張宏兵
(湖北省宜昌市興山縣榛子鄉中心小學 湖北興山 443700)
“傳熱比賽”是教科版小學科學五年級下冊第二單元的第7課。本課是關于熱學中的熱現象——熱傳遞的教學。其中的“物質在熱量變化過程中產生的變化”不容易區分,需要借助一些工具來觀察。教材上安排了2個活動:用手觸摸三種不同材料的勺子,感覺它們傳熱的快慢;探究是否所有的金屬材料導熱性能都一樣。學習本課可以發展學生對探究的興趣,也會讓學生逐漸意識到實驗方法的選擇和改進會對實驗數據的準確性產生影響。
1.發展對科學探究的濃厚興趣。
2.意識到實驗方法的選擇和改進會對實驗結論的準確性產生影響。
1.進行不同材料物體熱傳導性能對比實驗的設計,并進行實驗:(1)用手去感覺;(2)用數字化儀器測量。
2.了解分析熱的良導體和熱的不良導體在生活中的運用。
1.不同材料制成的物體,導熱性能是不一樣的。
2.像金屬這樣導熱性能好的物體稱為熱的良導體:而像塑料、木頭這樣導熱性能差的物體稱為熱的不良導體。
1.教師準備:課件、兩種勺子、記錄單。
2.為學生準備:(1)五種材料、塑料杯、熱水、記錄單(每組一套);(2)五種材料、溫度傳感器、實驗容器、熱水(每組一套)。
(學生6人一組圍坐,書本、文具盒放入抽屜中。)
師:同學們,在前面的學習中,我們了解了熱在金屬中的傳遞(拿出鐵勺和塑料勺)。那么,不同材料制成的物體,熱傳遞的快慢一樣嗎?
生:不一樣。
師:誰能舉例說說?
生:鐵勺放到熱水中一段時間后,用手去摸上端,就發現非常燙;而塑料的放到熱水中好長時間后,用手去摸上端,都不是很燙。因此,我覺得鐵勺傳熱快些。
師:大家同意嗎?
生:同意。
師:看來,我們憑借著生活經驗就能準確地判斷出這兩種材料的熱傳遞速度。那如果有三種、四種,甚至更多呢?我們還能準確判斷嗎?今天,我們就來進行一場傳熱比賽。(板書:傳熱比賽。)
(課件出示五種長短粗細一樣的材料。)
師:今天,老師給大家帶來了五種長短、粗細都一樣的材料,分別是木頭、鋁、銅、塑料和鐵。那大家還能像剛才那樣憑借生活經驗猜出他們傳熱本領的順序嗎?請每個人把自己的猜測結果用1、2、3、4、5填寫在表格1中。請組長分發桌面上的表格1,然后大家各自填寫。
(學生猜測、填寫表格1。老師關注學生填寫情況。)
師:誰來說說你自己的猜測?
生1:銅第1,鐵第2,鋁第3,塑料第4,木頭第5。
生2:鐵第1、鋁第2,銅第3,木頭第4、塑料第5。
生3:鐵第1、鋁第2,銅第3,塑料第4、木頭第5。
(老師在黑板上做好相應記錄。)
師:還有不同意見嗎?
(有許多學生舉手示意。)
師:這么多!看來大家的猜測還都不太一樣。這個時候怎么辦?
生:進行實驗。
師:好的,那我們就把這幾種材料放到熱水中,用手去摸,然后記錄下自己的感受。
師:具體的實驗步驟請看大屏幕。(課件出示實驗步驟及要求,并請一名學生朗讀。)
實驗步驟:(1)把保溫杯中的熱水倒一部分到塑料杯中;(2)把五種材料的一端放入水中,放置一會;(3)每位同學分別觸摸五種材料的上端,然后把自己的感覺記錄在表格2中;(4)實驗完畢,整理好實驗器材,放在桌子中間;(5)倒熱水時注意安全。
師:(出示表格2)提醒大家,每個人都要把自己的感受記錄在表格2中。請各組材料員領取材料,小組長協調,開始實驗。
(學生分小組領取材料后進行實驗,并完成實驗記錄單2。教師巡視指導。)
師:請幾個組的同學說說感受。
生1:鋁第1,銅第2,鐵第3,塑料第4,木頭第5。
生2:銅第1,鐵第2,鋁第3,塑料第4,木頭第5。
生3:銅第1,鐵第2,鋁第3,木頭第4,塑料第5。
生4:銅第1,鋁第2,鐵第3,塑料第4,木頭第5。
師:我們先來看看這幾個同學的數據,你們有什么發現?
生:有部分一樣,也有部分不一樣。
生:不完全統一。
師:那說明,這樣做得不到準確的結果。到底是哪些因素影響了我們的實驗結果呢?該如何解決呢?請各小組討論交流一下,并把討論結果填寫在表格3中。(出示表格3。)
(學生小組交流,老師指導學生進行分析。)
師:誰來說說你們小組的討論結果?
生1:我們組分析的第一個原因是每個人手上的感覺不一樣,而且不準確。我認為使用工具可以解決這個問題。第二個原因是剛才放幾種器材時的先后順序不一樣,造成受熱的時間也不一樣。我認為要同時放進去,同時進行測量。
生2:我們組剛才每個人摸的每種材料的位置也不一樣,有的材料是摸的頂端,有的摸的是靠近中部一點。因此,測量時位置也要一樣。
生3:每種材料進入水中受熱的體積不一樣。因為這幾種材料粗細都一樣,所以,可以都豎直放置,讓他們受熱體積一樣。
(教師在黑板上簡要板書因素。)
師:同學們思考得很全面,也想到了這么多解決方法。那有哪些器材能同時滿足大家的這些要求呢?今天,老師就帶來了這樣一套器材,請看大屏幕。
條件的變化將為科學實驗課帶來學習活動的變化:
1.條件優化(實驗工具更科學),能幫助學生的實驗探究過程更科學、更準確、更省時,更能模擬科學實驗的真實情況;
2.條件優化,便于學生間的合作,讓每一個組員都有事情干,都有責任;
3.條件優化,也有可能會遮蔽學生的思維和創新空間。條件優化了,犯錯的機會變少了,學生也許就難以獲得不一樣的體驗。
因為采用數字化儀器可以得到比較直觀的數據,所以,筆者從一開始就準備了幾種熱的不良導體同時進行實驗研究,讓學生了解不同的熱的不良導體傳熱速度也是不一樣的。采用這套新器材可以讓學生明確諸多會影響實驗結果的因素,如開始受熱的時間、受熱時長、受熱是否均勻、測量的點等。
總之,更先進的實驗器材是有效提高學生科學素養和各方面能力的必要手段。怎樣利用先進的實驗器材,最大限度發揮實驗教學的有效性,還需要教師不斷探索、完善。