一、為什么研究“黃銅與紫銅的導熱性”？——從生活到科學的聯結演講人01為什么研究“黃銅與紫銅的導熱性”？——從生活到科學的聯結02實驗前的“兵馬未動，糧草先行”——材料、方法與安全03動手實驗：從猜想驗證到數據記錄的全過程04數據分析與結論：為什么紫銅導熱更快？05拓展與反思：科學探究永不止步目錄2025小學四年級科學下冊黃銅與紫銅導熱性測試實踐課件各位同學、老師們：今天，我們將共同開啟一段有趣的科學探究之旅——“黃銅與紫銅導熱性測試實踐”。作為一名深耕小學科學教育十余年的教師，我曾多次帶領學生通過動手實驗探索材料的奧秘。每當看到孩子們在實驗中眼睛發(fā)亮、爭著記錄數據的模樣，我便更深刻地理解：科學不是書本上冰冷的公式，而是與生活緊密相連的“熱乎”學問。今天，我們就從大家熟悉的“銅”入手，用實驗回答一個關鍵問題：同為銅家族的黃銅和紫銅，誰的導熱更快？01為什么研究“黃銅與紫銅的導熱性”？——從生活到科學的聯結1生活中的“銅”身影四年級的同學們已經接觸過“材料”單元，知道不同材料有不同的特性。大家有沒有注意過生活中的銅制品？媽媽的廚房中，可能有銅制的火鍋；爸爸的工具箱里，或許有銅制的導線；甚至我們佩戴的某些首飾，也會用到銅的合金。其中最常見的兩種銅材料，便是黃銅和紫銅：黃銅：金燦燦的，表面有金屬光澤，是銅（約60%-90%）與鋅的合金（所以又被稱為“銅鋅合金”）；紫銅：顏色偏紫紅，接近純銅（含銅量通常在99.5%以上），所以也叫“純銅”。它們的用途差異很大：紫銅常被用來做散熱器、空調銅管，黃銅則更多用于制作閥門、樂器。這背后是否與“導熱性”有關？2科學課的“核心目標”根據《義務教育科學課程標準（2022年版）》，四年級學生需要“通過觀察、實驗等方法探究材料的物理性質”，而“導熱性”正是材料重要的物理屬性之一。本次實踐的核心目標是：知識目標：認識黃銅與紫銅的基本特征，理解“導熱性”的概念（即材料傳遞熱量的能力）；能力目標：學會設計對比實驗，掌握“控制變量法”，能通過觀察、記錄、分析數據得出結論；情感目標：激發(fā)對材料科學的興趣，培養(yǎng)“尊重數據、嚴謹求證”的科學態(tài)度。02實驗前的“兵馬未動，糧草先行”——材料、方法與安全1實驗材料與工具準備為了確保實驗的公平性和可操作性，我們需要準備以下材料（以4人小組為單位）：|類別|物品清單|說明||------------|--------------------------------------------------------------------------|----------------------------------------------------------------------||實驗材料|黃銅片、紫銅片（尺寸相同：長15cm、寬2cm、厚0.5mm）|必須保證兩種銅片的厚度、面積一致，避免“尺寸差異”干擾實驗結果||輔助材料|凡士林（或蠟燭油）、小鋼珠（直徑3mm，5顆/組）、細棉簽|凡士林用于固定鋼珠，加熱后會融化，鋼珠掉落時間可反映導熱速度|1實驗材料與工具準備21|加熱工具|蠟燭（或酒精燈）、火柴、鐵架臺（帶鐵夾）|蠟燭火焰穩(wěn)定，適合小學課堂；鐵架臺用于固定銅片，避免手持燙傷||記錄工具|實驗記錄表（含猜想、實驗現象、數據、結論）、鉛筆、橡皮|表格需包含“時間”“溫度”“材料類型”等關鍵信息||測量工具|秒表（手機計時功能亦可）、溫度計（量程0-100℃）、記號筆|秒表記錄鋼珠掉落時間，溫度計輔助測量銅片不同位置的溫度變化|32實驗方法：控制變量法的應用四年級的同學們已經學過“對比實驗”，今天我們要重點運用“控制變量法”。簡單來說，就是只改變一個條件（即“變量”），其他條件保持相同，這樣才能確定實驗結果是由該變量引起的。在本次實驗中：變量：銅片的類型（黃銅/紫銅）；不變量：銅片的尺寸（長、寬、厚）、加熱源（蠟燭火焰大?。⒎彩苛滞磕?、鋼珠位置與重量、環(huán)境溫度等。舉個例子：如果黃銅片比紫銅片更厚，那么即使它導熱慢，也可能因“更厚”導致鋼珠掉落更慢，這樣實驗結果就不準確了。因此，“控制變量”是實驗成功的關鍵！3安全須知：實驗室里的“小守則”實驗前，老師要特別強調安全：蠟燭使用：點燃時遠離易燃物（如紙張、衣物），用火柴點燃后及時熄滅火柴；加熱時不要用手觸碰銅片（即使未直接加熱的一端，也可能因導熱變燙）；鋼珠處理：小鋼珠較小，避免放入口中或隨意丟棄，實驗后統(tǒng)一回收；燙傷處理：若不慎被銅片或蠟燭燙傷，立即用冷水沖洗10分鐘，嚴重時報告老師。03動手實驗：從猜想驗證到數據記錄的全過程1提出問題與猜想假設“猜想”是科學探究的第一步。上課前，我讓同學們觀察黃銅和紫銅的外觀，并結合生活經驗猜測：“哪種銅導熱更快？”收集到的猜想主要有兩類：觀點1（約60%）：“紫銅更純，可能導熱更快”（理由：純金屬的結構更均勻，熱量傳遞阻力?。挥^點2（約40%）：“黃銅顏色更亮，可能導熱更快”（理由：直覺認為顏色亮的金屬導熱好）。到底誰對誰錯？我們需要用實驗驗證。2實驗步驟：像科學家一樣操作（教師邊演示邊講解，學生分小組操作）2實驗步驟：像科學家一樣操作固定銅片用鐵架臺的鐵夾夾住銅片一端（留出3cm用于加熱），使銅片水平懸空（避免與桌面接觸散熱）。注意：黃銅和紫銅需分別固定，或同時固定在同一鐵架臺上（便于對比）。步驟2：標記測量點用記號筆在銅片上從加熱端開始，每隔2cm標記一個點（共5個點，距離加熱端分別為2cm、4cm、6cm、8cm、10cm）。這樣可以觀察熱量在不同距離的傳遞情況。步驟3：涂抹凡士林與放置鋼珠用細棉簽在每個標記點涂抹少量凡士林（厚度約1mm，需均勻?。?，然后將小鋼珠輕輕放在凡士林上（確保鋼珠被凡士林粘住，不會掉落）。這一步是關鍵：如果凡士林涂太多，鋼珠可能因“粘性過強”延遲掉落；涂太少，鋼珠可能未加熱就掉落，導致數據誤差。2實驗步驟：像科學家一樣操作固定銅片步驟4：加熱與觀察記錄點燃蠟燭，將火焰中心對準銅片的加熱端（距離約1cm，保持火焰穩(wěn)定），同時啟動秒表。觀察鋼珠掉落順序，記錄每個鋼珠掉落的時間（精確到0.1秒）。若使用溫度計，可在每個標記點放置溫度計（需固定），每10秒記錄一次溫度。小提示：為減少誤差，每個小組需重復實驗2-3次，取平均值作為最終數據。3實驗現象與數據記錄以某小組的實驗數據為例（表1）：|銅片類型|距離加熱端2cm|距離加熱端4cm|距離加熱端6cm|距離加熱端8cm|距離加熱端10cm||----------|---------------|---------------|---------------|---------------|---------------||紫銅|8.2s|15.5s|23.1s|31.7s|40.2s||黃銅|10.1s|18.3s|26.8s|35.9s|45.3s|3實驗現象與數據記錄從數據可以看出：紫銅各測量點的鋼珠掉落時間均早于黃銅，說明紫銅的導熱速度更快。為了更直觀，我們可以將數據轉化為柱狀圖（圖1）：橫坐標為距離加熱端的距離（cm），縱坐標為鋼珠掉落時間（s），紫銅用紅色柱，黃銅用黃色柱。通過對比柱的高度，能明顯看出紫銅的“導熱曲線”更陡峭，熱量傳遞更快。04數據分析與結論：為什么紫銅導熱更快？1實驗結論的推導通過實驗數據，我們可以得出結論：在相同條件下，紫銅的導熱性優(yōu)于黃銅。這與多數同學的“猜想1”一致，但需要進一步解釋原因。2從“微觀結構”看導熱性差異為什么純銅（紫銅）比銅鋅合金（黃銅）導熱更快？這與金屬的內部結構有關：紫銅的原子排列更規(guī)則（純金屬的晶體結構完整），當一端受熱時，原子振動加劇，通過“晶格振動”將熱量快速傳遞到另一端；黃銅中加入了鋅原子（尺寸與銅原子不同），這些“外來原子”會破壞銅原子的規(guī)則排列，形成晶格畸變，阻礙熱量的傳遞（就像路上突然多了幾塊石頭，影響車輛通行速度）。簡單來說：純金屬的結構更“暢通”，導熱更快；合金因雜質原子的存在，導熱變慢。3聯系生活：導熱性決定用途實驗結論能解釋生活中的許多現象：紫銅用于制作空調銅管、電腦散熱器：需要快速傳遞熱量，避免設備過熱；黃銅用于制作閥門、樂器：雖然導熱稍慢，但合金的強度更高（鋅的加入讓黃銅更堅硬）、耐腐蝕性更好，適合需要“耐用”的場景。05拓展與反思：科學探究永不止步1實驗誤差與改進建議實驗中可能存在哪些誤差？如何改進？誤差1：凡士林涂抹不均勻。改進方法：用滴管定量涂抹（如每點涂0.1ml），或改用更易控制的“蠟?！保訜岷笕诨俣雀鶆颍徽`差2：蠟燭火焰大小不穩(wěn)定。改進方法：使用酒精燈（火焰更穩(wěn)定），或用恒溫加熱臺（更精準）；誤差3：秒表計時反應延遲。改進方法：由兩人配合——一人觀察鋼珠，一人計時，減少反應時間差。2延伸問題：其他金屬的導熱性如何？本次實驗只對比了黃銅和紫銅，同學們可以課后探究：鋁和銅誰的導熱更快？（生活中鋁制散熱器也很常見）；不銹鋼（鐵的合金）的導熱性如何？為什么炒菜鍋多用不銹鋼，但鍋底會加一層銅？結語：用實驗點亮科學思維同學們，今天我們通過“黃銅與紫銅導熱性測試”的實踐，不僅知道了“紫銅導熱更快”，更重要的是學會了“提出問題—猜想假設—設計實驗—收集數據—分析結論—聯系生活”的科學探究方法。正如科學家伽利