“怎样得到更多的光和热”教学设计

韩孟春 李文娟 佟玲玲

教材分析

“怎样得到更多的光和热”是教科版小学《科学》5年级上册“光”单元第6课。之前一节课内容为“光与热”，让学生了解了“物体在发光的同时发热”这一科学概念，并探究了光的强弱与温度的关系。本课仍然开展探究活动，进一步探究如何获得更多的光和热，为下一课制作太阳能热水器打下理论基础。本课共有3个活动。

·研究物体的颜色与吸热的关系。用温度计测量不同颜色纸袋内的温度，以探究物体颜色与吸热的关系，实验数据记录在表格中。

·研究阳光垂直照射或斜射与吸热的关系。转换阳光照射纸袋的角度进行对比实验，探究阳光垂直照射或斜射与吸热的关系。

·分析实验获得的信息。要求学生自主研究分析，通过教材的问题辅助自主总结实验结论。

学生自主设计并开展探究实验，产生对新知识的浓厚兴趣，以及通過探究解决疑问的欲望。设计对比实验探究物体颜色与吸热的关系之后，选定一种颜色探究阳光垂直照射或斜射与吸热之间的关系，让学生更进一步了解吸热不止与颜色有关，还与阳光照射角度有关。最后通过教师引导学生自主分析处理数据的教学活动，培养学生的数据分析处理及归纳总结的能力，锻炼他们独立自主获取知识的能力，巩固所学的科学知识。

学情分析

小学5年级学生已具备一定的科学探究学习能力，同时具备较强的动手能力，积累的生活经验也较多。小学3年级有一篇语文课文《能辨颜色的手》也让学生对于物体颜色与吸热的关系有了一点了解，加上生活中的经验使得学生能更好地理解课程内容。学生已具备的素养为本节课提供了很好的学习基础，也使得学生能更好地感受科学与生活的联系，更灵活地将科学知识运用于生活中。这更有利于学生的科学素养的形成与提升。

教学设计思路

一堂课需要在一开始吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣，因此本课以一个有趣的故事《盲人卖陶罐》导入，创设情境，激起学生的好奇心，高度集中学生的注意力，顺势抛出问题“物体的颜色与吸热是什么关系？”引发学生思考。通过问题的提出，结合学生已有学习基础，开始第一个活动“物体的颜色与吸热”的探究学习，利用自制创新教具，通过实验进一步验证与拓展学生对颜色与吸热的关系的浅层认识。这样将学生的已知与新知建立联系，体会生活中处处有科学，感受科学与现实生活的密切联系，以及科学并不是独立存在的，而是具有众多联系的。探究“物体的颜色与吸热”之后，通过对生活中太阳能热水器图片的观察，引入“阳光照射角度与吸热的关系”，同样利用自制教具，学生自主设计实验完成知识的探究性学习。

未知或模棱两可的知识需要通过探究活动进一步学习，以帮助学生理清学习思路，理解新知识。通过学生自主设计探究实验活动，对比实验更为快速地让学生理解“物体吸热与颜色的关系”“阳光照射角度与吸热的关系”这2个科学概念，并将本课知识运用到下一课“做一个太阳能热水器”中，增强与生活的联系，更有利于理论与实践的结合。

实验记录与分析也是教师需要在教学中着力指导的，用数据、事实说明问题是培养学生科学素养的重要方面。通过学生自主实验并记录实验数据能让学生对于实验的科学性有更深的理解，不仅能让学生更好地获取知识和方法，而且更锻炼了学生的观察、思维、实验操作和创造能力。学生自主地梳理知识更进一步加深了对当堂课所学知识的印象，学生能够自主分析实验所获得的信息也是帮助学生探索知识的有利教学手段。

“科学来自生活，教学要走出课堂，向生活空间拓展”是本单元的情感态度价值观。教学中，教师要利用课件和生活中的实例，教授“得到更多的光和热”的相关知识及实际方法，拓展学生思维的深度与广度，让学生感受科学与生活的密切联系，培养学生从生活中发现问题并利用科学知识解决问题的能力，进一步提升学生的科学素养。

教学目标

科学概念

·物体的颜色与吸热的本领的关系：深色物体比浅色物体吸热能力更强。

·阳光照射角度与吸热的关系：阳光直射吸热更强。

科学探究

·通过自主设计对比实验探究物体的颜色与吸热的关系，以及阳光照射角度与吸热的关系，并记录实验数据。

·通过对实验现象的记录与描述，培养学生的知识整理能力。

科学态度

·在实验中能严格按照实验要求进行操作，实事求是地记录观察数据，进行数据分析，培养学生认真严谨的科学学习态度。

·认识到自然事物的变化之间是有联系的，并非独立存在，科学亦是如此，培养学生以发展联系的眼光看问题的能力，以及多角度思考问题的思维能力。

科学、技术、社会与环境

认同科技的发展能促使人们更好地利用自然资源和自然规律的观点。

教学重难点

重点：利用对比实验探究物体的颜色与吸热的关系

难点：观察豆豆滑落的速度与温变油墨变色速度并准确描述现象

教学准备

学生：课本、笔、2项实验活动的实验记录表

教师：教案、多媒体教学课件、自制创新教具2组

教学过程

创设情境，激趣导入

（教师）趣味故事，提升兴趣

教师放映动画视频《盲人卖陶罐》，并讲述故事梗概：在阳光明媚的一天，盲人在街上卖罐子，黑色陶罐50元，白色陶罐30元。（手势）1个商人走过来买罐子，他说买1个白色陶罐，却拿走了1个黑色陶罐，只给了30元。而盲人在交易时，机智地发现商人拿错了陶罐，友善地提醒商人，拿回了自己该收的50元。

提出问题：盲人是看不见的，而他却辨别了陶罐的颜色，这是怎么做到的呢？

引出课题：可能大家都比较疑惑，那么我们一起学习利用物体的颜色的不同，如何得到更多的光和热，揭开这个谜底。

深层追问：物体的颜色与吸热是什么关系？

（学生）分组讨论，提出猜想

学生自主分析讨论，回答教师提问，结合故事进行猜想，对物体颜色与吸热的关系的探究实验提出初步假设。

预测：学生会猜想“物体的颜色越深吸热能力越强”（猜想1）、“物体的颜色越浅吸热能力越强”（猜想2）。

活动1.滑豆豆比赛——物体颜色与吸热的关系

（教师）提供器材，引导实验

教师将学生分为2组，依据器材提问如何利用所提供器材设计实验，引导学生自主设计实验，探究物体的颜色与吸热的关系。

实验器材：不同颜色的金属片若干、自制创新教具、凡士林、胶珠（如图2）。

展示实验器材后引导学生认识实验器材：提问蓝色小盒子里装的试剂（凡士林）有同学认识吗？取一点均匀涂抹在手上会发生什么现象？

预测学生回答：这是凡士林，日常生活中可以用作唇膏和护手霜，有润肤的功能，涂抹在手上会消失不见（凡士林在皮肤上涂抹均匀时变成液态被皮肤吸收了）。

教师进一步总结引导实验原理：凡士林用在日常生活中有润肤的作用，它是一种黏稠度比较高的液体，受热之后会软化形成流动性较强的液态，这也就是涂抹在手上会被皮肤吸收的原因。

提问引导设计实验：凡士林与今天的探究有什么关系？怎样利用这些器材完成今天的比赛？

留半分钟思考讨论时间供学生小组交流。

预测学生回答：因为凡士林遇热会软化，我们可以将凡士林涂抹在铁片上，再安装到装置上，依照凡士林软化的先后顺序就可以判断物体颜色不同导致的吸热产生的温度的差异。

进一步引导学生思考豆豆的作用，学生回答：豆豆是为了让凡士林融化的现象更加明显，方便我们的观察。

展示教具模型示意图，引导学生依图3所示根据所提供的器材搭建好实验装置。立方體支架上已有小磁铁可直接吸附铁片；铁片涂有颜料的一面标有“朝光面”，另一面为背光面，提醒学生注意铁片的朝向；背光面的方框为用凡士林粘连豆豆处；安装好小铁片后打开电源点亮灯泡开始实验，并提示学生仔细观察。

实验注意事项

·小组分工合作，进行对比实验。

·保持除颜色以外的其他各项条件相同——照射角度与时间、灯光强度、铁片面积、等距照射铁片等（控制变量法）。

·用药匙取用凡士林且每个铁片上凡士林用量一致。

·实验时仔细观察豆豆开始滑落的时间，并填好实验报告表单。

·注意电路使用安全。

·白炽灯点亮后会发热，禁止用手直接触碰灯泡。

（学生）设计实验，动手实操

学生自主设计对比实验，在同一条件下光照射不同颜色的金属片，通过观察凡士林融化导致豆豆开始滑落的时间不同验证提出的猜想。学生在学习了如何正确操作后，小组间分工合作完成实验，观察不同颜色的物体受光照后的豆豆开始滑落顺序并如实记录现象，完成实验报告单1（如表1）。实验报告单“豆豆开始滑落顺序”选填1—4。学生在实验过程中教师应实时观察并提供指导。

活动2.实验1成果展示，总结实验

学生自主整理实验记录，教师请小组进行实验成果展示，引导分析实验报告单，得出如表2所示的实验报告，教师对成果展示进行总结，并得出“物体颜色越深吸热能力越强”的结论，证明猜想1是正确的。

教师引导揭秘课堂最开始的疑问：盲人失去了视觉，如何机智地辨别陶罐的颜色？

预测学生回答：盲人看不见，但在交易的时候会用手摸，他用手摸到了陶罐，黑色吸热能力大于白色的吸热能力，吸热后的温度就会更高，盲人用手区分了黑色和白色陶罐。

教师总结：在阳光照射下，不同颜色的陶罐吸热能力不同，黑色陶罐吸热能力远大于白色陶罐，产生较大的温度差；盲人用手感知了2种陶罐的温度差异，机智地辨别出颜色的不同。

拓展延伸，引入“阳光照射角度与吸热”

教师进行实验小结，引导学生自主梳理学习的知识，并进行知识拓展。

生活拓展：观察下图，思考生活中如何获得更多光和热？

预测学生回答：太阳能热水器表面颜色是深色，受光面的角度，以及表面积。

加深对“物体颜色越深吸热能力越强”概念的理解之后，由太阳能热水器受光照面的角度引入“阳光照射角度与吸热的关系”。

活动3.变色王比赛——阳光照射角度与吸热的关系

（教师）强化设计，引导实验

教具基本条件均不变，选取背光面为温变油墨且相同颜色的铁片，改变支架，将阳光照射角度细化为0°、30°、60°和90°（0°表示铁片与太阳光平行，90°表示铁片受太阳光直射；30°和60°表示铁片受太阳光斜射）。

认识器材，提问引导学生自主设计实验：用手捂住背光面为温变油墨的铁片，观察会发生什么现象？我们该如何利用这些器材完成阳光照射角度与吸热关系的探究呢？

预测学生回答：红色油墨变淡或者变为无色，根据实验1的实验原理，可以以温变油墨变色的速度判断吸热的快慢。将铁片按照不同角度安装在装置中，打开实验装置观察温变油墨的变色速度，完成实验探究。

教师引导细化实验设计：为了探究阳光照射角度与吸热的关系，应该保持什么条件相同？

预测学生回答：铁片的颜色、阳光照射的强度等。

展示教具模型示意图（图5），学生自主实验（学生进行实验1后对于实验教具已有使用基础，此时教师不必过多指导，应引导学生自主思考，自主探究实验）。

（学生）提出猜想，自主实验

学生自主设计对比实验，同一条件下光以不同角度照射同种颜色的铁片，通过观察温变油墨变色速度不同验证提出的猜想，通过前面的操作加强动手实践，小组内分工合作完成比赛，观察比赛过程并如实记录现象，完成实验报告单2 （如表3）。学生在实验过程中教师应实时观察并提供指导。

活动4.实验2成果展示及总结

教师检验学生自主实验成果，进行小组汇报，总结实验结论：阳光入射角度越大，吸热能力越强；阳光直射吸热能力最强。

课堂总结与拓展

教师提问：通过今天所学习的2个影响物体吸热的因素，举出生活中与其有关的实例。

猜测学生回答：遮阳棚的颜色，用阳光照射角度确定楼房的间距，夏季衣服的颜色。

教师引导预习课程内容：同学们见识都非常广泛，也是善于观察生活的孩子。我们今天所学习的内容在下节课“制作太阳能热水器”当中可以进一步应用哦！

总结反思

学生在这节课上亲自设计实验过程，综合运用所学知识和生活经验，利用材料设计出不同的实验装置，表现出一定的实践能力和創新精神。教师则利用故事视频、图片丰富教学内容，为学生的表达与交流提供广阔的平台，让学生进一步认识物体的颜色与吸热的关系，以及阳光照射角度与吸热在实际应用中的意义，同时让学生体会到我们的研究发现只有服务于生活才能真正体现研究成果的价值。让学生切身感受到学以致用的成功和喜悦，拓宽了学生的视野，提高了教学效率。

板书设计

点评

“怎样得到更多的光和热”这一课设计了2个有新意的探究活动，探究物体颜色与吸热的关系，以及阳光照射角度与物体吸热的关系，并得出相应的结论。

教师精心准备了实验材料，让学生自行设计实验。在这些材料的引导下，学生调动已有的知识和经验，设计出不同的实验。教师在学生设计的基础上，加强指导——出示立方体支架，提示学生在这个支架上选择相应的位置，分别固定灯泡和不同颜色铁片。立方体支架的设计科学地解决了在实验室没有阳光的条件下，也能准确地进行物体吸收热量的实验，这是一个很值得学习和推广应用的方法。

一切准备就绪，打开灯泡电源，观察记录各铁片上的红豆滑落的先后顺序，从而得到实验结果。后面的第2个探究活动也如法进行，实验效果都很好。

从这一课的教学设计我们看到了教师具有先进的教学理念，让学生在教师设计的情境里，自己发现问题、提出问题，并且在教师精心准备的材料的引导下，自行设计实验解决问题。整个学习过程，学生处于主动地位。这样的教学，在学生学习科学概念的同时，着重强调了学生思维能力和动手能力的培养，同时也培养了学生小组合作的团队精神，还有学以致用的习惯。长此以往，学生的科学素养就逐渐形成了。

教学设计撰写规范，排版美观。

（武汉城市职业学院教授徐明）