《傳熱比賽》教學(xué)設(shè)計(jì)方案一、教學(xué)設(shè)計(jì)理念本課設(shè)計(jì)了三個(gè)有梯度的探究活動(dòng)：第一個(gè)是用手觸摸，感受三種不同材料導(dǎo)熱的快慢；第二個(gè)是用牙簽粘蠟燭，在加熱狀況下觀察掉落的先后，來比較A、B、C三種熱的良導(dǎo)體的導(dǎo)熱性的差異；第三個(gè)環(huán)節(jié)是根據(jù)溫變油墨在金屬棒加熱狀態(tài)下，其顏色變化的先后順序，來判斷他們的導(dǎo)熱能力。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)于條件的控制，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到學(xué)生思維的提升，加深其關(guān)于對(duì)比試驗(yàn)中控制條件的理解。然而，由于種種原因，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果還是出現(xiàn)了不同的結(jié)果，所以引出了用溫變油墨來做實(shí)驗(yàn)的想法創(chuàng)新，從而獲得了理想的實(shí)驗(yàn)效果。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1.知道不同材料的傳熱本領(lǐng)是不同的，初步理解熱的良導(dǎo)體和熱的不良導(dǎo)體兩個(gè)概念；2.以及了解熱的良導(dǎo)體與熱的不良導(dǎo)體在生活中的廣泛運(yùn)用；過程與方法：1.知道不同材料的傳熱本領(lǐng)是不同的，初步理解熱的良導(dǎo)體和熱的不良導(dǎo)體兩個(gè)概念；2.以及了解熱的良導(dǎo)體與熱的不良導(dǎo)體在生活中的廣泛運(yùn)用；情感態(tài)度與價(jià)值觀：1.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)化對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的積極影響；2.體驗(yàn)“設(shè)計(jì)”—“制作”—“測(cè)試“—”改進(jìn)“的工程設(shè)計(jì)思想。三、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)：學(xué)生能明確對(duì)比實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵要素，能根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。四、學(xué)情分析通過前一課對(duì)熱傳導(dǎo)的深人觀察研究，學(xué)生們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到熱總是從溫度較高的部分傳向溫度較低的部分。那么不同材料的物體放在相同的熱源中，它們導(dǎo)熱速度哪個(gè)快，哪個(gè)慢?通過設(shè)計(jì)研究導(dǎo)熱比賽的活動(dòng)，學(xué)生將學(xué)習(xí)區(qū)分熱的良導(dǎo)體與不良導(dǎo)體。生活中我們要根據(jù)需要選擇不同導(dǎo)熱性能的材料。本課的“三種金屬傳熱比賽”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，建立在《熱是怎樣傳遞的》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，通過色彩變換推導(dǎo)熱傳導(dǎo)的差異，把原來是單一的觀察，設(shè)計(jì)成橫向的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過本課學(xué)習(xí)，使學(xué)生感受STEM教學(xué)的魅力，打開思維窗口。五、教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備教具準(zhǔn)備：教學(xué)ppt、學(xué)生第二梯度實(shí)驗(yàn)材料一套、裝有涂上油墨金屬棒的鐵架臺(tái)一個(gè)、PPT、翻頁(yè)筆、熱水壺、變色馬克杯、黑板貼、工具包。學(xué)具準(zhǔn)備：第一梯度實(shí)驗(yàn)：鐵勺、木勺、塑料勺、熱水；第二梯度實(shí)驗(yàn)：已粘牙簽的鐵架臺(tái)、金屬棒A、金屬棒B、金屬棒C、酒精燈。第三梯度實(shí)驗(yàn)：裝有涂上溫變油墨的A、B、C棒的鐵架臺(tái)、打火機(jī)。六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、感官體驗(yàn)，激發(fā)興趣。圖片展示，問題導(dǎo)入：大家認(rèn)識(shí)這些是什么嗎？不同場(chǎng)合用不同的勺子，當(dāng)需要舀起一勺滾燙的熱湯時(shí)你會(huì)選擇哪種材質(zhì)的勺子呢？學(xué)生猜想，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證猜想4.通過用手摸的方法，我們可以得到：不同物質(zhì)的導(dǎo)熱能力是有差別的；根據(jù)學(xué)生體驗(yàn)延伸，引出“熱的良導(dǎo)體”和“熱的不良導(dǎo)體”兩個(gè)概念。小結(jié)：根據(jù)剛剛的感官體驗(yàn)，我們可以知道，金屬的對(duì)熱的傳導(dǎo)能力要強(qiáng)于木頭、塑料、陶瓷等材料；熱量的傳遞是從熱的一端向冷的一端傳遞的。6.任務(wù)探究有一家制鍋廠，材料商給制鍋廠提供了三種金屬材料，在不考慮成本的情況下，請(qǐng)你幫忙挑選出導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的材料。任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)傳熱比賽，尋找最適合做鍋的材料。1.思考問題，并回答。猜想并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，初步接觸本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，公平性，控制變量。開始實(shí)驗(yàn)，猜想并驗(yàn)證猜想。判斷常見物質(zhì)的導(dǎo)熱能力強(qiáng)弱。4.思考對(duì)三類熱的良導(dǎo)體判斷強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。5.結(jié)合情境，提出問題，導(dǎo)入課題，引發(fā)思考明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目的，讓學(xué)生在簡(jiǎn)潔的目標(biāo)驅(qū)使下，通過用手觸摸直觀感受不同材料傳熱能力的不同；結(jié)合情景提出任務(wù)，探究式學(xué)習(xí)，將解決問題的過程變?yōu)檎莆罩R(shí)、學(xué)習(xí)技能、主動(dòng)探究的過程。二、主動(dòng)參與，探究新知。設(shè)疑：根據(jù)所提供材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)量點(diǎn)的引導(dǎo)討論。（分析、猜測(cè)、推論、完善設(shè)計(jì)）2.匯報(bào)：實(shí)驗(yàn)方案，原理，牙簽掉落順序的推測(cè)；3.實(shí)驗(yàn)，記錄。4.反饋：?jiǎn)螒{這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)，無法判斷排名。5.討論及反思：為什么我們這樣精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果還會(huì)不同？問題出在哪里？（反思實(shí)驗(yàn)條件的控制）思考，討論，制定方案；2.設(shè)計(jì)意圖交流反饋，請(qǐng)展示組闡述設(shè)計(jì)意圖和注意事項(xiàng)，請(qǐng)其他組進(jìn)行補(bǔ)充和糾正。4.實(shí)驗(yàn)：操作步驟——注意事項(xiàng)——進(jìn)行試驗(yàn)——回收材料5.根據(jù)實(shí)驗(yàn)中牙簽實(shí)際掉落情況，判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。6.反思直接拋出問題，讓學(xué)生感到困惑。闡述與交流，是學(xué)生進(jìn)行思維的碰撞，思考如何在實(shí)驗(yàn)中對(duì)條件進(jìn)行有效控制，讓得出的結(jié)論更加科學(xué)。反思實(shí)驗(yàn)結(jié)果和過程，回顧實(shí)驗(yàn)過程的誤差點(diǎn)，思考結(jié)論差異的原因，從而引出下一環(huán)節(jié)的探究。三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)演示：那究竟如何設(shè)計(jì)這個(gè)比賽規(guī)則，才能達(dá)到結(jié)果統(tǒng)一，反差明顯呢？老師從生活中的一只杯子上獲得了靈感（演示熱水倒進(jìn)遇熱變色的馬克杯中）。思維拓展：如果把這只杯子上的材料用到我們的傳熱比賽中來，會(huì)怎樣？介紹：展示實(shí)驗(yàn)器材。預(yù)測(cè)：金屬棒受熱后，上面的油墨會(huì)怎樣變化？實(shí)驗(yàn)：觀察并記錄金屬棒上油墨變化的先后時(shí)間。展示并匯總各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。生介紹實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。反饋：得出結(jié)論，對(duì)“誰(shuí)的傳熱本領(lǐng)最強(qiáng)”進(jìn)行總結(jié)。仔細(xì)觀察教師演示實(shí)驗(yàn)，開啟創(chuàng)新思維；思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)觀察記錄，匯總并分析數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。借助杯子的演示，打開思維。預(yù)測(cè)使得學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有大致的判斷。同時(shí)，預(yù)測(cè)中也落實(shí)了實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)驗(yàn)及觀察注意事項(xiàng)的提醒。反思實(shí)驗(yàn)方法及材料的使用的和改進(jìn)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生積極影響。四、總結(jié)回顧情感提升1.隨著材料的選擇，實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論逐漸一致，最終選擇出了導(dǎo)熱性最強(qiáng)，最能滿足制鍋廠老板要求的材料，你對(duì)今天的實(shí)驗(yàn)，有什么感想和大家交流？2.結(jié)合STEM學(xué)習(xí)理念的總結(jié)。分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)成功的原因，分享交流；回顧了解STEM學(xué)習(xí)的過程，掌握探究式學(xué)習(xí)的方法。讓學(xué)生體會(huì)到關(guān)注生活現(xiàn)象可以給我們的學(xué)習(xí)提供借鑒和幫助。感受到科學(xué)方法的創(chuàng)新及改進(jìn)的重要性。七、教學(xué)結(jié)構(gòu)流程的設(shè)計(jì)結(jié)合生活實(shí)際，創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3：熱敏材料變色比較導(dǎo)熱性創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)2：牙簽掉落比較金屬導(dǎo)熱性實(shí)驗(yàn)開展誤差較大，設(shè)計(jì)不合理④分析數(shù)據(jù)，矛盾做出預(yù)測(cè)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，完善提出問題，討論情境導(dǎo)入：制鍋廠的難題啟下實(shí)驗(yàn)結(jié)合生活實(shí)際，創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3：熱敏材料變色比較導(dǎo)熱性創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)2：牙簽掉落比較金屬導(dǎo)熱性實(shí)驗(yàn)開展誤差較大，設(shè)