16 制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)人教鄂教版

16制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器（教學(xué)設(shè)計(jì)）-2024-2025學(xué)年科學(xué)五年級(jí)上冊(cè)人教鄂教版學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：五年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2024年10月25日星期三上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

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親愛的小朋友們，今天我們要一起動(dòng)手制作一個(gè)簡(jiǎn)易的太陽(yáng)能熱水器！??這節(jié)課，我們將結(jié)合科學(xué)課本中的知識(shí)，一起探索太陽(yáng)能的奧秘，感受科學(xué)的魅力。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起開啟這堂有趣的科學(xué)之旅吧！????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.觀察與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ和ㄟ^(guò)動(dòng)手制作太陽(yáng)能熱水器，學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，掌握實(shí)驗(yàn)步驟，提高動(dòng)手操作能力。

2.科學(xué)探究精神：在探究過(guò)程中，培養(yǎng)同學(xué)們敢于質(zhì)疑、勇于嘗試的科學(xué)精神。

3.跨學(xué)科思維：將科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，提升同學(xué)們的跨學(xué)科思維能力。

4.環(huán)保意識(shí)：了解太陽(yáng)能的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)同學(xué)們的環(huán)保意識(shí)，倡導(dǎo)綠色生活。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-重點(diǎn)一：太陽(yáng)能熱水器的工作原理。學(xué)生需要理解太陽(yáng)能熱水器如何利用太陽(yáng)能加熱水，包括太陽(yáng)能的吸收、轉(zhuǎn)換和利用過(guò)程。

-重點(diǎn)二：簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器的制作步驟。學(xué)生應(yīng)掌握如何選擇合適的材料，以及如何按照步驟組裝和測(cè)試太陽(yáng)能熱水器。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-難點(diǎn)一：太陽(yáng)能的吸收和轉(zhuǎn)換。學(xué)生可能難以理解太陽(yáng)能如何被吸收并轉(zhuǎn)換為熱能，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和講解來(lái)幫助學(xué)生直觀理解。

-難點(diǎn)二：材料的選擇與性能。學(xué)生需要學(xué)會(huì)如何根據(jù)材料的特性選擇合適的材料來(lái)制作太陽(yáng)能熱水器，這涉及到對(duì)不同材料的了解和比較。

-難點(diǎn)三：實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析。學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)遇到操作不當(dāng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的情況，需要教師指導(dǎo)正確的實(shí)驗(yàn)操作技巧，并教授如何分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

-難點(diǎn)四：安全意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)如何安全地操作工具和材料，避免意外傷害。教學(xué)資源-軟硬件資源：太陽(yáng)能熱水器模型、溫度計(jì)、透明塑料瓶、黑色塑料袋、吸管、剪刀、膠帶、熱熔膠槍、水、電燈等。

-課程平臺(tái)：科學(xué)實(shí)驗(yàn)演示視頻、太陽(yáng)能熱水器原理動(dòng)畫。

-信息化資源：太陽(yáng)能熱水器工作原理的科普文章、太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)案例庫(kù)。

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、分組實(shí)驗(yàn)、討論分析、多媒體教學(xué)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：我會(huì)在課前通過(guò)班級(jí)微信群發(fā)布關(guān)于太陽(yáng)能熱水器工作原理的PPT和視頻資料，讓學(xué)生了解太陽(yáng)能的基本概念和熱水器的構(gòu)造。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：我會(huì)提出如“太陽(yáng)能是如何轉(zhuǎn)化為熱能的？”和“選擇不同材料對(duì)熱水器的性能有何影響？”等問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：我會(huì)通過(guò)微信群和課堂提問來(lái)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，確保每位學(xué)生都能達(dá)到基本的預(yù)習(xí)要求。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生需要閱讀PPT和視頻，理解太陽(yáng)能熱水器的基本原理。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)問題進(jìn)行思考，并記錄下自己的疑問。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)來(lái)掌握基礎(chǔ)知識(shí)。

信息技術(shù)手段：利用微信群和PPT進(jìn)行資源共享。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：我會(huì)用一個(gè)簡(jiǎn)短的故事引入，比如講述一個(gè)古老的太陽(yáng)能熱水器的故事，引起學(xué)生的興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：我會(huì)詳細(xì)講解太陽(yáng)能熱水器的工作原理，包括太陽(yáng)能的吸收、熱能的轉(zhuǎn)換和熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

組織課堂活動(dòng)：我會(huì)設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生分組討論不同材料的優(yōu)缺點(diǎn)，并設(shè)計(jì)一個(gè)小型的太陽(yáng)能熱水器模型。

學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生積極參與小組討論和模型制作。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)講解幫助理解復(fù)雜概念。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)小組合作和模型制作來(lái)實(shí)踐知識(shí)。

作用與目的：

通過(guò)講解和實(shí)踐活動(dòng)，幫助學(xué)生深入理解太陽(yáng)能熱水器的工作原理，掌握制作過(guò)程。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：我會(huì)布置一個(gè)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器模型的作業(yè)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

提供拓展資源：我會(huì)推薦一些關(guān)于可再生能源和太陽(yáng)能技術(shù)的網(wǎng)站和書籍，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生完成設(shè)計(jì)作業(yè)，并思考如何優(yōu)化設(shè)計(jì)。

拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用提供的資源進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)作業(yè)。

反思總結(jié)法：學(xué)生通過(guò)反思總結(jié)來(lái)提高設(shè)計(jì)能力。

作用與目的：

通過(guò)課后作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新和深入探究。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.知識(shí)掌握：

-學(xué)生能夠理解太陽(yáng)能熱水器的工作原理，包括太陽(yáng)能的吸收、熱能的轉(zhuǎn)換和熱水器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

-學(xué)生掌握了太陽(yáng)能熱水器的基本構(gòu)造和材料選擇，能夠識(shí)別不同材料的特性及其對(duì)熱水器性能的影響。

-學(xué)生了解了太陽(yáng)能作為一種可再生能源的優(yōu)勢(shì)，以及其在環(huán)保和節(jié)能方面的作用。

2.技能提升：

-學(xué)生通過(guò)動(dòng)手制作太陽(yáng)能熱水器模型，提高了動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)技能。

-學(xué)生學(xué)會(huì)了如何進(jìn)行小組合作，通過(guò)討論和協(xié)作解決問題，提升了團(tuán)隊(duì)合作能力。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)會(huì)了如何觀察、記錄和分析數(shù)據(jù)，提高了科學(xué)探究能力。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生在思考如何優(yōu)化太陽(yáng)能熱水器設(shè)計(jì)時(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

-學(xué)生通過(guò)對(duì)比不同材料的效果，學(xué)會(huì)了分析和評(píng)估，提高了批判性思維能力。

-學(xué)生在討論和分享過(guò)程中，學(xué)會(huì)了如何表達(dá)自己的觀點(diǎn)，提升了溝通和表達(dá)能力。

4.情感態(tài)度：

-學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能這一可再生能源產(chǎn)生了濃厚的興趣，增強(qiáng)了環(huán)保意識(shí)。

-學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體驗(yàn)到了成功的喜悅，激發(fā)了學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情。

-學(xué)生在面對(duì)困難和挑戰(zhàn)時(shí)，表現(xiàn)出了堅(jiān)持不懈的精神，培養(yǎng)了克服困難的勇氣。

5.綜合應(yīng)用：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中，例如在家中嘗試使用太陽(yáng)能熱水器。

-學(xué)生在了解太陽(yáng)能熱水器的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)一步探究其他可再生能源的使用。

-學(xué)生在參與社區(qū)環(huán)?；顒?dòng)時(shí)，能夠提出合理的建議，為環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。教學(xué)反思與總結(jié)今天上了關(guān)于制作簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器的課，心里有點(diǎn)小感慨，想和大家分享一下。

首先，我覺得這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯(cuò)的。孩子們?cè)谡n堂上表現(xiàn)得很活躍，尤其是當(dāng)大家親手制作出屬于自己的太陽(yáng)能熱水器時(shí)，那種興奮和成就感是顯而易見的。這讓我很欣慰，因?yàn)槲覀兊慕虒W(xué)目標(biāo)之一就是讓孩子們?cè)趯?shí)踐中體驗(yàn)科學(xué)的樂趣。

在教學(xué)方法上，我嘗試了小組合作學(xué)習(xí)的方式。我發(fā)現(xiàn)，這樣的方式不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣，還能讓他們?cè)诤献髦袑W(xué)習(xí)，互相幫助。比如，在組裝太陽(yáng)能熱水器的時(shí)候，有的學(xué)生負(fù)責(zé)剪裁塑料瓶，有的學(xué)生負(fù)責(zé)粘貼膠帶，大家各司其職，互相配合得很好。這種合作學(xué)習(xí)的氛圍，不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何與人溝通，還提高了他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

當(dāng)然，在教學(xué)中也有一些不足之處。比如，在講解太陽(yáng)能熱水器的工作原理時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生還是不太理解。這可能是因?yàn)槲覍?duì)原理的講解不夠深入，或者是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)這方面的知識(shí)基礎(chǔ)不夠扎實(shí)。所以，在今后的教學(xué)中，我需要更加細(xì)致地講解原理，同時(shí)也要關(guān)注學(xué)生的基礎(chǔ)，確保他們能夠跟上課程的進(jìn)度。

另外，課堂管理方面也有需要改進(jìn)的地方。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，個(gè)別學(xué)生因?yàn)楹闷嫘亩|碰了不應(yīng)該觸碰的設(shè)備，這讓我意識(shí)到在今后的教學(xué)中，我需要更加嚴(yán)格地管理課堂，確保學(xué)生的安全。

在教學(xué)總結(jié)方面，我覺得這節(jié)課在知識(shí)、技能和情感態(tài)度方面都取得了不小的收獲。

在知識(shí)方面，學(xué)生們對(duì)太陽(yáng)能熱水器的工作原理有了更深入的了解，掌握了基本的制作步驟和材料選擇。在技能方面，他們的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗(yàn)技能得到了提升，學(xué)會(huì)了如何進(jìn)行小組合作和解決問題。在情感態(tài)度方面，他們對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了更濃厚的興趣，增強(qiáng)了環(huán)保意識(shí)。

針對(duì)教學(xué)中存在的問題和不足，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在講解原理時(shí)，采用更加直觀的方式，比如通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示或者動(dòng)畫講解，幫助學(xué)生更好地理解。

2.加強(qiáng)課堂管理，確保學(xué)生的安全，同時(shí)也要營(yíng)造一個(gè)積極向上的課堂氛圍。

3.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，提供個(gè)性化的指導(dǎo)。

4.在課后，可以通過(guò)布置一些拓展性的作業(yè)，讓學(xué)生繼續(xù)探索太陽(yáng)能熱水器的相關(guān)知識(shí)。典型例題講解在今天的課程中，我們將深入探討太陽(yáng)能熱水器的設(shè)計(jì)與原理。下面是一些與課本內(nèi)容緊密相關(guān)的典型例題，我們將逐一講解并進(jìn)行分析。

1.例題：一個(gè)簡(jiǎn)易太陽(yáng)能熱水器，其吸熱面積為0.5平方米，陽(yáng)光直射時(shí)的平均太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1000W/m2。假設(shè)熱水器吸收的熱量全部用于加熱水，水的比熱容為4.18kJ/(kg·°C)，初始水溫為20°C，需要將水溫升高至50°C。問需要多少千克的水？

解答：首先計(jì)算熱水器吸收的總熱量：

\[Q_{\text{總}(cāng)}=A\timesI\]

\[Q_{\text{總}(cāng)}=0.5\text{m}^2\times1000\text{W/m}^2=500\text{W}\]

接著計(jì)算水溫升高所需的熱量：

\[Q_{\text{水}}=m\timesc\times\DeltaT\]

其中，\(m\)是水的質(zhì)量，\(c\)是水的比熱容，\(\DeltaT\)是水溫的變化。

我們需要解出\(m\)：

\[Q_{\text{水}}=Q_{\text{總}(cāng)}\]

\[m=\frac{Q_{\text{總}(cāng)}}{c\times\DeltaT}\]

\[m=\frac{500\text{W}\times(50°C-20°C)}{4.18\text{kJ/(kg·°C)}}\]

\[m\approx14.6\text{kg}\]

所以，需要大約14.6千克的水。

2.例題：如果太陽(yáng)能熱水器的效率為50%，問在同樣的條件下，實(shí)際加熱水的質(zhì)量是多少？

解答：熱水器的效率意味著只有一半的太陽(yáng)輻射能量被用來(lái)加熱水。因此，實(shí)際加熱水的質(zhì)量將是理論計(jì)算值的一半：

\[m_{\text{實(shí)際}}=\frac{m}{\text{效率}}\]

\[m_{\text{實(shí)際}}=\frac{14.6\text{kg}}{0.5}\]

\[m_{\text{實(shí)際}}=29.2\text{kg}\]

所以，實(shí)際加熱水的質(zhì)量大約是29.2千克。

3.例題：一個(gè)太陽(yáng)能熱水器在一天中吸收了2.5小時(shí)的總太陽(yáng)輻射能量，能量為2.5kWh。如果熱水器的效率為60%，問一天中可以加熱多少千克的水？

解答：首先計(jì)算吸收的總能量：

\[E_{\text{總}(cāng)}=2.5\text{kWh}\]

然后計(jì)算實(shí)際用于加熱水的能量：

\[E_{\text{實(shí)際}}=E_{\text{總}(cāng)}\times\text{效率}\]

\[E_{\text{實(shí)際}}=2.5\text{kWh}\times0.6\]

\[E_{\text{實(shí)際}}=1.5\text{kWh}\]

接著計(jì)算可以加熱的水的質(zhì)量：

\[E_{\text{實(shí)際}}=m\timesc\times\DeltaT\]

\[m=\frac{E_{\text{實(shí)際}}}{c\times\DeltaT}\]

\[m=\frac{1.5\text{kWh}}{4.18\text{kJ/(kg·°C)}}\times\frac{3600\text{s}}{1000\text{W}}\times30°C\]

\[m\approx85.2\text{kg}\]

所以，一天中可以加熱大約85.2千克的水。

4.例題：一個(gè)太陽(yáng)能熱水器在陽(yáng)光直射下，其吸熱面積為1平方米，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為1000W/m2。如果熱水器的效率為70%，問在一天中可以加熱多少千克的水？

解答：首先計(jì)算熱水器吸收的總能量：

\[E_{\text{總}(cāng)}=A\timesI\]

\[E_{\text{總}(cāng)}=1\text{m}^2\times1000\text{W/m}^2\times24\text{h}\]

\[E_{\text{總}(cāng)}=24000\text{kWh}\]

然后計(jì)算實(shí)際用于加熱水的能量：

\[E_{\text{實(shí)際}}=E_{\text{總}(cāng)}\times\text{效率}\]

\[E_{\text{實(shí)際}}=24000\text{kWh}\times0.7\]

\[E_{\text{實(shí)際}}=16800\text{kWh}\]

接著計(jì)算可以加熱的水的質(zhì)量：

\[E_{\text{實(shí)際}}=m\timesc\times\DeltaT\]

\[m=\frac{E_{\text{實(shí)際}}}{c\times\DeltaT}\]

\[m=\frac{16800\text{kWh}}{4.18\text{kJ/(kg·°C)}}\times\frac{3600\text{s}}{1000\text{W}}\times30°C\]

\[m\approx1940.3\text{kg}\]

所以，一天中可以加熱大約1940.3千克的水。

5.例題：一個(gè)太陽(yáng)能熱水器在陰天時(shí)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度只有正常情況下的50%。如果熱水器的效率為80%，問在一天中可以加熱多少千克的水？

解答：首先計(jì)算陰天時(shí)的總能量：