小学科学水是怎样热起来的教案

这是一份小学科学水是怎样热起来的教案，共8页。教案主要包含了教学基本信息，教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。
教材版本：2019人教鄂教版五年级科学上册
课时安排：2课时
年级：五年级
对应单元：第一单元 烧水过程中的热传递
二、教学目标（对接新课程标准）
（一）科学观念
知道水受热时会通过循环流动传递热量，明确这种热传递方式是热对流，理解热对流的特点是液体或气体通过循环流动传递热。
了解空气受热不均时也会产生热对流，知道热对流是水和空气主要的传热方式，热传导在其中作用较弱。
能运用热对流知识解释生活中的相关现象，建立“热对流与生活密切相关”的认知。
（二）科学思维
通过观察水受热时的现象（如黑芝麻的运动），结合实验分析，归纳推理出热对流的特点，培养抽象思维能力。
在对比水和空气的热传递实验中，学会迁移探究方法，提高分析和总结能力。
（三）科学探究与实践
能自主设计探究水的传热方式的实验，规范操作并准确记录实验现象，如观察颗粒的运动轨迹。
能通过热水与冷水混合、塑料袋沉浮等实验，深入探究热对流的成因，提升实验操作和观察分析能力。
在小组合作中，增强分工协作、交流讨论的能力，共同完成实验探究任务。
（四）科学态度与社会责任感
激发对水的热传递现象的探究兴趣，培养乐于动手、细致观察、严谨分析的科学态度。
认识到热对流知识在生活中的广泛应用，体会科学服务于生活的价值，增强运用科学知识解决实际问题的意识和能力。
三、教学重难点
重点：认识水的传热方式是热对流，理解热对流的特点——水受热后循环流动传递热量；知道空气也会通过热对流传递热。
难点：通过观察实验现象（如颗粒运动）推理出热对流的循环过程；理解热对流的成因，即水受热不均导致密度变化从而产生循环流动；运用热对流知识解释暖气取暖、粥搅拌变热等生活现象。
四、教学准备
（一）教师准备
实验器材：烧杯、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、黑芝麻（或木屑、纸屑）、小塑料袋（多个）、红墨水、蓝墨水、冷水、热水、烧瓶、金鱼（用于演示实验）、勺子、课件（包含烧水场景、实验步骤、生活案例）。
安全用品：护目镜、防火湿布、手套、试管夹。
学具：实验记录单、画纸（用于绘制热对流示意图）。
（二）学生准备
预习教材内容，观察生活中烧水、煮粥时的现象，如水面的翻滚情况。
携带记录笔、笔记本、画纸和彩笔。
五、教学过程（分课时安排）
第一课时：探究水的传热方式——认识热对流
（一）情境导入，提出问题（5分钟）
情境回顾与延伸：播放上节课“壶底加热壶身变热”的片段，接着播放“壶内水逐渐沸腾”的视频，提问：“上节课我们知道壶通过热传导把热传给了水，那壶底的热传给下面的水后，上面的水是怎样变热的？为什么整个壶里的水都会沸腾？”
经验猜测：引导学生结合生活经验猜测，如“下面的热水往上跑，上面的冷水往下流”“水在动的时候把热传开了”等。
聚焦主题：明确本节课核心任务——探究水是怎样热起来的，即水的传热方式。
（二）科学实践：探究水的传热方式（25分钟）
1. 设计实验方案，让水的传热“可视化”
教师引导：“水是透明的，热在水里传递看不见，怎样才能让它‘显示’出来？” 结合教材提示，小组讨论实验方案。
预设方案：在烧杯里装适量冷水，放入少量黑芝麻（或木屑），因为黑芝麻密度与水相近，能随水流运动。用酒精灯加热烧杯底部，观察黑芝麻的运动轨迹，从而推断水的流动方向，进而了解传热方式。
教师强调实验安全：佩戴护目镜，酒精灯使用规范（点燃用火柴，熄灭用灯帽盖灭），加热时烧杯底部放在石棉网上，不触摸加热后的仪器，高温物品放在安全处。
2. 分组实验，观察记录现象
分组：每组4人，分工明确，1人搭建装置（放石棉网、架三脚架、放烧杯），1人操作酒精灯加热，1人重点观察黑芝麻的运动，1人记录现象并绘制运动轨迹。
实验步骤：① 在烧杯中加入约2/3的冷水，放入5 - 6粒黑芝麻；② 将烧杯放在石棉网上，点燃酒精灯加热烧杯底部；③ 加热初期观察黑芝麻在烧杯底部的运动，加热一段时间后观察黑芝麻在整个烧杯中的运动轨迹；④ 记录观察到的现象，用箭头在画纸上画出黑芝麻的运动方向。
教师巡视指导：提醒学生加热时不要离烧杯太近，重点观察“加热时黑芝麻先怎样运动，后来又怎样运动”，如“靠近杯底的黑芝麻先向上运动，到水面后向四周散开，再向下运动到杯底，然后又向上”。
3. 分析现象，归纳热对流概念
小组汇报：各小组展示实验记录和运动轨迹图，描述现象，如“加热时，黑芝麻在杯底受热后向上跑，到上面又落下来，反复循环”。
教师引导：“黑芝麻为什么会这样运动？是自己在动吗？” 结合学生回答，逐步分析：杯底的水被加热后变热，向上运动；上面的冷水温度低，向下运动，这样就形成了水的循环流动，黑芝麻随着水流运动。
概念明确：当水的温度上下分布不均匀时，下面较热的水和上面较冷的水之间会发生循环流动，使水的温度逐渐均匀。这种热传递的方式叫作热对流。
追问强化：“如果停止加热，黑芝麻还会这样循环运动吗？” 引导学生理解：热对流的产生需要“温度差”，没有加热就没有温差，水流停止，热对流也停止。
（三）课堂小结与拓展（10分钟）
小结：师生共同回顾实验过程，明确水的传热方式是热对流，其特点是通过水的循环流动传递热量，循环的动力是水受热不均。
拓展思考：“水会通过热对流传热，那我们周围的空气会怎样传热呢？冬天的暖气是怎样让房间变暖的？” 引导学生初步猜测，为下节课探究空气的热对流做铺垫。
布置作业：观察家里烧水时水面的现象，记录水沸腾前和沸腾时的变化；画一幅水的热对流示意图。
第二课时：探究热对流的成因与应用——空气的热对流
（一）复习导入，深入提问（5分钟）
复习回顾：提问“上节课我们发现水是怎样传热的？什么是热对流？” 请学生展示水的热对流示意图，巩固热对流概念。
深入设问：“水为什么会产生循环流动形成热对流？是受热后有什么变化吗？除了水，其他物质会有热对流吗？” 引发学生思考热对流的成因和适用范围。
聚焦主题：本节课探究热对流的成因，以及空气的热对流现象和热对流在生活中的应用。
（二）科学实践：探究热对流的成因与空气的热对流（25分钟）
1. 探究热对流的成因
教师引导：“水受热后向上运动，冷⽔向下运动，可能和水的轻重变化有关。怎样验证这个猜想？” 结合教材实验，分组设计实验。
实验1：塑料袋沉浮实验。① 取两个相同的小塑料袋，分别装入等体积的热水和冷水，在热水中滴入红墨水，冷水中滴入蓝墨水，密封好；② 同时将两个塑料袋放入盛有室温水的大烧杯中，观察两个塑料袋的沉浮情况。
实验2：冷热⽔混合实验。① 在烧杯中装入半杯冷水，滴入蓝墨水搅拌均匀；② 用试管取少量热水，滴入红墨水；③ 用试管夹夹住试管，将试管底部浸入冷水烧杯中（不接触杯底），观察试管中红墨水和烧杯中蓝墨水的混合情况。
分组实验，记录现象：实验1中“热水塑料袋上浮，冷水塑料袋下沉”；实验2中“试管中的红墨水向上扩散，与烧杯中的蓝墨水混合”。
分析总结：教师引导“热水塑料袋上浮，说明热水比冷水轻；红墨水向上扩散，说明热水向上运动”，进而得出结论：水受热后体积膨胀，密度变小，变得比冷⽔轻，所以向上运动；冷⽔密度大，向下运动，从而形成循环流动，产生热对流。
2. 探究空气的热对流
教师引导：“水是液体，会发生热对流，空气是气体，受热后会怎样？会有热对流吗？” 结合生活中“暖气取暖”的场景，设计实验。
实验：纸蛇转动实验。① 用彩纸剪一个纸蛇，在纸蛇头部系一根细线，固定在支架上；② 点燃蜡烛，将纸蛇放在蜡烛火焰上方约10厘米处（不接触火焰），观察纸蛇的变化。
分组实验，观察现象：纸蛇围绕细线转动起来。
分析推理：教师引导“纸蛇为什么会转？是有风吹动吗？” 结合热对流成因，得出结论：蜡烛加热周围的空气，空气受热后变轻向上运动，形成气流，推动纸蛇转动；周围的冷空气补充过来，又被加热向上运动，形成空气的循环流动，即空气的热对流。
补充说明：水和空气通过热传导传递的热很少，热对流是它们主要的传热方式。
（三）拓展与应用：热对流的生活应用（10分钟）
1. 解释生活中的热对流现象
课件展示教材问题，小组讨论后汇报：
“当烧瓶颈部的水被加热到沸腾时，瓶内的鱼儿依然在水中游动。这是为什么？”——教师演示该实验（强调仅教师操作，实验时间不宜过长），引导学生分析：烧瓶颈部的水受热沸腾，但热通过热对流传递到瓶底需要时间，且水的热传导能力弱，瓶底水温较低，所以鱼儿能存活。
“加热粥时，为什么用勺子搅拌粥就热得更快？”——搅拌使粥产生流动，加快了热的传递，相当于人工制造了“对流”，让热更快地扩散到整锅粥中。
“冬季，有的家庭用暖气取暖。想一想，暖气是怎样使整个房间变暖的？”——暖气加热周围的空气，热空气向上运动，房间内的冷空气向暖气补充，形成空气的热对流，使整个房间温度升高。
2. 拓展延伸
提问：“生活中还有哪些热对流现象？” 学生举例，如“热气球升空”“烟囱排烟”“烧水时水面翻滚”等，教师点评并补充，强化“热对流普遍存在于液体和气体中”的认知。
（四）课堂总结与梳理（5分钟）
知识梳理：师生共同构建知识框架：水的传热→热对流（循环流动）→成因（受热后密度变化，热轻冷重）→空气的热对流→生活应用（暖气、搅拌粥等）。
单元衔接：回顾本单元两节课，总结“热传递有热传导和热对流两种方式，固体主要通过热传导传热，液体和气体主要通过热对流传热”，形成完整的热传递认知。
评价反馈：表扬实验观察细致、发言积极的小组和个人，强调科学探究中“大胆猜想、小心验证”的重要性。
六、板书设计
第2课 水是怎样热起来的
第一课时：认识水的热对流
问题：水是怎样热起来的？
实验：烧杯+水+黑芝麻+加热→ 黑芝麻循环运动（杯底→上→四周→下→杯底）
结论：热对流
定义：水受热不均→循环流动→传递热量
第二课时：热对流的成因与应用
成因：水受热→体积膨胀→密度变小（变轻）→向上运动；冷水密度大（变重）→向下运动→循环流动
空气的热对流：空气受热变轻向上→冷空气补充→气流→纸蛇转动、暖气取暖
生活应用：
① 烧瓶颈部沸腾，瓶底鱼存活→水热传导弱，热对流未传递到瓶底
② 搅拌粥热得快→人工加速对流
③ 暖气取暖→空气热对流
七、教学反思（课后填写）
学生对热对流实验的参与度和兴趣如何？实验操作是否规范，尤其是酒精灯和热水的使用安全是否落实？
学生能否通过观察黑芝麻运动、塑料袋沉浮等现象，准确推理出热对流的循环过程和成因？对“密度变化”的理解是否到位？
学生能否将水的热对流知识迁移到空气的热对流中？对生活中热对流现象的解释是否准确？
两课时的时间分配是否合理？实验环节和分析总结环节的时间是否需要调整？
对学困生的指导是否有效？是否有学生对热对流的概念和成因理解模糊，需要额外辅导？