小小發(fā)明家系列課講義電子學模塊第四講：小冰箱一、課程目標知識學習目標：1.重點掌握物態(tài)變化的吸熱和放熱過程吸（固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)放（氣態(tài)→液態(tài)→固態(tài)；2.重點了解半導體制冷片（T）制冷的原理：通電后一端吸熱一端放熱；3.一般了解家用冰箱的工作原理；4.一般了解其他制冷方式。探究學習目標：1.通過“保溫箱”互動游戲理解發(fā)熱和隔離熱量的區(qū)別2.通過制冷之父的名人故事激勵學生堅持自己的愛好和理想不放棄3.通過物態(tài)變化相關(guān)實驗演示和互動參與激發(fā)學生主動思考探索，體驗科學的樂趣火星盒子制作目標：1.觀察和認識小冰箱的組成部分2.在教師指導下動手組裝完成小冰箱制作3.通過小冰箱的制作，掌握小冰箱的結(jié)構(gòu)及使用方法二、課堂組織形式1.組織趣味互動游戲2.問答式課堂互動3.隨堂趣味測試題4.融入趣味故事講解5.設計互動探究實驗6.火星盒子制作演示和指導7.課后習題鞏固三、課堂準備名稱內(nèi)容來源備注1PPT課件課程全流程演示文稿火星人課件2組裝制作說明視頻組裝制作的說明視頻火星人備課視頻組裝流程視頻說明3互動游戲保溫游戲：泡沫箱子、冰水、熱水物態(tài)變化吸熱——冰水水扇（紙或書、酒精、酒精棉、杯子、熱水教師自備生活中獲得4互動實驗教具制冰機火星教具/教師自行采購準備（使用方法參考火星人備課視頻）如無此設備，可用小冰箱里的TEC制冷片替代。自制食物保鮮器：盆子、小型菜籃子、冰水、食物盤、食物、毛巾物態(tài)變化：放熱——盆子、熱水、酒精、塑料袋需教師自己準備（詳細方法參考火星人備課視頻）5學生組裝器材及工具火星盒子——小冰箱（每人一套、螺絲刀火星盒子需按學注意事項：生數(shù)量在商城訂購；火星盒子提前收好，需要在理論講解之后，如果在課前即擺在學生面前，會極大分散學生的注意力，不利于理論知識講解和課堂互動。6課后習題考核本科學習知識點，客觀題+主觀題本講義附件部分四、詳細上課流程本節(jié)課括課熱和8步具體：（）通過星故介紹本課的背景，復習課的知，時長在5分鐘內(nèi)。（）第-5步為論講解時長需在0分鐘內(nèi)，過自制藏柜課堂主，通屋保暖解保意義通實驗掌握物變化熱放熱過程“制之父的勵志明故最后通實驗認識EC制冷的理。（）第6步為動手操組裝小冰箱需教導、維秩序證安全時長在-0分鐘。（）第7步為總結(jié)，長為0鐘。（）第8步為作業(yè)布，把內(nèi)容延到生。上課步驟主要內(nèi)容注意事項【課堂預熱】背景引入【對應PPT】火星來信【時長】2min【情景引入-火星來信】小火星人來到地球上愛上了地球上的食物這不昨天又買了酸菜魚，結(jié)果家里的冰箱壞了這魚沒有吃完放在房間里結(jié)果今天就餿了，小火星很苦惱，他問我難道沒有冰箱，食物就沒辦法過夜了嗎？（1）不要在課程開始時發(fā)給學生盒子器材，會分散學生注意力。（2）本節(jié)課制作很容易，課堂實驗與互動要充分的發(fā)揮【課堂預熱】復習鞏固【對應PPT】內(nèi)容【時長】3min【銜接話術(shù)】上節(jié)課我們學習了溫度和濕度，知道了溫度越高的物體分子運動越活躍，而夏天高溫高濕的環(huán)境適宜細菌生長和放置，所以夏天帶湯的飯最容易餿對不對那上節(jié)課的內(nèi)容你們還記得多少呢？一起看看吧?！咎釂枴扛鶕?jù)PPT提出相應問題并做知識回顧【第1步】自制冷藏柜【對應PPT“自制藏柜”部分【時長】5in【提問】那么沒有冰箱的話，我們怎么給食物溫度降下來呢？（1）通過小火星的煩惱引入本節(jié)課的主要內(nèi)容——物態(tài)變化【話術(shù)銜接】其實很久之前沒有冰箱的時候，人們就想到一種自制冷藏柜的辦法了，大家看我手里的材料，能猜出來是怎么做的嗎？【實驗/游戲】材料準備：盆子、菜籃子、一瓶冰水、毛巾、餐盤、溫熱的食物比如饅頭之類的、杯子實驗過程1把食物放在盤子里并盤子放進盆子里菜籃子扣在食物盤上2、把毛巾用冷水打濕，蓋在菜籃子上3、在盆里加冰水使水面沒過毛巾和菜籃子邊緣但是不能超過食物盤子、靜止20分鐘（此段時間可以先講下邊的內(nèi)容）備注實驗現(xiàn)象和總結(jié)放在講完物態(tài)變化的之后作為隨堂測試的內(nèi)容讓學生總結(jié)?！镜?步】認識保溫箱保溫的原理【對應PT“冰屋也能保暖？”部分【時長】5-8in【話術(shù)銜接我們剛才的實驗里用冰水的目的是什么啊？降溫對不對，提到冰大家都會覺得很冷以前人們也是靠冰降溫但21世紀的今天，竟然有人用冰塊來取暖，你們信嗎？【講解】在北極附近冰天雪地里住著一群人，稱作愛斯基摩人，這里除了冰雪就沒別的，風特別的冷，怎么辦呢？人們就用冰建造成了房子，就是冰屋，這樣冷風就吹不進來了。然后他們就躺在一張大冰床上睡覺，那冰床會不會融化呢？人一覺醒來發(fā)現(xiàn)床沒了，自己泡在水里，有沒有這個可能性呢？其實并不會，原因非常簡單，我們一起看一下?！緦嶒?游戲】材料準備：小型泡沫箱、冰塊（一瓶冰水也可以、一杯熱水實驗過程：1、讓學生閉眼或者轉(zhuǎn)過去，不能看；2、把冰塊放進泡沫箱，然后讓學生摸泡沫箱外邊感受冷熱；3、把冰塊取出把熱水放入泡沫箱同樣讓學生摸泡沫箱感覺冷熱；4、問學生兩次的感受溫度有差異嗎？實驗總結(jié)：泡沫箱的隔熱效果很好，不管是冷氣還是熱氣，放在泡沫箱里，都沒有辦法傳遞出去了，所以人手感覺不到冷熱。【講解】冰床也是一樣的道理，愛斯基摩人晚上睡覺時也會在床上鋪上厚厚的樹枝和棉被，然后睡在動物皮毛做的睡袋里，在冰床上也可以睡得十分溫暖。是因為這些樹枝、動物毛皮等等會把人和冰完全分開，人體的熱量都留在了睡袋里，根本傳不到冰床上，所以床不會融化，人也不會覺得冷。備注：可以準備眼罩【隨堂小測試】【提問】冬天蓋棉被覺得暖和，是棉被給人量了？【講解】棉被不會自己發(fā)熱，人蓋棉被覺得暖和是因為自己發(fā)熱。如果把棉被蓋在冰塊上可以減慢冰塊熔化?！镜?步】了解物態(tài)變化【對應PPT“物態(tài)化”部分【時長】15-0min【銜接話術(shù)】剛才我們做的自制冷藏柜里有很多冰塊，那么如果這個自制冷藏柜放一夜，里邊的冰塊會一直保存嗎？會經(jīng)歷什么樣的變化？【講解】從冰塊的固態(tài)變成冰水的液態(tài)，再變成氣態(tài)跑到空氣里，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)是物質(zhì)的三種狀態(tài)，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。怎么轉(zhuǎn)化呢？我們來做個小游戲備注解釋一下這里說固態(tài)不說固體是因為同一個物質(zhì)比如水的三種不同狀態(tài)，所以是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)【實驗/游戲】材料準備：冰水、水、扇子（紙或書、酒精、酒精棉游戲過程：1、提問如何利用上邊的物品給自己降溫？2、孩子們自行操作，如冰塊放手里、扇扇子、灑水、抹酒精等等；3、收回物品，提問為什么涼快了？游戲總結(jié)：讓做出不同操作的學生解釋自己為什么這么做？1、冰塊在手中之所以會熔化是因為手的溫度比冰塊高冰塊覺得好暖和啊，于是吸收了手上的熱量變成了水，手就覺得涼了。水繼續(xù)吸備注讓學生都操作起來小班班級讓每個人都說說自己這么做的原理，大班則挑選幾名學生注意挑選的學生水平要有參差差異。收手和空氣中的熱量，慢慢蒸發(fā)變成水蒸氣，這個過程叫做汽化，所以最后手上沒有了水分，但是手涼快了；2、酒精揮發(fā)也是一樣的道理把酒精涂抹到手上酒精迅速的把手上的熱量吸收了，然后酒精獲得熱量后就蒸發(fā)了，從液態(tài)變成了氣態(tài)，手變涼快了，也是汽化；、扇扇子是因為加快了人身上的汗液蒸發(fā)，帶走了人身體上的熱量，所以涼快?！倦S堂小測試】取出“給食物降溫”的實驗半成品，觀察現(xiàn)象并總結(jié)原因。1、取出食物，看食物的溫度是不是降低了；、原因是冰水在毛巾上蒸發(fā)，帶走了食物的熱量?？偨Y(jié)：如果把冰塊放進冰窖里它還會融化嗎？冰塊變成水、水變成水蒸氣，都是因為外界的溫度比它們高，它們吸收了熱量，才能完成華麗麗的變身。夏天有時爸爸媽媽喜歡把西瓜這些水果放在冷水里冰一冰也是一樣的道理?！俱暯釉捫g(shù)】那么如果反過來呢？水蒸氣變成液態(tài)水，水變成冰塊，是要吸熱還是放熱呢？一起來看個實驗。【實驗/游戲】材料準備：盆子、熱水、塑料袋、酒精實驗過程：1盆子里裝熱水在塑料袋里裝少許酒精，放入熱水中等待酒精完全蒸發(fā)；2、把塑料袋取出，靜置一會或者在冷水里泡一泡；3、塑料袋子里的酒精又變回液態(tài)了。4、提問為什么酒精又變回液態(tài)了這中間是吸收了周圍的熱量還是放出了熱量。實驗總結(jié)：通過前邊的知識我們知道了，酒精放在熱水里之所以會消失了，是因為熱水溫度高，酒精吸收了熱水的熱量變成了氣態(tài)；那么為什么把袋子取出來用冷水泡一泡，酒精又被打回原形了呢？有的同學已經(jīng)說到了，因為冷水比較冷。特別棒，其實就是這樣的，當我們用冷水炮酒精袋子時，酒精的熱量就會被冷水吸走，正在熱頭上的酒精熱量一下被抽走，瞬間就冷靜了下來，又變回了液態(tài)，這個過程叫做液化。同樣道理，我們想要把水變成冰塊，是要給它加熱呢還是把它的熱量拿走呢？當然是拿走對不對，讓它變冷是不是才能凍成冰，所以水需要把熱量放出去才能變成冰對不對，水變成冰的過程叫做凝固。所以反過來物體想要從氣態(tài)變成液態(tài)，液態(tài)變成固態(tài)是需要放熱的?！局v解】結(jié)合PPT圖文總結(jié)物態(tài)變化的吸熱和放熱過程【隨堂小測試】小明放學回家時在路上和小伙伴們一起買冰棒，其他小朋友都自己吃了，但是小明想回家以后帶給媽媽吃，結(jié)果到了家里冰棒化成了一袋冰水了，小明很難過，媽媽安慰他說“別擔心，媽媽有辦法于是又把冰水放進了冰箱冷凍了一會結(jié)果再取出來的時候冰棒又回來啦，請問以上過程中冰棒都經(jīng)歷了什么樣的變化？【講解】小明在路上時冰棒吸收了外界的熱量，融化成了冰水；媽媽把冰水放入冰箱冷凍后，冰水的熱量被帶走，釋放了熱量后又凝結(jié)成了冰棒?！镜?步】了解冰箱制冷來源及原理【對應PPT“冰箱冷的秘密”部分【時長】5-8mn【銜接話術(shù)】但是炎熱的夏天已經(jīng)不是一塊冰塊能解決的了，那么我們的冰箱、空調(diào)又是怎么降溫的呢？又是什么時候發(fā)明的呢？現(xiàn)在經(jīng)常聽見人說，這個夏天要感謝兩個人——后羿和開利，后羿大家認識嗎？想必都聽說過后羿射日的傳說，后羿射掉了9個太陽讓我們不被曬死，那開利又是誰呢？為什么要感謝他。原來他就是制冷之父，是我們現(xiàn)在用的冰箱啊、空調(diào)啊這些電器制冷的鼻祖。此部分選講班級孩子理解力強的可以講，否則可以不講關(guān)于冰箱的原理：一般來說只有外界溫度比較高的時候物體才會吸熱對不對，比如冰塊融化外界溫度比物體低的時候就會放熱但是冰箱好像反了冰箱里溫度已經(jīng)很低了但是制冷劑還是會吸收冰箱里的熱量這是為什么呢？原來冰箱里有個很神奇的東西叫做蒸發(fā)管里邊的壓力很小當液態(tài)的冷凝劑流進來的時候，就會膨脹變成氣體這個過程就需要吸收熱量來完成所以盡管冰箱里的溫度比【故事】見附件二?！局v解】傳統(tǒng)冰箱制冷的原理：直到現(xiàn)在我們家里的空調(diào)和冰箱很多也是這樣的原理，只是里邊裝的不再是水了，而是比水更容易蒸發(fā)的液態(tài)的制冷劑，制冷劑液體從外邊流過冰箱里邊的蒸發(fā)管時，吸收大量的熱量變成氣態(tài)，冰箱內(nèi)溫度變低；但是怎么循環(huán)利用呢？變成蒸氣之后就丟了嗎？然后一直往冰箱里加制冷劑這樣嗎？當然不是，而是壓縮機就會不斷把蒸發(fā)管中的氣抽走體，把它們再壓縮成液體，這個時候制冷劑就會放出大量的熱量，通過管道排到冰箱外部。簡單來說，就是制冷劑通過在氣態(tài)和液態(tài)的變化中把冰箱里面的熱量搬到了冰箱外頭。它低它還是會吸收冰箱里的熱量?！镜?步】了解C制冷及其他制冷方式【對應PPT“C制冷及其他制冷方式”部分【時長】5-8mn【銜接話術(shù)】我們今天要做的小冰箱用的是物態(tài)變化嗎？并不是，因為個頭太小啦，沒辦法裝制冷劑，那我們用的是什么呢，又能冷到什么程度呢？老師手里拿了一個比較大的成品，我們來一起看下效果。【實驗/游戲】材料準備：制冰機、常溫水實驗過程：1、把制冰機通電并放入水2、讓學生觸摸制冰機的兩側(cè)，感受溫度3、靜置5分鐘，等待結(jié)冰（等待過程可繼續(xù)講課）實驗總結(jié)：制冰機一端熱。一端冷。【講解】制冰機里有一個TEC制冷片，里邊是半導體，我們以后再學習，TEC制冷片的特點就是通電后會一端吸熱、一端放熱?！驹捫g(shù)銜接一般的冰箱冷凍在零下18度而TEC制冷片最低制冷能達到零下130度，就是咱們這種小型的TEC也能達到零下二十幾度。你覺得如果把人凍在零下20多度的冰箱里人能活多久（學生自由回答）【講解老師最近聽說一件事一個小動物在冰箱里凍了20年又活了，你們信嗎？這是真實的事情，這個動物就是水熊蟲，長度不到1毫米，人眼都看不到，放大以后看起來像一只可愛的熊，生命力特別頑強，放到液氮里凍幾個小時還能活，同學們還記得液氮溫度有多低嗎？零下196度。那么人工制冷還有沒有比液氮溫度更低的呢？有，一種是用磁制冷，最低溫度可達零下269度；還有一種用激光制冷，溫度達到了目前人類創(chuàng)造的最低溫就是非常非常接近零下273.15度。只能說，科技的進步是無限的啊?！镜?步】動手制作小冰箱【對應PPT“開始手制作啦”部分【視頻輔導】此時可以播放/暫停組裝說明視頻作為指導?！緯r長】40-0in①指導學生打開包裝盒，將零件分類擺放整齊在自己前方桌面上。②認識元器件TC制冷片：通電后一端吸熱、一端放熱③認識連線圖連線方式：TC和排風扇并聯(lián)在電源接口上④帶學生完成組裝【第7步】課程總結(jié)【對應PPT“今天學到了什么？”部分【時長】10in老師根據(jù)pt里的知圖譜回顧本節(jié)課學習過的知識要點然后帶領(lǐng)學生完成課后習題【第8步】課堂結(jié)束【對應PPT】謝謝頁面讓學生回到家里放一個水果在小冰箱里試驗效果，送給爸爸媽媽一個自己凍的小水果吧。附一：課后習題及解析1.下列描述中正確的是（）A液氮在空氣里慢慢變少是因為汽化成氮氣了這個過程中會放出熱量．冬天下雪后雪塊熔化成水時會放出熱量．水凝結(jié)成冰時需要吸收熱量D．給雪糕蓋上棉被可以減慢它的熔化速度2.我們今天制作的小冰箱利用的是哪種制冷方式？（）A．物態(tài)變化 ．TC制冷．磁制冷 D．激光制冷3．物質(zhì)常見的三種狀態(tài)是 、 、 。4.家用電冰箱制冷的原理是 ；而TEC制冷主要是利用半導體通電后一端 一端 的現(xiàn)象。5.說說身邊有哪些物態(tài)變化的現(xiàn)象？（如蠟燭熔化，水凝結(jié)成霜花等等）6.請問家里的冰箱能當空調(diào)用嗎？說說你的理由。答案和解析：1.C解析：地球最冷的地方在南極2.D解析：A 錯誤，液氮汽化成氮氣需要吸熱B 錯誤，雪熔化成水需要吸熱C 錯誤，水凝固成冰會放出熱量D 正確，棉被可以隔絕雪糕的冷氣，減慢雪糕熔化的速度