一、教學(xué)背景：為何聚焦熱輻射方向規(guī)律？演講人01.02.03.04.05.目錄教學(xué)背景：為何聚焦熱輻射方向規(guī)律？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：從問題到方案的層層推進(jìn)操作實(shí)施：從動手到動腦的深度探究規(guī)律總結(jié)：從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)知躍升拓展應(yīng)用：從課堂到生活的實(shí)踐延伸2025小學(xué)六年級科學(xué)上冊熱輻射方向規(guī)律實(shí)驗(yàn)課件作為一名深耕小學(xué)科學(xué)教育十余年的一線教師，我始終相信：最生動的科學(xué)課，一定是讓孩子親手觸摸現(xiàn)象、用眼觀察規(guī)律、用腦提煉本質(zhì)的過程。今天要分享的“熱輻射方向規(guī)律實(shí)驗(yàn)”，正是教科版六年級上冊“熱”單元的核心探究內(nèi)容。這節(jié)課不僅能幫助學(xué)生建立“熱傳遞第三種方式——熱輻射”的完整認(rèn)知，更能通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與現(xiàn)象分析，培養(yǎng)他們“基于證據(jù)推理”的科學(xué)思維。接下來，我將從教學(xué)背景、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作實(shí)施、規(guī)律總結(jié)、拓展應(yīng)用五個維度展開，帶大家走進(jìn)這堂“有溫度”的科學(xué)課。01教學(xué)背景：為何聚焦熱輻射方向規(guī)律？1課標(biāo)定位與教材銜接《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在“物質(zhì)的性質(zhì)與變化”大概念下明確要求：小學(xué)高段學(xué)生需“知道熱可以通過熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射三種方式傳遞，并能舉例說明”。六年級上冊“熱”單元已通過前兩課學(xué)習(xí)了熱傳導(dǎo)（固體中）和熱對流（液體、氣體中），本節(jié)課作為單元第三課，是完善“熱傳遞方式”認(rèn)知體系的關(guān)鍵閉環(huán)。2學(xué)生認(rèn)知基礎(chǔ)與難點(diǎn)通過前測調(diào)研發(fā)現(xiàn)，90%的學(xué)生能列舉“曬太陽感到暖和”“爐火旁烤手”等熱輻射現(xiàn)象，但存在兩大認(rèn)知誤區(qū)：①認(rèn)為“熱輻射是向上傳遞的”（受熱對流現(xiàn)象干擾）；②混淆“熱輻射方向”與“熱輻射強(qiáng)弱”（如認(rèn)為顏色深的物體“吸引”熱輻射，而非影響吸收效率）。因此，實(shí)驗(yàn)需重點(diǎn)突破“方向規(guī)律”這一核心，同時滲透“變量控制”的實(shí)驗(yàn)思想。3教學(xué)價值與目標(biāo)本節(jié)課的核心價值不僅是知識建構(gòu)，更在于培養(yǎng)“現(xiàn)象→證據(jù)→規(guī)律”的科學(xué)探究能力?；诖?，我制定了三維教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：明確熱輻射無需介質(zhì)、沿直線傳遞的特點(diǎn)，歸納其方向與熱源角度、障礙物位置的關(guān)系；能力目標(biāo)：能設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，用溫度計(jì)、紅外熱像儀等工具定量記錄數(shù)據(jù)，通過圖表分析得出結(jié)論；情感目標(biāo)：感受熱輻射在生活中的廣泛應(yīng)用，激發(fā)“用科學(xué)解釋現(xiàn)象”的探究興趣，養(yǎng)成尊重?cái)?shù)據(jù)、嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)態(tài)度。02實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：從問題到方案的層層推進(jìn)1前導(dǎo)問題鏈激活思維1為了讓實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)更明確，我設(shè)計(jì)了“問題串”引導(dǎo)學(xué)生自主提問：2“我們已經(jīng)知道熱輻射能讓物體變熱，那熱輻射是朝所有方向傳遞，還是有特定方向？”5學(xué)生通過討論，初步形成假設(shè)：“熱輻射可能像光一樣沿直線傳播，方向與熱源的位置有關(guān)”。4“太陽的熱輻射照到地球時是直線還是會拐彎？”3“如果用擋板擋住某個方向，被擋住的一側(cè)還能接收到熱輻射嗎？”2實(shí)驗(yàn)材料的選擇與創(chuàng)新考慮到六年級學(xué)生的操作能力，實(shí)驗(yàn)材料需滿足“安全、直觀、易觀察”三大原則。我選用了：1主熱源：50W白熾燈（模擬穩(wěn)定熱輻射源，避免明火）；2檢測工具：數(shù)字式電子溫度計(jì)（精度0.1℃，比傳統(tǒng)溫度計(jì)更靈敏）、紅外熱成像儀（可視化呈現(xiàn)溫度分布）；3輔助材料：硬紙板（帶刻度的擋板，用于控制角度）、鋁箔紙（反光）與黑卡紙（吸光）、不同高度的支架（調(diào)節(jié)熱源與被測物距離）。43實(shí)驗(yàn)方案的分層設(shè)計(jì)為了讓探究過程循序漸進(jìn)，我將實(shí)驗(yàn)分為三個層級，分別驗(yàn)證不同變量對熱輻射方向的影響：2.3.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：熱輻射是否沿直線傳遞？操作步驟：①在水平桌面上固定白熾燈（高度30cm），正前方30cm處放置黑卡紙（尺寸20cm×20cm），卡紙中心貼溫度計(jì)；②關(guān)閉其他光源，打開白熾燈，記錄3分鐘內(nèi)溫度計(jì)讀數(shù)變化；③在白熾燈與卡紙之間豎直放置一塊帶孔擋板（孔直徑5cm，與光源中心對齊），重復(fù)實(shí)驗(yàn)；3實(shí)驗(yàn)方案的分層設(shè)計(jì)④調(diào)整擋板位置，使孔偏離光源中心，再次記錄數(shù)據(jù)。預(yù)期現(xiàn)象：無擋板或孔對齊時，卡紙溫度顯著上升；孔偏離時，溫度上升緩慢甚至無變化。設(shè)計(jì)意圖：通過“通路-阻斷-偏移”的對比，直觀證明熱輻射需沿直線傳遞，遇到不透明物體會被阻擋。3實(shí)驗(yàn)方案的分層設(shè)計(jì)3.2進(jìn)階實(shí)驗(yàn)：熱輻射方向與熱源角度的關(guān)系操作步驟：①制作一個圓形刻度盤（半徑50cm，刻度0-360），中心固定白熾燈；②在刻度盤邊緣等距（50cm）放置8張相同黑卡紙（每張卡紙中心貼溫度計(jì)），分別對應(yīng)0、45、90…315；③打開白熾燈，同時啟動秒表，5分鐘后記錄各卡紙的溫度；④更換為指向性更強(qiáng)的射燈（模擬有角度的熱源），重復(fù)實(shí)驗(yàn)，對比溫度分布。預(yù)期現(xiàn)象：普通白熾燈下，各方向卡紙溫度相近（說明向四周輻射）；射燈模式下，正前方（0）卡紙溫度最高，兩側(cè)隨角度增大而降低（說明方向性與光源角度有關(guān)）。設(shè)計(jì)意圖：從“是否直線”到“方向分布”，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注熱源自身特性對熱輻射方向的影響。3實(shí)驗(yàn)方案的分層設(shè)計(jì)3.3拓展實(shí)驗(yàn)：障礙物形狀對熱輻射方向的影響操作步驟：①固定白熾燈（高度30cm），在其右側(cè)20cm處放置一塊L形鋁箔擋板（一邊豎直、一邊水平）；②在擋板后方（豎直邊外側(cè)、水平邊上方）各放置一張黑卡紙，貼溫度計(jì)；③打開白熾燈，記錄5分鐘內(nèi)兩處卡紙的溫度變化；④更換為表面粗糙的木板擋板，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。預(yù)期現(xiàn)象：鋁箔擋板（反光）的豎直邊外側(cè)溫度較低（熱輻射被反射），水平邊上方溫度較高（可能接收到反射的熱輻射）；木板擋板（吸光）的兩側(cè)溫度均較低（熱輻射被吸收）。設(shè)計(jì)意圖：突破“遮擋即阻斷”的簡單認(rèn)知，初步感知熱輻射與物體表面性質(zhì)的關(guān)系（雖非本節(jié)課重點(diǎn)，但為后續(xù)“熱輻射吸收與反射”教學(xué)埋下伏筆）。03操作實(shí)施：從動手到動腦的深度探究1實(shí)驗(yàn)前的安全與規(guī)范教育“安全是科學(xué)探究的底線?！睂?shí)驗(yàn)前我會重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：白熾燈表面溫度較高（約60℃），禁止觸摸；電子溫度計(jì)需緊貼被測物表面，避免懸空；小組分工明確（1人操作電源、1人記錄數(shù)據(jù)、1人調(diào)節(jié)擋板、1人整理器材）。記得去年有個小組因急于觀察現(xiàn)象，未等溫度計(jì)示數(shù)穩(wěn)定就記錄，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。這次我特別提醒：“科學(xué)數(shù)據(jù)需要耐心等待，就像等待種子發(fā)芽一樣?！?實(shí)驗(yàn)中的觀察與記錄指導(dǎo)為了避免“只動手不動腦”，我設(shè)計(jì)了分層觀察任務(wù)：基礎(chǔ)層：記錄“有無擋板時溫度變化的差異”（用表格統(tǒng)計(jì)）；進(jìn)階層：用紅外熱像儀拍攝熱輻射分布，標(biāo)注“高溫區(qū)”與“陰影區(qū)”（對應(yīng)光的“亮區(qū)”與“影子”）；拓展層：討論“如果擋板是透明的（如玻璃），溫度變化會不同嗎？”（引發(fā)對“熱輻射與可見光穿透性”的思考）。課堂上，當(dāng)?shù)谝唤M學(xué)生發(fā)現(xiàn)“孔偏移后溫度計(jì)幾乎沒變化”時，興奮地喊：“老師！熱輻射真的像光一樣走直線！”這種由現(xiàn)象到結(jié)論的頓悟，正是科學(xué)課最動人的瞬間。3實(shí)驗(yàn)后的數(shù)據(jù)分析與推理數(shù)據(jù)是科學(xué)結(jié)論的基石。我引導(dǎo)學(xué)生用“三步法”分析數(shù)據(jù)：對比差異：計(jì)算“無擋板組”與“擋板偏移組”的溫度差（通常在8-12℃）；尋找規(guī)律：在“角度實(shí)驗(yàn)”中，以0為基準(zhǔn)，45溫度約為基準(zhǔn)的85%，90約為60%（用柱狀圖呈現(xiàn)更直觀）；關(guān)聯(lián)原理：結(jié)合“光沿直線傳播”的舊知，推導(dǎo)“熱輻射作為電磁波的一種，同樣具有直線傳播特性”。有學(xué)生提出疑問：“晚上用紅外線測溫儀照墻面，為什么能看到熱輻射？”這恰好是深化認(rèn)知的契機(jī)——我順勢解釋：“熱輻射是電磁波的一種，可見光只是其中一小部分，紅外熱像儀能捕捉到人眼看不見的紅外輻射，所以我們能‘看到’熱的方向?！?4規(guī)律總結(jié)：從現(xiàn)象到本質(zhì)的認(rèn)知躍升1熱輻射方向的核心規(guī)律方向發(fā)散性：無指向性熱源（如白熾燈）的熱輻射向四周發(fā)散，各方向均有傳遞；有指向性熱源（如射燈、火焰）的熱輻射集中在特定角度范圍內(nèi)；03障礙物影響性：障礙物的位置、形狀及表面性質(zhì)（反光/吸光）會改變熱輻射的傳遞路徑（反射或吸收），但不會改變其直線傳遞的本質(zhì)。04通過三組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與數(shù)據(jù)，我們可以總結(jié)出熱輻射方向的三大規(guī)律：01直線傳遞性：熱輻射在均勻介質(zhì)中沿直線傳播，遇到不透明物體會被阻擋，形成“熱陰影區(qū)”（類似光的影子）；022與熱傳導(dǎo)、熱對流的對比辨析為了幫助學(xué)生建立完整的“熱傳遞”認(rèn)知體系，我引導(dǎo)他們從“介質(zhì)需求”“傳遞方向”“主要發(fā)生場景”三方面對比三種方式（見表1）：|傳遞方式|是否需要介質(zhì)|主要傳遞方向|典型場景||----------|--------------|--------------------|--------------------------||熱傳導(dǎo)|需要（固體）|從高溫部分到低溫部分|鐵鍋炒菜時手柄變熱||熱對流|需要（液體/氣體）|循環(huán)流動（熱上升、冷下降）|燒開水時水的流動||熱輻射|無需介質(zhì)|沿直線向四周發(fā)散|曬太陽、爐火烤手|3科學(xué)思維的提煉本節(jié)課不僅要得出規(guī)律，更要讓學(xué)生體會“科學(xué)探究的一般流程”：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→收集證據(jù)→分析推理→得出結(jié)論→應(yīng)用驗(yàn)證。這種思維模式將伴隨他們后續(xù)的科學(xué)學(xué)習(xí)，甚至成為解決生活問題的通用方法。05拓展應(yīng)用：從課堂到生活的實(shí)踐延伸1生活中的熱輻射方向應(yīng)用科學(xué)的魅力在于解釋現(xiàn)象、指導(dǎo)生活。我列舉了幾個學(xué)生熟悉的場景，讓他們用所學(xué)規(guī)律分析：太陽能熱水器：集熱管為何傾斜朝向太陽？（利用熱輻射直線傳遞，讓集熱管與太陽光線夾角最小，接收更多熱輻射）；冬季取暖：為什么電暖器要放在墻角，而小太陽取暖器要正對人體？（電暖器利用熱對流+熱輻射，需擴(kuò)散到整個房間；小太陽以熱輻射為主，需定向傳遞）；消防員隔熱服：表面的鋁箔層有什么作用？（反射熱輻射，減少身體吸收的熱量，屬于“改變熱輻射方向”的應(yīng)用）。2課后探究任務(wù)為了延續(xù)探究熱情，我設(shè)計(jì)了開放性作業(yè)：“用家里的臺燈（模擬熱源）、溫度計(jì)、硬紙板，設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證‘熱輻射是否能穿透玻璃’。要求：寫出實(shí)驗(yàn)步驟、記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)論，下節(jié)課分享?！比ツ暧袀€學(xué)生用保鮮膜（透明）、錫箔紙（反光）、卡紙（吸光）做了對比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“透明保鮮膜對熱輻射的阻擋很小”，這種“從課堂到生活”的遷移，正是我們期待的“用科學(xué)眼光看世界”。結(jié)語：讓熱輻射的“溫暖”照亮科學(xué)思維之路這堂“熱輻射方向規(guī)律實(shí)驗(yàn)”課，不僅讓學(xué)生理解了“熱輻射沿直線傳遞”的科學(xué)