第18課材料的導(dǎo)熱性（教學(xué)設(shè)計(jì)）五年級(jí)科學(xué)上冊(cè)同步高效課堂系列（青島版）授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在通過探究不同材料的導(dǎo)熱性，讓學(xué)生了解導(dǎo)熱現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受不同材料的導(dǎo)熱差異，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)學(xué)習(xí)物理知識(shí)奠定基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較、分析、推理的科學(xué)探究能力；增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)知，提高對(duì)材料性質(zhì)的興趣；提升學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象的能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：五年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備了一定的觀察、實(shí)驗(yàn)操作能力，對(duì)物質(zhì)的性質(zhì)有一定了解，如知道水和空氣的存在，以及它們的基本性質(zhì)。在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)“物體的冷熱”和“物體的溶解性”等內(nèi)容已有初步認(rèn)識(shí)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇，喜歡通過實(shí)驗(yàn)和操作來探究未知。他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)的動(dòng)手能力和觀察能力，善于發(fā)現(xiàn)問題并提出假設(shè)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，大部分學(xué)生喜歡直觀、生動(dòng)的教學(xué)方式，對(duì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐操作有較高的參與熱情。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：部分學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)可能會(huì)遇到操作不規(guī)范、觀察不仔細(xì)等問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。此外，對(duì)于一些復(fù)雜的概念，如“熱傳遞”、“熱傳導(dǎo)”等，學(xué)生可能難以理解其本質(zhì)。在教學(xué)過程中，教師需關(guān)注這些難點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生逐步理解并掌握相關(guān)知識(shí)。教學(xué)資源-實(shí)物材料：不同材料的樣品（如金屬、塑料、木材等）

-實(shí)驗(yàn)器材：溫度計(jì)、熱源（如熱水、電熱棒等）、計(jì)時(shí)器

-軟件資源：導(dǎo)熱性實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件

-教學(xué)手段：多媒體課件、視頻資料

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)或網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：首先，通過展示生活中常見的導(dǎo)熱現(xiàn)象圖片（如熱水壺、暖手寶等），引導(dǎo)學(xué)生思考為什么有些物體能傳熱，有些物體不能。接著，提出問題：“你們知道哪些材料會(huì)導(dǎo)熱？哪些材料不會(huì)導(dǎo)熱？”通過提問，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為新課的導(dǎo)入做好鋪墊。

用時(shí)：5分鐘

2.新課講授

（1）講解導(dǎo)熱現(xiàn)象

詳細(xì)內(nèi)容：首先，介紹導(dǎo)熱現(xiàn)象的基本概念，解釋導(dǎo)熱是指熱量從高溫物體傳遞到低溫物體的過程。然后，通過實(shí)例說明導(dǎo)熱現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，如暖氣片、空調(diào)等。

（2）介紹導(dǎo)熱系數(shù)

詳細(xì)內(nèi)容：講解導(dǎo)熱系數(shù)的概念，即單位時(shí)間內(nèi)，單位面積上，溫度差為1℃時(shí)，通過材料傳遞的熱量。通過比較不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)，讓學(xué)生了解不同材料的導(dǎo)熱能力。

（3）實(shí)驗(yàn)演示

詳細(xì)內(nèi)容：進(jìn)行導(dǎo)熱實(shí)驗(yàn)演示，展示不同材料（如金屬、塑料、木材等）的導(dǎo)熱性能差異。實(shí)驗(yàn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并分析原因。

用時(shí)：10分鐘

3.實(shí)踐活動(dòng)

（1）分組實(shí)驗(yàn)

詳細(xì)內(nèi)容：將學(xué)生分成小組，每組準(zhǔn)備一套實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行導(dǎo)熱實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（2）數(shù)據(jù)分析

詳細(xì)內(nèi)容：引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較不同材料的導(dǎo)熱性能，得出結(jié)論。

（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告

詳細(xì)內(nèi)容：要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果和結(jié)論。

用時(shí)：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

（1）討論不同材料的導(dǎo)熱性能

舉例回答：為什么金屬的導(dǎo)熱性能比塑料好？因?yàn)榻饘俚脑咏Y(jié)構(gòu)緊密，電子可以自由移動(dòng)，從而傳遞熱量。

（2）討論導(dǎo)熱現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用

舉例回答：為什么暖氣片通常使用金屬材質(zhì)？因?yàn)榻饘俚膶?dǎo)熱性能好，可以迅速將熱量傳遞到室內(nèi)。

（3）討論如何提高材料的導(dǎo)熱性能

舉例回答：通過添加雜質(zhì)或改變材料結(jié)構(gòu)，可以提高材料的導(dǎo)熱性能。

用時(shí)：10分鐘

5.總結(jié)回顧

詳細(xì)內(nèi)容：首先，回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)導(dǎo)熱現(xiàn)象、導(dǎo)熱系數(shù)等概念。然后，引導(dǎo)學(xué)生思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。最后，布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成關(guān)于導(dǎo)熱現(xiàn)象的觀察和思考。

用時(shí)：5分鐘

總計(jì)用時(shí)：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生在學(xué)習(xí)“第18課材料的導(dǎo)熱性”后，預(yù)期將取得以下方面的效果：

1.知識(shí)與技能

-學(xué)生能夠識(shí)別并描述常見材料的導(dǎo)熱性能。

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，理解導(dǎo)熱系數(shù)的概念及其在實(shí)際應(yīng)用中的意義。

-學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，以探究不同材料的導(dǎo)熱速度。

2.思維與能力

-學(xué)生能夠通過比較分析，理解不同材料的分子結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱性之間的關(guān)系。

-學(xué)生能夠培養(yǎng)邏輯推理能力，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷材料導(dǎo)熱性能的潛在原因。

-學(xué)生能夠提高問題解決能力，面對(duì)生活中與導(dǎo)熱相關(guān)的問題時(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋和解決。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

-學(xué)生對(duì)科學(xué)探究充滿好奇心，增強(qiáng)了對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

-學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神。

-學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)知識(shí)在改善生活質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展中的重要作用，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

具體效果如下：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確區(qū)分導(dǎo)體和絕緣體，并了解它們?cè)谏钪械膽?yīng)用，如電線（導(dǎo)體）和塑料絕緣層。

-學(xué)生能夠通過實(shí)驗(yàn)，觀察到不同材料在相同條件下的導(dǎo)熱速度差異，例如，金屬比塑料和木材導(dǎo)熱更快。

-學(xué)生能夠理解導(dǎo)熱系數(shù)是衡量材料導(dǎo)熱能力的重要指標(biāo)，并學(xué)會(huì)如何查找和比較不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中學(xué)會(huì)了如何控制變量，如保持相同的熱量輸入，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

-學(xué)生在討論和總結(jié)環(huán)節(jié)，能夠提出與導(dǎo)熱相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用問題，如建筑材料的保溫性能、食品保存的溫度控制等。典型例題講解1.例題：

一個(gè)金屬棒的一端放在熱源上，另一端放入冷水中。經(jīng)過一段時(shí)間，冷水的溫度升高了2℃。如果金屬棒的長度是10厘米，導(dǎo)熱系數(shù)是0.2W/(m·K)，熱源的溫度是100℃，冷水的初始溫度是20℃，求金屬棒傳遞的熱量。

解答：

首先，計(jì)算金屬棒傳遞熱量的時(shí)間t：

\[t=\frac{Q}{k\cdotA\cdot\DeltaT}\]

其中，Q是傳遞的熱量，k是導(dǎo)熱系數(shù)，A是金屬棒的橫截面積，\(\DeltaT\)是溫度差。

由于金屬棒的長度是10厘米，假設(shè)橫截面積為A，則體積V=A*0.1米。熱量Q可以通過以下公式計(jì)算：

\[Q=m\cdotc\cdot\DeltaT\]

其中，m是水的質(zhì)量，c是水的比熱容，\(\DeltaT\)是水的溫度變化。

水的質(zhì)量m可以通過體積和密度計(jì)算得出：

\[m=\frac{V}{\rho}\]

其中，\(\rho\)是水的密度。

將上述公式聯(lián)立，得到：

\[t=\frac{m\cdotc\cdot\DeltaT}{k\cdotA\cdot\DeltaT}=\frac{m\cdotc}{k\cdotA}\]

已知水的密度\(\rho=1000\text{kg/m}^3\)，比熱容c=4180J/(kg·K)，導(dǎo)熱系數(shù)k=0.2W/(m·K)，橫截面積A=10^-4m^2（假設(shè)），代入計(jì)算得到：

\[t=\frac{1000\cdot4180}{0.2\cdot10^{-4}}=209000\text{s}\]

然后，計(jì)算傳遞的熱量Q：

\[Q=m\cdotc\cdot\DeltaT=1000\cdot4180\cdot2=836000\text{J}\]

2.例題：

一個(gè)房間內(nèi)有面積為20平方米的地面，如果地面的導(dǎo)熱系數(shù)為0.5W/(m·K)，室內(nèi)外溫差為10℃，求每小時(shí)通過地面?zhèn)鬟f的熱量。

解答：

\[Q=k\cdotA\cdot\DeltaT\cdott\]

其中，Q是傳遞的熱量，k是導(dǎo)熱系數(shù)，A是面積，\(\DeltaT\)是溫差，t是時(shí)間。

假設(shè)時(shí)間為1小時(shí)，即3600秒，代入計(jì)算得到：

\[Q=0.5\cdot20\cdot10\cdot3600=1,800,000\text{J}\]

3.例題：

一個(gè)金屬球從100℃的爐子中取出，放入20℃的房間中。如果金屬球的導(dǎo)熱系數(shù)為0.1W/(m·K)，半徑為0.1米，求金屬球溫度降至室溫所需的時(shí)間。

解答：

\[Q=m\cdotc\cdot\DeltaT\]

\[Q=\frac{4}{3}\pir^3\cdotk\cdot\DeltaT\]

其中，Q是傳遞的熱量，m是金屬球的質(zhì)量，c是金屬的比熱容，r是半徑，k是導(dǎo)熱系數(shù)，\(\DeltaT\)是溫度差。

假設(shè)金屬的密度為8000kg/m^3，比熱容為0.5J/(g·K)，代入計(jì)算得到：

\[Q=\frac{4}{3}\pi(0.1)^3\cdot0.1\cdot(100-20)=0.0052\text{kg}\cdot0.5\cdot80=2.08\text{J}\]

然后，計(jì)算時(shí)間t：

\[t=\frac{Q}{k\cdotA\cdot\DeltaT}\]

其中，A是金屬球的表面積，\(\DeltaT\)是溫度差。

金屬球的表面積A為：

\[A=4\pir^2=4\pi(0.1)^2=0.04\text{m}^2\]

代入計(jì)算得到：

\[t=\frac{2.08}{0.1\cdot0.04\cdot80}=0.052\text{s}\]

4.例題：

一個(gè)房間內(nèi)有墻壁面積為10平方米，導(dǎo)熱系數(shù)為0.3W/(m·K)，室內(nèi)外溫差為15℃，求每小時(shí)通過墻壁傳遞的熱量。

解答：

\[Q=k\cdotA\cdot\DeltaT\cdott\]

其中，Q是傳遞的熱量，k是導(dǎo)熱系數(shù)，A是面積，\(\DeltaT\)是溫差，t是時(shí)間。

假設(shè)時(shí)間為1小時(shí)，即3600秒，代入計(jì)算得到：

\[Q=0.3\cdot10\cdot15\cdot3600=1,080,000\text{J}\]

5.例題：

一個(gè)金屬板從200℃的爐子中取出，放入30℃的房間中。如果金屬板的導(dǎo)熱系數(shù)為0.4W/(m·K)，厚度為0.02米，求金屬板溫度降至室溫所需的時(shí)間。

解答：

\[Q=m\cdotc\cdot\DeltaT\]

\[Q=\frac{A\cdott}{k}\cdot\DeltaT\]

其中，Q是傳遞的熱量，m是金屬板的質(zhì)量，c是金屬的比熱容，A是面積，t是厚度，k是導(dǎo)熱系數(shù)，\(\DeltaT\)是溫度差。

假設(shè)金屬的密度為7800kg/m^3，比熱容為0.4J/(g·K)，代入計(jì)算得到：

\[Q=\frac{A\cdott}{k}\cdot\DeltaT=\frac{1\cdot0.02}{0.4}\cdot(200-30)=280\text{J}\]

然后，計(jì)算時(shí)間t：

\[t=\frac{Q}{k\cdotA\cdot\DeltaT}\]

代入計(jì)算得到：

\[t=\frac{280}{0.4\cdot1\cdot170}=0.65\text{s}\]教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了“材料的導(dǎo)熱性”，通過一系列的實(shí)驗(yàn)和討論，我想和大家分享一下我的教學(xué)反思和總結(jié)。

首先，我想說的是，這節(jié)課的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)得挺成功的?？吹酵瑢W(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)中那么專注，我感到非常欣慰。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要手段，通過親自動(dòng)手，同學(xué)們不僅加深了對(duì)導(dǎo)熱性的理解，還培養(yǎng)了觀察、分析和解決問題的能力。當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，有些同學(xué)在操作時(shí)不夠細(xì)心，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。這就需要我在今后的教學(xué)中，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

在教學(xué)方法上，我嘗試了小組合作學(xué)習(xí)的方式。這種模式讓同學(xué)們?cè)诨?dòng)中學(xué)習(xí)，互相啟發(fā)，共同進(jìn)步。我發(fā)現(xiàn)，這種方式特別適合本節(jié)課的內(nèi)容，因?yàn)樗婕暗蕉鄠€(gè)材料的比較實(shí)驗(yàn)，需要同學(xué)們相互配合。不過，我也注意到，部分同學(xué)在小組討論時(shí)，比較沉默，不太愿意表達(dá)自己的觀點(diǎn)。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)新知識(shí)的掌握還不夠牢固，或者是不太習(xí)慣在眾人面前發(fā)言。因此，我打算在今后的教學(xué)中，更多地鼓勵(lì)學(xué)生參與討論，提高他們的表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

在情感態(tài)度方面，同學(xué)們對(duì)科學(xué)探究的熱情很高，這讓我感到很欣慰。他們通過實(shí)驗(yàn)，不僅學(xué)到了知識(shí)，還體會(huì)到了科學(xué)的樂趣。但是，也有一些同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果感到失望，因?yàn)樗麄儧]有達(dá)到預(yù)期的效果。這讓我意識(shí)到，在教學(xué)中，我們需要幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)態(tài)度，讓他們明白科學(xué)探究是一個(gè)反復(fù)試驗(yàn)、不斷修正的過程。

1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性訓(xùn)練，確保每位同學(xué)都能掌握正確的實(shí)驗(yàn)方法。

2.鼓勵(lì)學(xué)生積極參與小組討論，提高他們的表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.在教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，讓他們學(xué)會(huì)面對(duì)失敗，從失敗中吸取教訓(xùn)。

4.適當(dāng)增加課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與到教學(xué)活動(dòng)中來。

我相信，通過不斷的反思和改進(jìn)，我們的教學(xué)效果會(huì)越來越好。讓我們一起努力，為同學(xué)們創(chuàng)造一個(gè)更加豐富多彩的課堂！內(nèi)容邏輯關(guān)系①材料導(dǎo)熱性基本概念

-導(dǎo)熱現(xiàn)象的定義

-導(dǎo)熱系數(shù)的概念

-導(dǎo)熱性與材料性質(zhì)的關(guān)系

②導(dǎo)熱實(shí)驗(yàn)方法

-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

-實(shí)驗(yàn)步驟與操作

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析

③導(dǎo)熱性在生活中的應(yīng)用

-導(dǎo)