿）、温度传感器（或温度计）、强光手电筒或浴霸灯（模拟太阳）、可调节角度的支架、锡箔纸（反光板）、实验记录单。

学生：记录单、笔。

学生活动设计

观察结构 → 分析循环原理 → 探究颜色吸热 → 探究角度吸热 → 探究反光板作用 → 拓展太阳能产品

环节

教师活动

学生活动

设计意图

环节一：创设情境，聚焦结构
（约8分钟）

1. 情境导入：出示屋顶太阳能热水器图片。提问：“大家家里有吗？它主要由哪几部分组成？水是怎样热起来的？”
2. 剖析结构：出示第93页结构图，引导指认：
①集热管：负责吸收阳光。
②储水箱：负责储存热水。
3. 揭秘循环：提问：“集热管里的水热了之后，怎么跑到上面水箱里的？”引导结合“热对流”知识分析。

1. 观察图片，指出集热管、储水箱等部件。
2. 结合热学知识推理：集热管受热后水温升高，体积膨胀密度变小，热水往上浮进入水箱；水箱里的冷水较重，往下沉补充到集热管。这样不断循环，整箱水就热了。

从宏观结构切入微观循环，将热传导、热对流与工程结构结合，帮助学生建构工作原理模型。

环节二：探究集热管的颜色
（约10分钟）

1. 提出质疑：提问：“为什么集热管大多做成黑色的，不做成白色的？”
2. 指导实验：出示第94页实验。
①强调控制变量：“卡纸大小、灯光距离、照射时间必须相同。”
②指导将黑、红、白卡纸分别贴在温度传感器液泡上，同时打光。
3. 组织汇报：引导对比5分钟后的温度数据。

1. 提出猜想：深色可能吸热快。
2. 小组实验：记录初始温度，打开强光手电筒模拟太阳照射。
3. 对比数据：发现黑色卡纸升温最快，白色最慢。得出结论：深色吸收太阳能能力更强。

通过控制变量的定量实验，用确切的数据证明颜色与吸热的关系，培养基于证据的推理能力。

环节三：探究放置的角度
 

1. 观察思考：提问：“为什么屋顶的集热管都要倾斜放置，而不是

1. 小组实验：发现光线垂直照射

从一维（颜色）走向二维（角