小学科学冀人版（2024）六年级上册（2024）第一单元 热传递4 保温和散热教学设计

这是一份小学科学冀人版（2024）六年级上册（2024）第一单元 热传递4 保温和散热教学设计教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
经过前面课程的学习，六年级学生已经掌握热传导、热对流、热辐射三种热传递方式，上一课学习太阳能热水器，知道装置需要兼顾吸热与保温。学生在生活中接触大量保温、散热物品：保温杯、羽绒服、冰箱散热器、电脑散热风扇，具备丰富生活经验，但大多停留在物品功能认知，很难把物品功能和热传递三种方式建立联系。学生存在典型前概念误区：认为保温材料可以产生热量，给物体加热；分不清保温不是“制造热”，而是减慢热传递；同时容易混淆保温与散热，不知道保温是减少热量传递，散热是加快热量传递。六年级学生可以完成对比实验，能够处理简单实验数据，具备一定分析推理能力，但是对于同一个物体同时存在吸热、散热的综合情况分析存在困难。本课要依托课本案例、对比实验、师生问答，区分保温、散热的科学原理，辨析生活实例，让学生会用热传递知识解释保温散热现象，完成单元热传递知识综合应用。
二、教材分析
本课是第一单元最后一课，属于单元综合应用课，对本单元热传导、热对流、热辐射全部知识进行综合运用。教材开篇设置情境：冬天我们需要保温，夏天很多装置需要散热，抛出驱动问题：怎样才能够保温？怎样才能够散热？教材第一部分聚焦保温，设置探究活动，对比不同材料杯子的保温效果，借助温度计测量，观察不同材料容器内水温下降快慢；课文文本点明保温原理：保温就是减慢热传递，减少物体热量向外散失，隔绝热传导、热对流、热辐射。教材第二部分研究散热，结合散热器图片，分析散热的原理：加快热传递，让物体热量快速散发出去。教材设置研讨板块，结合羽绒服、保温瓶、电脑散热器、汽车散热片等大量生活实例，区分哪些做法是保温，哪些做法是散热，分别分析它们阻碍或者加快热传递的方式。教材设置思辨思考：保温和散热是矛盾的吗？引导学生认识，根据实际需要，有时候需要减慢热传递实现保温，有时候需要加快热传递实现散热。教材拓展部分介绍保温技术在生产生活当中的应用，同时联系上一课太阳能热水器储水箱保温，形成单元闭环。教材编排逻辑：情境设问→保温探究实验，建构保温原理→认识散热原理→实例辨析、综合思辨，做到由实验探究走向生活应用，综合运用本单元全部热传递核心概念。
三、核心素养教学目标
1.科学观念：知道保温的本质是减慢热传递，散热的本质是加快热传递；了解不同材料导热性能不同，导热差的材料适合做保温材料；可以结合热传导、热对流、热辐射解释保温、散热的原理；能区分生活当中保温与散热的实例。
2.科学思维：通过不同材料保温效果对比实验，分析实验数据，归纳得出保温相关规律；能够分析生活物品，判断属于保温还是散热，推理物品是通过阻碍还是加快热传递实现功能，提升综合分析与证据推理能力。
3.探究实践：小组合作完成不同材料保温能力对比实验，规范使用温度计测量温度变化，如实记录实验数据；能够基于实验现象解释保温原理；可以分析生活物品的保温、散热设计。
4.态度责任：体会人们根据生活需要，利用热传递规律设计各类物品；感受科学技术改善生活；懂得合理利用保温散热技术节约能源，形成用科学视角观察身边物品的习惯。
四、教学重难点
教学重点：理解保温就是减慢热传递，散热就是加快热传递；能够结合热的三种传递方式解释保温、散热现象；辨析生活中的保温、散热实例。
教学难点：纠正“保温材料可以产生热量”的错误前概念；综合热传导、热对流、热辐射多角度分析物品保温或散热设计。
五、教学过程
复习旧知，情境导入新课
师：上一节课我们学习了《太阳能热水器》，大家回忆，太阳能热水器储水箱为什么需要做好保温？
生：防止已经加热好的热水热量跑掉。
师：说得很好，就是尽量不让热量传递出去。在生活当中，除了热水器保温，冬天我们穿厚衣服，喝热水用保温杯，都是希望减少热量流失；而电脑、汽车工作的时候会产生大量热，又需要尽快把热量散出去。请大家翻开课本，今天学习《保温和散热》，一起来探究，怎样减慢热传递实现保温，怎样加快热传递实现散热。
设计意图：承接上一课太阳能热水器储水箱保温内容，实现单元内部知识衔接，结合生活情境抛出本课核心研究主题，自然导入新课。
研读教材，探究不同材料的保温效果（教材核心探究实验）
师：请大家阅读课本保温探究活动板块。我们生活当中有玻璃杯、不锈钢杯、塑料杯，同样倒入热水，哪个杯子里面的热水凉得慢？大家先说一说自己的猜想。
生：塑料杯凉得慢，不锈钢杯子凉的最快。
师：课本当中就是用不同材质杯子开展对比实验。大家想一想，这是对比实验，哪些条件要保持不变？
生：倒入热水的水量要一样，水的初始温度要一样，杯子大小一致，放在同一个环境当中。
师：非常关键，只改变杯子的材料，其他条件全部相同。我们通过温度计，定时测量杯子中水的温度，观察水温下降快慢。水温下降越慢，代表这个杯子保温效果越好。老师这里准备实验记录表格。
学生分组开展课本探究实验，读取温度，记录数据。
师：实验结束，请小组汇报你们测得的数据，说一说你们发现什么。
生：不锈钢杯子水温下降最多，保温效果最差；塑料杯水温下降最少，保温效果最好。
师：结合课本正文，我们一起来理解保温的科学道理。不锈钢导热性能好，热量很容易通过热传导跑出去；塑料导热性能差，能够减慢热传导，热水降温就慢。课本明确告诉我们：保温，就是要减慢热传递，减少物体的热量向外散失。
师：老师提问，保温材料是不是自身可以产生热量，让水一直热？小组简单讨论。
生：不是，它只是不让热量快速跑出去，不会产生热。
师：这个辨析非常关键，很多同学存在这个误区。保温材料不会制造热量，只是减慢热传导、热对流、热辐射，延缓热量流失，时间足够长，水最终还是会变凉。
设计意图：落实教材核心对比探究实验，依托实验数据建构保温科学概念，通过问答辨析纠正“保温材料生热”典型错误前概念，落实本课重点，突破认知难点。
研读课本文本，认识散热的原理
师：我们已经知道保温是减慢热传递，那散热又是怎么一回事，请阅读课本关于散热的文本内容。
学生阅读课本散热相关段落。
师：课本当中展示散热器图片，大家观察散热器有什么外形特点？
生：有很多一片片金属薄片。
师：这些金属片为什么要做成这样？金属本身导热能力强，做成很多薄片，增大和空气接触面积。谁来说一说散热的原理？
生：散热就是加快热传递，让物体的热量快速传递到空气中。
师：总结得很好。散热，就是想方设法加快热传递，让物体多余的热量尽快散发出去。金属导热性能好，可以加快热传导；增大接触面积，可以加快向空气散热；风扇吹风，加快空气流动，提升热对流，也可以加快散热。大家想一想电脑主机配备散热风扇，是利用什么方式加快散热？
生：风扇吹动空气，加快热对流，把热量带走。
师：汽车发动机金属散热片，依靠金属快速传导热量，增大面积向空气散热，实现降温。
设计意图：依托课本散热器插图和文本，通过师问生答建构散热概念，对比保温与散热，理清二者本质区别，帮助学生建立清晰认知。
课本研讨板块：生活实例辨析，区分保温与散热
师：课本研讨部分给出很多生活实例，我们逐个分析，判断属于保温还是散热，同时说一说它是怎样改变热传递的。
师：第一个实例，冬天穿厚厚的羽绒服。属于保温还是散热？
生：保温。
师：羽绒服里面有很多空气，空气不容易导热，减少身体热量向外传导散失。第二个，保温瓶内胆镀银，大家还记得镀银作用？
生：减少热辐射，把热反射回瓶内。
师：没错，同时内胆夹层真空，减少热传导和热对流，多重方式减慢热传递，实现保温。第三个实例，CPU金属散热片。
生：散热，金属导热好，增大面积加快热量散发。
师：课本提出思辨问题：保温和散热相互矛盾吗？小组讨论。
生：不矛盾，根据我们需要，有时候要减慢热传递，有时候要加快热传递。
师：说得非常到位。同样是热传递，我们可以人为干预：需要保住热量，就想方设法减慢热传导、热对流、热辐射，实现保温；需要散掉多余热量，就加快热传递，实现散热。我们上一课太阳能热水器，集热器要尽量吸收热量，储水箱又要做好保温，就是同时考虑吸热与保温。
设计意图：利用课本案例开展问答辨析，综合运用热传导、对流、辐射全部旧知识，打通单元知识，训练学生综合分析能力。
拓展应用，技术在生产生活当中的运用
师：阅读课本拓展板块，保温散热技术在生产、工业、航天都有应用。保温不仅用于生活用品，大棚保温、航天飞行器隔热层，都是减慢热传递；大型机器散热装置，是加快热传递。人们掌握热传递的规律，设计各种各样产品满足不同需求。
设计意图：拓宽学生视野，体会科学技术在多领域应用，落实态度责任素养。
六、课堂小结
师：我们一起梳理本节课学习收获，哪位同学进行总结？
生：保温的本质是减慢热传递，散热本质是加快热传递；保温材料不会产生热量；导热差的材料适合保温；增大面积、吹风可以加快散热；生活当中根据实际需求选择保温或者散热。
师：总结很完整。本节课是本单元最后一课，我们回顾整个第一单元：我们学习热传导、热对流、热辐射三种热传递方式；学习太阳能热水器利用热辐射实现加热；今天学习保温与散热，通过改变热传递快慢满足生活需要。生活中许许多多物品，背后都蕴藏热传递的科学道理，希望同学们课后多观察，用课堂学到的科学知识解释身边现象。
杯子材料
初始水温
一段时间之后水温
水温下降多少
保温效果（好/一般/差）
不锈钢杯
玻璃杯
塑料杯