教科版（2017秋）五下科學4.4《熱在金屬中的傳遞》教學設計

教科版（2017秋）五下科學4.4《熱在金屬中的傳遞》教學設計主備人備課成員教學內(nèi)容教科版（2017秋）五下科學4.4《熱在金屬中的傳遞》教學設計：

1.熱的傳遞方式：傳導、對流、輻射。

2.熱在金屬中的傳導：介紹金屬導熱性能的差異，探討影響熱傳導速度的因素。

3.實驗觀察：設計實驗，讓學生觀察熱在金屬棒中的傳導過程。

4.熱傳導在日常生活中的應用：舉例說明熱傳導在生活中的應用，如散熱器、鍋具等。

5.安全教育：強調(diào)在使用導熱性能好的金屬時應注意的安全問題。核心素養(yǎng)目標分析1.科學探究：通過設計實驗，觀察熱在金屬中的傳導過程，培養(yǎng)學生提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價等科學探究能力。

2.物理觀念：使學生理解熱的傳遞方式，特別是熱在金屬中的傳導特性，形成熱傳導的基本概念，并能夠運用所學知識解釋生活中的熱傳導現(xiàn)象。

3.科學思維：培養(yǎng)學生運用科學思維方法，分析影響熱傳導速度的因素，發(fā)展邏輯推理、批判性思維和創(chuàng)新能力。

4.科學態(tài)度與責任：激發(fā)學生對科學研究的興趣，養(yǎng)成合作、分享、尊重科學事實的態(tài)度；同時，通過安全教育，增強學生在使用導熱金屬時的安全意識，培養(yǎng)學生的社會責任感。

5.技術(shù)與工程：結(jié)合熱傳導在生活中的應用，引導學生了解相關(guān)工程技術(shù)，培養(yǎng)學生將科學知識應用于技術(shù)與工程領(lǐng)域的意識。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識：在之前的學習中，學生已經(jīng)了解了熱的定義、溫度的概念以及簡單的熱傳遞方式。他們還掌握了如何使用溫度計進行溫度測量，并對物體的熱脹冷縮現(xiàn)象有所認識。

此外，學生對物質(zhì)的基本性質(zhì)，如導熱性、導電性等也有一定的了解，這為學習熱在金屬中的傳遞打下了基礎(chǔ)。

2.學習興趣、能力和學習風格：五年級學生對科學實驗和動手操作通常表現(xiàn)出較高的興趣。他們喜歡探索現(xiàn)象背后的原因，具有一定的觀察能力和動手能力。在學習風格上，學生更傾向于通過直觀的實驗和具體的例子來理解和掌握知識。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在探究熱在金屬中的傳遞過程中，學生可能會對以下方面感到困難：

-理解熱傳導機制，特別是導熱系數(shù)的概念和影響熱傳導速度的因素。

-設計實驗時，如何準確控制變量，確保實驗結(jié)果的準確性。

-將熱傳導的理論知識與實際應用聯(lián)系起來，解決生活中的問題。

針對這些困難和挑戰(zhàn)，教師在教學過程中需要提供適當?shù)囊龑Ш蛶椭?，確保學生能夠順利掌握本章節(jié)內(nèi)容。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學方法與手段教學方法：

1.講授法：通過生動的語言和形象的比喻，講解熱在金屬中的傳遞原理，使抽象的概念具體化，便于學生理解。結(jié)合生活實例，讓學生感受熱傳導現(xiàn)象在日常生活中的應用。

2.討論法：組織學生進行小組討論，鼓勵他們提出問題、分享觀點，培養(yǎng)學生的問題意識和團隊合作精神。針對熱傳導實驗過程中可能遇到的問題，引導學生共同探討解決方案。

3.實驗法：設計一系列熱傳導實驗，讓學生親自動手操作，觀察熱在金屬中的傳遞過程。通過實驗，讓學生在實踐中掌握知識，提高他們的實踐操作能力。

教學手段：

1.多媒體設備：利用投影儀、電腦等設備，展示熱傳導現(xiàn)象的動畫和圖片，幫助學生直觀地理解熱在金屬中的傳遞過程。同時，通過視頻資料，介紹熱傳導在生活中的應用，激發(fā)學生的學習興趣。

2.教學軟件：運用交互式教學軟件，設計熱傳導實驗的模擬操作，讓學生在虛擬環(huán)境中體驗實驗過程，加深對熱傳導原理的理解。此外，利用軟件進行課后習題的練習，鞏固所學知識。

3.網(wǎng)絡資源：引導學生利用網(wǎng)絡搜索相關(guān)資料，了解熱傳導的最新研究成果和應用實例，拓寬知識視野。同時，鼓勵學生將所學知識與實際生活相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)生活中的熱傳導現(xiàn)象。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過學校在線學習平臺，發(fā)布關(guān)于熱在金屬中傳遞的預習資料，包括PPT和科普視頻，明確要求學生了解熱傳導的基本概念。

-設計預習問題：圍繞“熱在金屬中的傳遞”課題，設計問題如“金屬為什么能導熱？”“影響熱傳導速度的因素有哪些？”引導學生自主思考。

-監(jiān)控預習進度：通過平臺數(shù)據(jù)跟蹤學生的預習情況，確保每位學生都能對熱傳導有初步的認識。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：按照預習要求，閱讀資料，觀看視頻，對熱傳導的概念有初步理解。

-思考預習問題：對預習問題進行思考，記錄自己的理解。

-提交預習成果：將預習筆記或問題通過平臺提交，為課堂討論做好準備。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生獨立探索新知識。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享預習資源，提高預習效率。

作用與目的：

-幫助學生提前接觸熱傳導的概念，為課堂學習打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和問題意識。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過一個簡單的熱傳導實驗視頻，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點：詳細講解熱傳導的原理，使用教具演示金屬導熱的過程。

-組織課堂活動：設計小組實驗，讓學生觀察不同金屬導熱速度的差異。

-解答疑問：在實驗過程中，針對學生的疑問進行解答。

學生活動：

-聽講并思考：認真聽講，對講解的知識點進行思考。

-參與課堂活動：在小組實驗中積極參與，記錄實驗數(shù)據(jù)。

-提問與討論：對實驗結(jié)果提出疑問，與小組成員討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：通過講解，幫助學生理解熱傳導的原理。

-實踐活動法：通過實驗，讓學生直觀感受熱傳導現(xiàn)象。

-合作學習法：通過小組合作，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

作用與目的：

-加深學生對熱傳導原理的理解，掌握影響熱傳導速度的因素。

-通過實驗，培養(yǎng)學生的觀察力和動手能力。

-通過合作，提高學生的溝通和協(xié)作能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂學習內(nèi)容，布置相關(guān)的習題和思考題。

-提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和網(wǎng)站，供學生深入探究。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和鼓勵。

學生活動：

-完成作業(yè)：認真完成作業(yè)，鞏固所學知識。

-拓展學習：利用拓展資源，進一步學習熱傳導的相關(guān)知識。

-反思總結(jié)：對自己的學習過程進行反思，提出改進措施。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生在課后繼續(xù)自主學習。

-反思總結(jié)法：指導學生進行學習反思，促進自我提升。

作用與目的：

-鞏固學生對熱傳導知識點的掌握。

-拓寬學生的知識視野，激發(fā)對科學探究的興趣。

-培養(yǎng)學生的自我反思和自我管理能力。學生學習效果1.知識與技能：

-學生掌握了熱在金屬中的傳遞原理，理解了熱傳導、對流和輻射三種熱傳遞方式，特別是熱在金屬中的傳導特性。

-學會了使用溫度計測量溫度，并能設計簡單的實驗來觀察熱在金屬中的傳遞過程。

-掌握了影響熱傳導速度的因素，如導熱系數(shù)、物體的形狀和大小等。

-能夠?qū)醾鲗еR應用于解釋生活中的現(xiàn)象，如散熱器、鍋具等。

2.過程與方法：

-通過自主預習、課堂實驗和小組討論，學生的科學探究能力得到了提高。

-學生的實驗操作技能得到加強，能夠熟練進行溫度測量和實驗數(shù)據(jù)的記錄分析。

-學會了運用信息技術(shù)手段，如在線學習平臺、多媒體資源等，輔助科學學習。

-培養(yǎng)了合作意識和團隊精神，能夠在小組活動中發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同完成學習任務。

3.情感態(tài)度與價值觀：

-學生對科學探究產(chǎn)生了更濃厚的興趣，對物理學尤其是熱學有了更積極的態(tài)度。

-增強了安全意識，了解到在使用導熱性能好的金屬時應注意的安全問題。

-提高了環(huán)保意識，認識到熱能利用和節(jié)能減排的重要性。

4.創(chuàng)新與實踐：

-學生能夠運用所學知識，設計創(chuàng)新性的實驗方案，探索熱傳導現(xiàn)象。

-在解決實際問題時，能夠靈活運用熱傳導知識，提出具有創(chuàng)造性的解決方案。

具體體現(xiàn)在以下方面：

1.學生能夠準確描述熱在金屬中的傳遞過程，并解釋影響熱傳導速度的因素。

2.在課堂實驗中，學生通過觀察不同金屬導熱速度的差異，加深了對熱傳導原理的理解，并能夠運用所學知識解釋實驗結(jié)果。

3.學生能夠結(jié)合實際生活，發(fā)現(xiàn)并解釋熱傳導現(xiàn)象，如在家中觀察到的熱水壺加熱現(xiàn)象、散熱器的工作原理等。

4.學生在小組討論中，能夠主動發(fā)表自己的觀點，傾聽他人的意見，共同探討解決實驗過程中遇到的問題。

5.學生在課后作業(yè)和拓展學習中，能夠獨立完成相關(guān)習題，鞏固所學知識，并通過反思總結(jié)，不斷提高自己的學習能力。典型例題講解例題1：

題目：一根銅棒和一根鋁棒的長度、橫截面積相同，現(xiàn)將它們的一端同時加熱至相同的溫度，假設沒有熱量損失，比較兩根棒熱傳導的速度。

解答：由于銅的導熱系數(shù)大于鋁的導熱系數(shù)，因此在相同條件下，銅棒的熱傳導速度會更快。

例題2：

題目：一個金屬圓柱體的底面積是A平方厘米，高是h厘米，如果將其一端加熱至t攝氏度，另一端保持室溫，求圓柱體內(nèi)溫度隨時間的變化規(guī)律。

解答：金屬圓柱體內(nèi)溫度隨時間的變化規(guī)律可以通過傅里葉熱傳導方程進行求解。在簡化模型下，可以認為溫度隨時間呈指數(shù)衰減規(guī)律，即溫度T與時間t的關(guān)系為：T=T0*(1-exp(-t/τ))，其中τ為熱擴散時間常數(shù)，與材料的導熱系數(shù)、形狀和大小有關(guān)。

例題3：

題目：一根金屬棒AB，A端溫度為TA，B端溫度為TB，已知金屬棒的導熱系數(shù)和橫截面積，求在穩(wěn)態(tài)下，金屬棒AB上的溫度分布。

解答：在穩(wěn)態(tài)下，金屬棒上的溫度分布滿足一維熱傳導方程：d2T/dx2=0，即溫度對位置的一階導數(shù)為常數(shù)。根據(jù)邊界條件，可以求得金屬棒上的溫度分布公式為：T(x)=(TA-TB)*x/L+TB，其中L為金屬棒的長度。

例題4：

題目：一個金屬平板，左端溫度為TL，右端溫度為TR，已知平板的導熱系數(shù)、厚度和面積，求平板內(nèi)熱流量Q與時間t的關(guān)系。

解答：平板內(nèi)熱流量Q與時間t的關(guān)系可以通過求解一維熱傳導方程得到。在穩(wěn)態(tài)下，熱流量Q為常數(shù)，Q=k*A*(TL-TR)/d，其中k為導熱系數(shù)，A為平板面積，d為平板厚度。

例題5：

題目：在熱傳導實驗中，將一根金屬棒固定在支架上，一端加熱，另一端保持室溫。測量不同時間t下金屬棒上某一點P的溫度TP，已知金屬棒的導熱系數(shù)、橫截面積和長度，求實驗數(shù)據(jù)與理論值之間的誤差。

解答：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，可以擬合出溫度隨時間的變化曲線。與理論值進行比較，可以計算誤差。誤差可能來源于實驗操作、測量精度以及模型簡化的假設等。在實際應用中，可以通過提高實驗精度和改進模型來減小誤差。

補充和說明：

1.例題1主要考察學生對導熱系數(shù)概念的理解，以及導熱系數(shù)對熱傳導速度的影響。

2.例題2和例題3涉及到熱傳導方程的求解，需要學生對一維熱傳導方程有所了解，并能運用邊界條件求解特定問題。

3.例題4考察學生對熱流量的計算和影響因素的掌握，以及對穩(wěn)態(tài)熱傳導的理解。

4.例題5將理論知識與實驗相結(jié)合，讓學生學會分析實驗數(shù)據(jù)，理解實驗誤差的來源，提高實驗素養(yǎng)。教學反思與改進1.學生學習效果評估：

-學生對熱傳導的基本概念有了較好的理解，但在解釋生活中的熱傳導現(xiàn)象時，仍有一些同學存在困難。我計劃在未來的教學中，增加更多的生活實例，幫助學生更好地將理論知識與實際應用結(jié)合起來。

-學生在課堂實驗中表現(xiàn)出較高的積極性，但在設計實驗方案和數(shù)據(jù)分析方面還有待提高。我計劃在實驗前為學生提供更多的指導，幫助他們更好地掌握實驗方法和技巧。

2.教學方法和手段的反思：

-在課堂講解中，我發(fā)現(xiàn)部分學生對熱傳導系數(shù)的概念理解不夠深入。我計劃在未來的教學中，通過更多具體的例子和形象的比喻，幫助學生更好地理解這一概念。

-在課堂活動中，我發(fā)現(xiàn)部分學生在小組討論中參與度不高。我計劃在未來的教學中，調(diào)整小組討論的規(guī)則，鼓勵每個學生都能積極參與討論。

3.教學資源的利用：

-在本節(jié)課中，我使用了多媒體設備和教學軟件來輔助教學，但發(fā)現(xiàn)部分學生對這些資源的利用率不高。我計劃在未來的教學中，加強對學生使用這些資源的指導，提高他們的學習效率。

4.課堂管理的反思：

-在本節(jié)課中，我發(fā)現(xiàn)課堂紀律有待提高，部分學生在課堂上的注意力不夠集中。我計劃在未來的教學中，加強對課堂紀律的管理，提高學生的學習效果。作業(yè)布置與反饋-根據(jù)本節(jié)課的學習內(nèi)容，布置以下作業(yè)：

-繪制金屬棒熱傳導的示意圖，標注溫度分布和熱流方向。

-結(jié)合實際生活，舉例說明