《怎样得到更多的光和热》stem教学设计.doc

《怎样得到更多的光和热》教学案例
——基于STEM的教学研究
  邓嘉怡
【教材分析】
《物体的颜色与吸热》是新教科版五年级上册第二单元第六节课的内容。在前面几节课探究的基础上，本节课是从物体本身的属性来探究怎样才能得到更多的光和热。从而为后面学习太阳能热水器的知识以及运用于生活实践做好预备、打好基础。
【学情分析】
五年级学生好奇心强，喜欢做中学。已经有一定的观察动手能力，对于光和热的特点有一定的前概念。但他们的认知还比较模糊，需要通过有效地探究实验，借助准确、有力的实验证据，发现规律，从而在前概念的基础上构建科学概念。
【教学目标】
科学概念
1.通过探究实验认识到物体的颜色与吸热的本领有关系，深色物体比浅色物体吸热快。
2.认识到许多光源在发光的时候也在发热。
过程与方法
1.做探究物体的颜色与吸热本领有关系的实验。
2.能准确地记录实验数据，并根据这些数据进行分析和推理，做出合理的解释。
情感态度价值观
1.让学生在探究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。
2.认识到自然事物的变化之间是有联系的。
【教学重难点】
教学重点：通过探究实验认识到物体的颜色与吸热的本领有关系，深色物体比浅色物体吸热快。
教学难点：较准确地记录实验、观察中的数据，并根据这些数据进行分析和推理，做出自己的解释。
【教学课时】第1课时（共2课时）
【教学准备】
各种颜色的沙（黑色、白色、深蓝色、浅蓝色、棕色、黄色、红色、粉色）、带刻度的试管、橡胶塞、温度计、白炽灯（涂有护眼涂层）、excel表格。
【教学设计亮点】
科学问题源于自然，本节课围绕生活中的现象展开探究，基于STEM教育进行教学。
S：物的的颜色与吸热的本领有关系，深色物体比浅色物体吸热快。
T：在探究实验中，学生的动手能力、观察能力、交流合作能力都得到了锻炼与提升。并且运用云教室进行多角度地交互式教学。
E：在教学中，让学生通过所学的知识设计一个微型保温杯，将科学知识运用到生活实践。
M：在探究活动过程中，学生通过观察数据、记录数据、借助excel表格分析获得的实验数据，
本节课，有效地在科学、技术、工程、数学之间形成相互碰撞、相互支撑、相互补充、共同发展，把它们交织在一起，融合在一起，实现深层次的学习、理解性学习，培养学生各个方面的技能和认识。
【教学过程】
一、新课导入
1、盲人买罐的故事
在一个阳光特别灿烂的午后，一位盲人上街买一个罐子，他想要白色的罐子，卖罐老板用黑色罐子冒充白色的罐子欺骗他，他摸摸手中的罐子再摸摸其它的罐子，识破了老板。问题：“盲人根据什么判断老板骗了他的呢？”
学生提出各种猜测。最后问题聚焦到：黑色罐子比白色罐子的吸热快，摸上去黑色罐子温度会高一些。
2、问题：物体的颜色与吸热有关吗？
3、学生自由发表意见
【设计意图】通过既有趣又生活化的故事情景，引发学生兴趣，从而引出要探究的问题。
二、探究黑色和白色谁吸热快
1、怎样来证明我们的猜测呢？——模拟实验
2、教师出示材料：黑色的沙、白色的沙、白炽灯（涂有护眼涂层）、温度计。提问：你能设计一个实验证明我们的猜测吗？
3、学生设计实验，将设计的实验装置图和步骤填在实验记录单中。
4、学生相互交流实验设计方案，教师加以点评。
将黑色的沙装入一个试管中，白色的沙装入另外一个试管中，把两个试管等距地放在白炽灯的旁边，打开开关，观察、测量它们的升温情况。
5、讨论此对比实验的注意事项。
除了沙的颜色不同，其他条件如摆放的地点、沙的量、测量时间等尽量保持一致。
6、教师提示实验中的注意事项：
（1）注意实验安全。眼睛不可以长时间对着白炽灯；不可触摸电线插头；试管轻拿轻放。
（2）小组注意分工合作。小组内同学明确各自的分工。
（3）小声讨论。
7、学生分组实验，教师巡视。
8、学生汇报实验结果。
每个小组的汇报员将结果填入投影的excel表格中，分析数据。
得出结论：黑色的沙真的比白色的沙吸热快。
【设计意图】实验采用将黑色的沙和白色的沙装入试管，测量它们的升温情况，通过比较它们的温度差，得出黑色和白色谁升温快。用沙子做实验的优点在于，沙子的比热容小，升温快，效果显著。更有利于学生对科学概念的构建。
三、探究其它颜色谁吸热快
1、其它颜色的沙谁吸热快呢？深蓝色和浅蓝色？棕色和黄色？红色和粉色？
2、小组讨论选择感兴趣的颜色，并设计、交流实验方案
3、学生实验。
4、交流实验数据。
5、结论：深蓝色比浅蓝色吸热快；棕色比黄色吸热快；红色比粉色吸热快。
6、通过excel分析整理数据，进一步得出结论：深色物体比浅色物体吸热快。
【设计意图】通过进一步对其它颜色吸热情况的探究，拓宽学生的视野，加深学生的理解。不仅有助于学生进一步对科学概念的构建，而且更有助于学生对概念的理解。
四、拓展延伸
1、为什么夏天人们喜欢穿浅色的衣服？
2、为什么太阳能板都是黑色的呢？
3、你能设计一个微型太阳能热水器，让一杯水在阳光下快速热起来吗？
【设计意图】陶行知说“生活即教育”。科学源于生活，科学更要服务于生活。通过此知识点与生活的联系，让学生感受到此知识点在生活中的应用，从而养成将科学运用于生活的意识和习惯。
五、怎样的到更多的光和热
1、播放视频
2、太阳是地球最大的光源和热源；人类只利用了太阳能量的很少一部分，还有大部分的光和热没有充分利用。通过今天的学习我们知道了可以通过控制颜色来吸收更多的热量外。我们还有什么办法能得到太阳更多的光和热？
【设计意图】课堂不是学习的终点站。这部分的设计，让这堂科学课不是以“。”结束，而是以“？”结束，留给学生更多的思考问题，让他们课后继续思考、探究。
【板书设计】
怎样得到更多的光和热
吸热快    吸热慢
黑色      白色
深蓝色    浅蓝色
棕色     黄色
红色     粉色
颜色越深，吸热越快。