教科版（2017秋）五下科學(xué)4.4《熱在金屬中的傳遞》教學(xué)設(shè)計

教科版（2017秋）五下科學(xué)4.4《熱在金屬中的傳遞》教學(xué)設(shè)計主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容教科版（2017秋）五下科學(xué)4.4《熱在金屬中的傳遞》教學(xué)設(shè)計：

1.熱的傳遞方式：傳導(dǎo)、對流、輻射。

2.熱在金屬中的傳導(dǎo)：介紹金屬導(dǎo)熱性能的差異，探討影響熱傳導(dǎo)速度的因素。

3.實驗觀察：設(shè)計實驗，讓學(xué)生觀察熱在金屬棒中的傳導(dǎo)過程。

4.熱傳導(dǎo)在日常生活中的應(yīng)用：舉例說明熱傳導(dǎo)在生活中的應(yīng)用，如散熱器、鍋具等。

5.安全教育：強(qiáng)調(diào)在使用導(dǎo)熱性能好的金屬時應(yīng)注意的安全問題。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.科學(xué)探究：通過設(shè)計實驗，觀察熱在金屬中的傳導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、進(jìn)行實驗、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評價等科學(xué)探究能力。

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

3.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)思維方法，分析影響熱傳導(dǎo)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(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣，養(yǎng)成合作、分享、尊重科學(xué)事實的態(tài)度；同時，通過安全教育，增強(qiáng)學(xué)生在使用導(dǎo)熱金屬時的安全意識，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

5.技術(shù)與工程：結(jié)合熱傳導(dǎo)在生活中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生了解相關(guān)工程技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)知識應(yīng)用于技術(shù)與工程領(lǐng)域的意識。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了相關(guān)知識：在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)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(jìn)行溫度測量，并對物體的熱脹冷縮現(xiàn)象有所認(rèn)識。

此外，學(xué)生對物質(zhì)的基本性質(zhì)，如導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等也有一定的了解，這為學(xué)習(xí)熱在金屬中的傳遞打下了基礎(chǔ)。

2.學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：五年級學(xué)生對科學(xué)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(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)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(xué)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(xué)生可能會對以下方面感到困難：

-理解熱傳導(dǎo)機(jī)制，特別是導(dǎo)熱系數(shù)的概念和影響熱傳導(dǎo)速度的因素。

-設(shè)計實驗時，如何準(zhǔn)確控制變量，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-將熱傳導(dǎo)的理論知識與實際應(yīng)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(xué)過程中需要提供適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助，確保學(xué)生能夠順利掌握本章節(jié)內(nèi)容。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)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(xué)生理解。結(jié)合生活實例，讓學(xué)生感受熱傳導(dǎo)現(xiàn)象在日常生活中的應(yīng)用。

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

3.實驗法：設(shè)計一系列熱傳導(dǎo)實驗，讓學(xué)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(xué)生在實踐中掌握知識，提高他們的實踐操作能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用投影儀、電腦等設(shè)備，展示熱傳導(dǎo)現(xiàn)象的動畫和圖片，幫助學(xué)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(dǎo)在生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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

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

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校在線學(xué)習(xí)平臺，發(fā)布關(guān)于熱在金屬中傳遞的預(yù)習(xí)資料，包括PPT和科普視頻，明確要求學(xué)生了解熱傳導(dǎo)的基本概念。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“熱在金屬中的傳遞”課題，設(shè)計問題如“金屬為什么能導(dǎo)熱？”“影響熱傳導(dǎo)速度的因素有哪些？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺數(shù)據(jù)跟蹤學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，確保每位學(xué)生都能對熱傳導(dǎo)有初步的認(rèn)識。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，閱讀資料，觀看視頻，對熱傳導(dǎo)的概念有初步理解。

-思考預(yù)習(xí)問題：對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行思考，記錄自己的理解。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)筆記或問題通過平臺提交，為課堂討論做好準(zhǔn)備。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生獨立探索新知識。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺共享預(yù)習(xí)資源，提高預(yù)習(xí)效率。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前接觸熱傳導(dǎo)的概念，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和問題意識。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過一個簡單的熱傳導(dǎo)實驗視頻，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點：詳細(xì)講解熱傳導(dǎo)的原理，使用教具演示金屬導(dǎo)熱的過程。

-組織課堂活動：設(shè)計小組實驗，讓學(xué)生觀察不同金屬導(dǎo)熱速度的差異。

-解答疑問：在實驗過程中，針對學(xué)生的疑問進(jìn)行解答。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，對講解的知識點進(jìn)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(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過講解，幫助學(xué)生理解熱傳導(dǎo)的原理。

-實踐活動法：通過實驗，讓學(xué)生直觀感受熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

作用與目的：

-加深學(xué)生對熱傳導(dǎo)原理的理解，掌握影響熱傳導(dǎo)速度的因素。

-通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力和動手能力。

-通過合作，提高學(xué)生的溝通和協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，布置相關(guān)的習(xí)題和思考題。

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

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和鼓勵。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成作業(yè)，鞏固所學(xué)知識。

-拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱傳導(dǎo)的相關(guān)知識。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)自主學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)反思，促進(jìn)自我提升。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對熱傳導(dǎo)知識點的掌握。

-拓寬學(xué)生的知識視野，激發(fā)對科學(xué)探究的興趣。

-培養(yǎng)學(xué)生的自我反思和自我管理能力。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識與技能：

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

-學(xué)會了使用溫度計測量溫度，并能設(shè)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(dǎo)速度的因素，如導(dǎo)熱系數(shù)、物體的形狀和大小等。

-能夠?qū)醾鲗?dǎo)知識應(yīng)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(yù)習(xí)、課堂實驗和小組討論，學(xué)生的科學(xué)探究能力得到了提高。

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

-學(xué)會了運用信息技術(shù)手段，如在線學(xué)習(xí)平臺、多媒體資源等，輔助科學(xué)學(xué)習(xí)。

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

3.情感態(tài)度與價值觀：

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

-增強(qiáng)了安全意識，了解到在使用導(dǎo)熱性能好的金屬時應(yīng)注意的安全問題。

-提高了環(huán)保意識，認(rèn)識到熱能利用和節(jié)能減排的重要性。

4.創(chuàng)新與實踐：

-學(xué)生能夠運用所學(xué)知識，設(shè)計創(chuàng)新性的實驗方案，探索熱傳導(dǎo)現(xiàn)象。

-在解決實際問題時，能夠靈活運用熱傳導(dǎo)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(xué)生能夠準(zhǔn)確描述熱在金屬中的傳遞過程，并解釋影響熱傳導(dǎo)速度的因素。

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

3.學(xué)生能夠結(jié)合實際生活，發(fā)現(xiàn)并解釋熱傳導(dǎo)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(xué)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(xué)生在課后作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)中，能夠獨立完成相關(guān)習(xí)題，鞏固所學(xué)知識，并通過反思總結(jié)，不斷提高自己的學(xué)習(xí)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(shè)沒有熱量損失，比較兩根棒熱傳導(dǎo)的速度。

解答：由于銅的導(dǎo)熱系數(shù)大于鋁的導(dǎo)熱系數(shù)，因此在相同條件下，銅棒的熱傳導(dǎo)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(dǎo)方程進(jìn)行求解。在簡化模型下，可以認(rèn)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(kuò)散時間常數(shù)，與材料的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)方程：d2T/dx2=0，即溫度對位置的一階導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)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(shè)等。在實際應(yīng)用中，可以通過提高實驗精度和改進(jìn)模型來減小誤差。

補(bǔ)充和說明：

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

2.例題2和例題3涉及到熱傳導(dǎo)方程的求解，需要學(xué)生對一維熱傳導(dǎo)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(xué)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(dǎo)的理解。

4.例題5將理論知識與實驗相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)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(xué)反思與改進(jìn)1.學(xué)生學(xué)習(xí)效果評估：

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

-學(xué)生在課堂實驗中表現(xiàn)出較高的積極性，但在設(shè)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(xué)生提供更多的指導(dǎo)，幫助他們更好地掌握實驗方法和技巧。

2.教學(xué)方法和手段的反思：

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

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

3.教學(xué)資源的利用：

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

4.課堂管理的反思：

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

-繪制金屬棒熱傳導(dǎo)的示意圖，標(biāo)注溫度分布和熱流方向。

-結(jié)合實際生活，舉例說明