一、前置認知：從生活到科學——陶瓷與玻璃的基礎特性演講人01前置認知：從生活到科學——陶瓷與玻璃的基礎特性02實驗設計：控制變量——如何公平比較兩者的隔熱性03實踐操作：記錄數據——用事實說話的探究過程04數據分析：曲線與結論——從現象到規(guī)律的提煉05拓展應用：從實驗室到生活——材料特性的智慧選擇06總結與升華：科學探究的“種子”在此萌芽目錄2025小學四年級科學下冊陶瓷與玻璃隔熱性測試實踐課件作為一名從事小學科學教育十余年的教師，我始終相信：最好的科學課，是讓孩子用雙手觸摸知識，用眼睛發(fā)現規(guī)律。今天，我們將圍繞“陶瓷與玻璃的隔熱性測試”展開一次實踐探究。這節(jié)課不僅是對教材中“材料的特性”單元的延伸，更是一次讓孩子在動手操作中理解科學原理、培養(yǎng)實證思維的機會。接下來，讓我們從“認識材料”開始，一步步揭開陶瓷與玻璃的隔熱秘密。01前置認知：從生活到科學——陶瓷與玻璃的基礎特性1生活中的“老熟人”：陶瓷與玻璃的常見應用當我們走進教室，目光所及之處，陶瓷與玻璃的身影隨處可見：講臺邊的瓷磚（陶瓷）、窗戶上的玻璃、老師喝水的陶瓷杯、教室展示柜的玻璃門……這些材料早已融入我們的日常生活。四年級的同學或許會問：“為什么碗多用陶瓷做，而窗戶用玻璃？”這背后便藏著材料的關鍵特性——隔熱性、透光性、硬度等。今天我們聚焦“隔熱性”，但首先需要先“認識”這兩種材料。2從原料到成品：陶瓷與玻璃的制作原理（1）陶瓷的“蛻變”：陶瓷的主要原料是黏土（如高嶺土），經過“揉泥→成型→干燥→燒制（1000℃以上高溫）”四步完成。燒制過程中，黏土中的水分蒸發(fā)，礦物成分發(fā)生化學反應，最終形成堅硬、多孔的固體。我曾帶學生參觀過陶藝館，孩子們最驚訝的是：看似普通的泥巴，經過高溫竟能變成光滑的碗，還能“藏住”熱量——這或許和它的“多孔”結構有關？（2）玻璃的“魔法”：玻璃的主要原料是石英砂（二氧化硅）、純堿（碳酸鈉）和石灰石（碳酸鈣）。將這些原料混合后高溫熔融（約1500℃），再通過冷卻成型（如吹制、壓制）得到透明的玻璃。記得有學生問：“玻璃明明是透明的，為什么摸起來有時候很涼？”這其實和它的致密結構有關——幾乎沒有孔隙的玻璃，可能更容易傳遞熱量？3初步猜想：基于生活經驗的隔熱性假設結合日常觀察，我們可以提出初步猜想：冬天，貼瓷磚（陶瓷）的墻面比玻璃窗戶“溫暖”一些？陶瓷碗裝熱湯時，外壁摸起來沒那么燙；玻璃碗裝熱湯時，外壁可能更燙。這些現象是否說明“陶瓷的隔熱性比玻璃好”？要驗證猜想，必須通過科學實驗。02實驗設計：控制變量——如何公平比較兩者的隔熱性1明確核心問題：什么是“隔熱性”？科學上，“隔熱性”指材料阻止熱量傳遞的能力。熱量傳遞有三種方式：傳導（直接接觸傳遞）、對流（流體流動傳遞）、輻射（通過電磁波傳遞）。本次實驗主要研究“熱傳導”——當材料一側接觸熱源時，另一側溫度升高的快慢：升溫越慢，隔熱性越好。2變量控制：確保實驗的公平性1要比較陶瓷與玻璃的隔熱性，必須控制“其他條件相同”，只改變“材料類型”。具體需要控制的變量包括：2（1）材料的尺寸與厚度：選用相同面積（如5cm×5cm）、相同厚度（如3mm）的陶瓷片和玻璃片。若厚度不同，厚的材料可能因“路徑更長”而隔熱性更好，這會干擾結論。3（2）熱源的一致性：選擇穩(wěn)定的熱源，如500ml80℃的熱水（用保溫杯保溫），或功率相同的加熱臺燈（模擬輻射熱源）。本次實驗我選擇熱水，因為更貼近生活，且安全性更高。4（3）測溫工具與時間：使用精度相同的電子溫度計（或紅外測溫槍），每隔30秒記錄一次溫度，確保數據采集頻率一致。3材料與工具清單（以4人小組為例）1實驗材料：陶瓷片（無釉，避免釉層影響）、玻璃片（普通平板玻璃）各2片（備用1片）2熱源：500ml燒杯×2（裝80℃熱水）、保溫壺（備用熱水）5安全提醒：熱水溫度控制在80℃以下（避免燙傷），拿取陶瓷片和玻璃片時用手套，實驗后由老師統(tǒng)一回收熱水。4輔助工具：隔熱手套（防燙傷）、塑料托盤（承接可能的水漬）、記錄表格（見附錄）3測溫工具：電子溫度計×2（精度0.1℃）、計時器（手機秒表即可）03實踐操作：記錄數據——用事實說話的探究過程1實驗步驟詳解（以“熱傳導測試”為例）（1）準備階段：提前10分鐘將陶瓷片、玻璃片置于實驗室（確保初始溫度相同，約25℃）。用量筒量取500ml熱水（80℃），分別倒入兩個燒杯中，標記為“陶瓷組”“玻璃組”。（2）安裝與啟動：將陶瓷片水平覆蓋在“陶瓷組”燒杯口（確保完全覆蓋，減少對流散熱），用夾子固定邊緣（避免滑落）。同樣操作將玻璃片覆蓋在“玻璃組”燒杯口。將電子溫度計的探頭輕輕壓在陶瓷片、玻璃片的上表面中心（接觸面積一致），啟動計時器。1實驗步驟詳解（以“熱傳導測試”為例）1每30秒記錄一次陶瓷片、玻璃片上表面的溫度（t=0s、30s、60s、90s、120s）。同時觀察燒杯內水溫的變化（可用另一支溫度計測量，輔助分析熱量流失情況）。（3）數據記錄：在右側編輯區(qū)輸入內容（4）重復實驗：為避免偶然誤差，每組實驗重復3次，取平均值作為最終數據。22學生易出現的問題與指導010203040506問題1：溫度計探頭未完全接觸材料表面，導致溫度測量偏低。01→指導：用透明膠帶輕壓探頭，確保與材料緊密貼合。02問題2：燒杯口未完全覆蓋，導致熱水通過對流散失熱量，影響材料表面溫度。03→指導：用凡士林涂抹材料邊緣（非實驗面），增強密封性。04問題3：記錄時間不及時，數據缺失。05→分工建議：1人看計時器，1人讀溫度，2人記錄（分別負責陶瓷和玻璃）。0604數據分析：曲線與結論——從現象到規(guī)律的提煉1典型數據示例（假設實驗數據）|時間（s）|陶瓷片表面溫度（℃）|玻璃片表面溫度（℃）||-----------|----------------------|----------------------||0|25.1|25.0||30|32.4|38.2||60|37.5|45.1||90|41.2|50.3||120|43.8|54.0|2繪制溫度變化曲線以時間為橫軸，溫度為縱軸，繪制兩條曲線（陶瓷組為實線，玻璃組為虛線）?？梢悦黠@看到：玻璃片表面溫度隨時間上升更快，120秒時比陶瓷片高約10℃。4.3結論推導：為什么陶瓷隔熱性更好？結合材料結構分析：陶瓷內部存在微小氣孔（多孔結構），這些氣孔中的空氣是熱的不良導體，阻礙了熱量從熱水向陶瓷表面的傳遞。玻璃內部結構致密（幾乎無氣孔），熱量可以通過分子振動更快速地傳遞，因此玻璃表面升溫更快。最終結論：在相同條件下，陶瓷的隔熱性優(yōu)于玻璃。05拓展應用：從實驗室到生活——材料特性的智慧選擇1生活中的“按需選材”（1）廚房用具：碗、盤多用陶瓷，因為隔熱性好，端拿時不易燙手；而玻璃保鮮盒也常見，因為透光性好，方便觀察食物，但裝熱食時需注意防燙。（2）建筑材料：衛(wèi)生間墻面貼陶瓷磚（隔熱且防潮），窗戶用玻璃（透光但需搭配窗簾或雙層玻璃增強隔熱）。（3）特殊場景：實驗室用的隔熱手套會在表面涂陶瓷涂層，航天飛船的隔熱瓦也大量使用陶瓷材料——這些都是利用了陶瓷優(yōu)異的隔熱性。2進一步探究的問題A如果陶瓷表面有釉層（如瓷碗），隔熱性會變化嗎？（釉層致密，可能降低隔熱性）B玻璃的厚度增加，隔熱性會增強嗎？（厚度增加，熱傳導路徑變長，隔熱性可能提升）C除了熱傳導，陶瓷和玻璃在熱輻射（如烤箱）中的隔熱表現一樣嗎？（可設計紅外燈照射實驗）D這些問題可以作為課后小課題，鼓勵學生用“控制變量法”繼續(xù)探索。06總結與升華：科學探究的“種子”在此萌芽總結與升華：科學探究的“種子”在此萌芽今天的實踐課，我們通過“觀察生活→提出猜想→設計實驗→驗證數據→總結規(guī)律”的完整探究流程，得出了“陶瓷隔熱性優(yōu)于玻璃”的結論。更重要的是，同學們在操作中學會了“控制變量”的實驗方法，在數據中體會了“用事實說話”的科學態(tài)度，在討論中萌發(fā)了“材料特性與用途關聯(lián)”的辯證思維。記得第一次帶學生做類似實驗時，有個孩子舉著記錄單說：“原來科學不是背公式