设计制作一个保温杯

柳市镇第一小学 王成江

教材分析:

本课是教科版五年级科学第二单元《热》的第八课时,是本单元的总结课。在这一个单元,我们将观察探究物质在热量变化过程中产生的不易察觉的变化,主要是热胀冷缩现象,以及热量传递的过程。

在前几节课中,安排探究物质热胀冷缩的现象,在第6-7课中重点研究热传递现象。在这两节课中,研究发现热传递具有一定方向、不同物体热传递速度不同等规律。在第八课中则需要运用前两课的知识,利用热的不良导体完成设计制作保温杯的任务。

本课是一节典型的工程技术课,活动可分为三个部分:1.创设情境,接受任务;2.设计、制作保温杯;3.展示、评价保温杯。

在本节课中可融入STEM项目式学习的理念,以任务驱动,运用科学知识设计并制作一件作品。

学情分析:

五年级的学生的认知发展已进入具体运算阶段,思维需要具体事物的支撑。在日常生活中,学生知道衣物、棉被等热的不良导体可以保温,在前两课的学习中已认识热传递的方向和热传递速度不同的规律。

但是对热传递还是存在一些错误的迷思概念:

1. 认为保温是使物体的温度保持不变。

2. 认为保温杯只能防止热水降温,而不能防止冰块升高温度。

3. 认为铝箔和其他热的不良导体一样也能起到保温作用。

教学目标:

科学知识

热的不良导体,可以减慢物体热量的散失。

科学探究

根据热传递的原理设计制作保温杯。

对保温杯的性能进行测试,并对自己的设计进行评价。

科学态度

激发设计研究保温杯的兴趣,能不断进行尝试和创新。

科学、技术、社会与环境

了解减慢热传递可以保温,这种方法在生活中有许多应用。

教学重点:

根据热传递原理,设计制作一个保温杯。

教学难点:

对保温杯进行测试,并对自己的设计进行评价。

教学准备

为每组材料:铝盒、电子温度计、珍珠棉、海绵、毛巾、棉花、铝箔、记录单

教学过程

一、问题导入

1.图片出示拍卖配送员,了解他们的烦恼。

热奶茶在配送过程中容易变凉。

2.饮料为什么会变凉。

学生解释变凉的原因,描述热传递的方向。

3.提问有什么办法能让饮料凉得慢一些?

4.学生讨论,提出解决办法:放入保温装置。(板书课题)

6.展示保温箱图片,了解保温原理。

7.展示教师制作的保温杯

【设计意义:引入时下流行的外卖配送员,展示他的烦恼。设置真实情境,呈现出生活中的问题。这样的问题更贴近学生的认知,从而激起学生解决问题热情。在学生提出解决方案后,展示的保温箱图片供学生分析和研究,是为学生提供学习支架,为后续选择材料做知识的铺垫。】

二、设计保温杯

1.提出任务:帮助快递员,设计制作一个专用保温杯。

2.展示铝盒,出示任务要求:

以铝盒为容器,为其设计一个保温装置。

目标:10分钟内,水的降温幅度小于10°C。

条件:从材料商店中选购合适的材料,制作一个保温杯,要求杯外的包装物厚度不超过3CM。

介绍材料商店的用法:在记录单材料清单中勾选所需物品,计算成本后,到材料商店选购。

评价保温杯方法:展示电子温度计,需要一个没有保温材料的铝盒作对照组,进行对比实验。

活动时间:20分钟。

【设计意图:设置STEM项目式的学习任务,在真实情境中设计一件物品,解决问题。提出一个明确可量化的结果,为后续评价做基础。同时设置模糊的边界,提供多种可供选择的材料,让学生在达到目标过程中有不同的选择。学生在测试过程中,记录数据,利用数据进行分析,这是数学的应用。】

3.学生讨论,在记录单上设计制作方案。

三、制作和测试保温杯

1.学生根据设计,到材料商店选购材料。开始制作保温杯。

2.制作完成保温杯,开始对比实验,测试保温杯的效果。

3.教师巡视,并为学生的制作提供指导和帮助。

4.学生记录数据,并进行自我评价。

【设计意图:在20分钟的活动时间中,学生有充裕的时间进行设计、制作、测试等过程。同时尊重学生的主体地位,自主完成探究。教师在旁巡视,并为有困难的小组提供帮助,扮演合作者的角色。】

四、展示和评价保温杯

1.实验结束,请学生将各组的保温杯放到展示台上。

2.邀请小组展示设计,介绍测试结果,并评价自己的设计优劣。

3.请学生说选择材料的理由,解释保温的原理。

4.学生倾听,并互相评价。吸取好的建议,课后改进。

5.小结:利用热的不良导体可以减慢热传导,起到保温的效果。(课件演示)

【设计意图:请小组集体展示,并对自己的设计做评价,并请在做同学进行生生互评,注重反思和分享】

五、保藏冰块比赛

1.出示快递员的感谢,提出新的疑问:夏天快到了,冷饮能否保温?

2.学生说方法。

3.请学生说减慢冷饮变热的原理。

热的不良导体,减慢外界热量传递进入的速度,起到保温效果。

4.出示冰块

学生课后领取冰块,把同样多的冰块装入各组制作好的保温杯里,比较哪个组的冰块融化得最慢。

【设计意图:在热水的保温后,引入冰块的保温,深化学生对“保温”意义的理解。】

板书设计

设计制作一个保温杯


记录单

一、设计保温杯


选择合适的材料,以铝盒为容器,设计一个保温装置。

在方框中画设计方案。


二、材料选择

材料商店采购清单

材料

单位

单价

是否选购

海绵

10

毛巾

6

珍珠棉

8

气泡膜

3

铝箔

4

透明胶

4

剪刀

免费

美工刀

免费

尺子

免费

秒表

免费

选择所需的材料,在对应方格中画“√”。

三、数据记录

保温效果实验记录表

时间

0分钟

2分钟

4分钟

6分钟

8分钟

10分钟

降温度数

无保温

保温杯

四、自我评价:

1.我们的成本是( )元

2.我在团队中扮演的角色是__________(打√,可多选)

领导者( ) 设计者( ) 操作者( )

3.实际制作与设计的进行比较(打√)

一致( ) 有小部分调整( ) 有大部分调整 ( ) 完全不同( )

4. 如果实际与预设比较接近,我们的好做法是

如果实际与预设不太接近,出问题的地方是

5.再来做这个项目,我想要做出以下改进

教学反思:

将形成性评价融入教学过程的各个环节,是提高学生学习效率的有效方法。笔者在教学过程中,就非常注重对学生进行评价。

1.问题引入阶段。

对于外卖小哥的烦恼,需要对饮料降温的原因进行分析。此时,鼓励学生积极表达想法。学生对降温原因的解释,体现了学生在前几个课时中对热传递现象的学习的掌握程度。提出解决问题的方案,设计制作一个保温装置则体现学生对热的不良导体传热慢特性的应用。

2.探究阶段。

探究阶段让学生可以分享共同的经验,同时开始形成观点或解决问题。评估要和学生正在从事的活动相关,而不仅仅是在探索活动中对学生的参与程度或是实验表现打分。需要知道如何了解学生的注意力是否聚焦于手头的问题或者疑问。为了知道他们是参与到学习中而不仅仅实在盲目地随着活动的流程进行,我向学生提出了下面这些带有挑战性的问题来进行判断:

l 我尝试着解决的问题或者疑问是什么?

l 要得到答案我需要知道什么?

l 我已经知道了什么?

一个核查表可以帮助解决评估中的困难,它的作用是对各个学生小组所进行的探索活动进行了解。当我在教室中巡视时,我会问学生上述3个开放式问题。刚开始,学生回答这些问题遇到一些困难,经过一些研究后,我在经过小组,学生们会很踊跃的报告相关信息。更重要的是学生逐渐能在活动之前、他们还不知道结果的时候提问。我发现如果当学生的目的更明确时,他们探索的结果会具有更强的目的性。假如我的学生无法回答这些问题,那么我就知道他们只是盲目地按照实验流程工作。重要的是,我并不要求学生回答所有的问题,但是要让他们知道自己需要探索什么内容。

探索阶段的小组问题核查表

实验活动:设计制作一个保温装置

活动目的:从材料商店中选择材料,设计绘制保温装置图,并完成制作。

课程阶段:

问题

第1组

第2组

第3组

第4组

第5组

第6组

我尝试着解决的问题或者疑问是什么?

学生回答举例:

我要设计一个饮料的保温装置,防止它变凉。

教师评价举例:

第1组学生准确地把握住了该活动的目的。

要得到答案我需要知道什么?

我需要知道我们制作的保温杯是否真的具有保温效果

教师评价举例:

第1组学生知道评价设计的产品还需要实践检验来评价。

我已经知道了什么?

热的不良导体传热慢,可以起到保温的作用

教师评价举例:

第1 组学生理解他们原来已经具备的热传递知识对今天的学习是有帮助的。

3.展示交流阶段

在长时探究完成设计和检验后,需要对产品进行评价。在展示交流前,学生需填写记录单中的自我评价栏目,对自己的在团队中的表现做出评估。在展示交流阶段,我要求整组学生到台前,介绍本组的作品的情况,并进行优缺点的分析。特别是反思需要改进的地方和相应的改进措施。

在该组团队介绍完毕后,我会邀请在座的其他学生对台上展示的小组进行评价,打出评价星级和打分的理由。同时鼓励展示的小组对评价同学的问题进行回复,以生生互动的形式,加深学生对结论的理解,促进知识的建构。同时渗透产品改进的思想。