5.4 制作保温装置 教学设计

5.4 制作保温装置 一、教学目标 1.知识与技能：知道热传递的三种方式（热传导、热对流、热辐射），能运用这些知识设计并制作简易保温装置；学会通过对比实验检验保温装置的效果。 2.过程与方法：经历“设计-制作-测试-改进”的完整过程，培养动手实践能力和解决问题的能力；在小组合作中，提升沟通协作和表达能力。 3.情感态度与价值观：激发对科学探究的兴趣，体会科学知识在生活中的应用价值；培养严谨的科学态度和创新意识。 二、教学重难点 1.教学重点：运用热传递的知识设计并制作保温装置，理解保温原理。 2.教学难点：根据测试结果分析保温装置的不足并进行有效改进。 三、教学准备 1.教师准备：不同材质的保温材料（如泡沫板、棉花、毛线、锡纸、布料等）、空饮料瓶（或小盒子）、温度计、热水、计时器、记录表、优秀保温装置示例。 2.学生准备：提前复习热传导、热对流、热辐射的相关知识；小组讨论用的设计草图本、笔。 四、教学过程 （一）导入新课 1.情境提问：冬天喝热水时，杯子里的水很快就凉了；夏天买冰淇淋，没一会儿就化了。这些现象和什么有关？（引导学生回忆热传递知识） 2.引出课题：为了减少热的传递，我们可以制作保温装置。今天这节课，我们就一起来设计并制作一个保温装置，看看谁的装置保温效果最好。 （二）知识回顾与原理分析 1.回顾旧知：提问“热传递有哪几种方式？”（热传导———通过物体直接接触传递；热对流———通过气体或液体流动传递；热辐射———不依靠介质，直接向外散热）。 2.分析保温原理：结合热传递方式，讨论“怎样做能减少热传递？” 针对热传导：选择导热性差的材料（如泡沫、棉花）包裹装置，避免热量通过装置壁直接传递出去。 针对热对流：尽量密封装置，减少装置内外空气（或液体）的流动，阻止对流传递热量。 针对热辐射：用反光材料（如锡纸）包裹，反射热量，减少热辐射散失。 （三）设计保温装置 1.明确任务：以小组为单位，用提供的材料（也可结合生活中的常见物品），设计一个能给热水保温的装置（以空饮料瓶为“容器”基础，向瓶中装热水后测试保温效果）。 2.设计要求： 说明使用的材料及各材料的作用（对应减少哪种热传递方式）。 画出设计草图，标注关键结构。 考虑装置的实用性（如方便装水、观察）。 3.小组讨论：各小组结合原理和材料，讨论设计方案，教师巡视指导，对不合理的设计及时提示（如材料搭配是否重复、密封是否可行等）。 （四）制作保温装置 1.分组制作：各小组根据设计方案，分工合作进行制作（如有的同学裁剪材料，有的同学包裹容器，有的同学密封缝隙等）。 2.教师指导：制作中提醒学生注意安全（如使用剪刀时）；鼓励学生灵活调整———若制作中发现设计有问题（如材料不够、无法密封），可在小组内重新讨论修改方案。 （五）测试与改进保温装置 1.测试方法： 向各小组制作的装置（内部的饮料瓶）中装入等量、同温度的热水（用温度计测量初始温度，记录为“0分钟温度”）。 同时开始计时，分别在10分钟、20分钟后用温度计测量装置内热水的温度，记录数据。 2. 对比分析：各小组汇报测试数据，对比不同装置的保温效果（温度下降越少，保温效果越好）。讨论： 本小组装置的优点是什么？（如某小组用锡纸+棉花双层包裹，温度下降慢） 存在哪些不足？（如某小组装置顶部未密封，10分钟后温度下降明显） 3.改进建议：结合分析，各小组提出装置的改进方法（如针对顶部未密封的问题，用布料加胶带密封；针对材料单一的问题，增加一层导热差的材料），有条件的可现场进行简单改进后再次测试（或记录改进方案）。 五、总结与拓展 1.课堂总结： 回顾制作过程：从原理分析到设计、制作、测试，我们运用热传递知识解决了“保温”的实际问题。 强调关 ... ...