师:同学们大家好,欢迎来到科学课堂。这节课我们将继续学习小学科学大象版五年级上册第一单元第四课《结构与保温》。首先,大家一起来看教材,本节课内容在课本第11 - 12页。本节课的学习目标是:一、能从事物的结构角度提出可探究的科学问题;二、能制作不同的结构来研究物体结构对热传递快慢的影响;三、能用自己的话解释保温瓶的保温原理。请同学们准备好以下实验器材。准备好了吗?我们开始今天的学习。请同学们认真观察图片,思考它们都是什么结构。
生:我发现这些门窗都是双层玻璃结构。
师:这位同学观察得真仔细。请同学们想一想,为什么要这么设计?你还可以提出哪些问题?
生:玻璃窗为什么要做成双层玻璃的,这样加工起来不是很麻烦吗?和单层的玻璃窗比起来,这样设计有什么优点?
生:这个玻璃窗是双层玻璃,这样设计比单层玻璃更能隔音、隔热。
生:我通过查阅资料得出,双层玻璃与单层玻璃相比,不仅保温、隔热性能好,而且具有隔声、抗噪、耐冲击、水密性和防火性好的优点。
师:是的,为了满足我们的生活需求和舒适度,我们家里常使用双层玻璃窗。那么今天就让我们一起来学习和研究结构与保温。你能用实验亲自探究验证结构与温度变化的关系吗?首先需要我们明确要研究的科学问题,请同学们谈谈你们的想法。
生:双层玻璃和单层玻璃在相同时间内哪一个隔热效果更好?
师:他强调了相同时间,这是很重要的一方面,但目前直接用玻璃来做实验有一定的难度。同学们想一想,双层玻璃比单层玻璃隔热效果更好,造成这种差别的关键因素在于玻璃本身还是它们的结构呢?
生:是的,就是结构。
师:所以我们的问题可以修改成什么呢?
生:相同材料做成的双层结构和单层结构的物体,在相同时间内哪一个隔热效果好?
师:隔热效果又该怎样评价?谁能把这个问题的评价标准说得具体一些。
生:相同材料做成的单层结构和双层结构的物体,在相同时间内哪一个保温效果好?
师:老师想问,我们怎样判断保温效果呢?
生:使用温度计来测量。
师:是的,温度计是学习与水相关知识时常采用的科学仪器。我们的问题越来越便于研究了,那是不是真的和大家所想的一样,双层结构的物体保温效果更好呢?接下来就要通过实验来验证。为了方便同学们进行设计,老师提供了下面这些材料供大家选用。瞧,这是已经制作好的一个单层的塑料瓶和一个用大塑料瓶套小塑料瓶的方法制作的双层结构的塑料瓶。请同学们思考,除了这两个不同结构的塑料瓶之外,我们还需要哪些器材?如何才能知道不同结构对热传递的影响?可以和同学或家人讨论一下。我们来听一听这位同学的实验方案。
生:我打算在这两个结构内倒入同样多的温水,每隔2分钟用温度计测量两个瓶内温水的温度变化。
师:大家还有没有什么疑问?
生:还应测量两个瓶内温度的初始温度。
师:为什么要测量两个瓶内温度的初始温度?
生:有可能两个温度不一样,这样会影响实验的科学性。
生:那观察多久合适?
生:我认为观测的时间过长或过短都不行,如果观测时间过短,温度变化不明显。如果观测时间过长的话,不论是双层结构还是单层塑料瓶,它们的温度都会接近室温,都不利于保温效果的检测,因此我认为10分钟较为合适。
师:这几位同学的思考非常全面,考虑得非常严谨。这种控制变量实验就是要尽可能地控制可能会变化的量。不过我还有几点提示:一、使用剪刀和倒温水时注意安全;二、每隔2分钟同时观察两个结构的塑料瓶水温,把收集到的温度数据记录在学生活动手册第5页,思考这些数据说明了什么。你准备好了吗?接下来可以开始实验了,实验时间为15分钟。
(一些同学完成实验后)
师:大家好,今天我们来做一个有趣的小实验,我们的实验目的是探究不同结构对热传递的影响。我们的实验器材有直尺、马克笔、两个电子温度计、橡皮泥、剪刀、两个小塑料瓶、一个大塑料瓶、胶带、计时器和笔。我们现在来开始实验。首先,我们把两个小塑料瓶距离瓶口10厘米处画上标记,以保证水位是一样的,再分别向两个瓶中倒入同样多的温水。
生:第二步,我们把大塑料瓶从上端剪下来,把其中一个小塑料瓶放进去,再用胶带粘贴好,以保证良好的密封性,这样一个密封性良好的双层瓶就完成了。
生:第三步,我们用橡皮泥把温度计固定在测量位置上。
生:第四步,我们开始计时并记录下初始温度都是50.2摄氏度。我们每隔2分钟观察并记录下水温。
生:2分钟到,我们观察并记录水温。单层结构瓶中是49.2摄氏度,双层结构瓶中是49.9摄氏度。
生:4分钟时间到,我们观察并记录水温。单层结构瓶中是48.3摄氏度,双层结构瓶中是49.3摄氏度。
生:6分钟到,我们观察并记录水温。单层结构瓶中是47.5摄氏度,双层结构瓶中是48.8摄氏度。
