第二单元热传递6.热对流【主要概念】热总是从高温处传向低温处，热传递的方式有多种，液体和气体主要通过热对流的形式传递热量。【涉及课标】6.3.3热可以在物体内和物体间传递，通常热从温度高的物体传向温度低的物体●说出生活中常见的热传递的现象，知道热通常从温度高的物体传向温度低的物体。●举例说明影响热传递的主要因素，举例它们在日常生活和生产中的应用。【教材分析】本课着重探究的是液体和气体的热传递方式——对流。液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程叫对流，即流体(气体或液体）通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。对流产生的原因在于物质的热胀冷缩，流体受热后体积变大，质量不变，密度变小，在浮力作用下向上浮起，温度低的流体密度较大，向下流动。教学内容包括四个部分：第一部分是复习导入，让学生用上节课热传导的原理来分析热在水中是如何传递的，引发学生思维冲突，聚焦对流现象。第二部分是探究热在水中是怎样传递的。把木屑放入水中加热，水升温后观察木屑在水中的运动方式，借助木屑的运动方向推测液体的流动方向，经过分析初步建立热对流的概念。第三部分是探究热在空气中是怎样传递的，在空气中点燃一支香，用玻璃罩倒扣住，观察香冒出的烟是怎样流动的，进一步完善流体通过热对流传递热量。第四部分是使学生运用所学的知识解释生活中的热对流现象和拓展活动，制作一个走马灯并尝试解释原理。【学情分析】学生上一节课完成了热传导内容的学习，明白了热总是从高温处传向低温处，热量在物体内部或两个物体之间会以传导的形式传递。由上节课的学习经验，学生会觉得液体和气体也会是通过传导的方式传递热量。这是学习热对流这种热 传递方式的一个障碍。学生在以前学过固体和液体及气体的性质，知道液体和气体能够流动，是液体和气体区别于固体的重要特性，这为学生解释液体和气体在传递热的过程中可能发生流动奠定了基础。学生在日常生活中可能注意到开锅后热气向上流动、打开冰箱门冷空气会向下流向脚面的现象，但他们往往没有认识到这是一种热传递的方式，而仅仅是热的物体和冷的物体运动了，不知道它们在运动的过程中传递了热量；同时，他们注意到的现象是一个局部，要么是上升、要么是下降，而没有注意到或者说无法观察到高温流体上升会伴随着低温流体下降，低温流体下降会伴随着高温流体上升。由于日常生活中常见的流体大多是均质的，加之发生热对流时流体流动的速度较慢，学生较难观察到其流动情况，因此，应该在流体中添加悬浮颗粒，借助悬浮颗粒的运动情况判定流体的流动情况。借助加入附加介质，观察物质的变化情况，是科学实验中经常用到的观察方法，在教学中应该渗透这种意识，以培养学生设计实验的能力，提高自主探究水平。【教学目标】1.通过观察液体和气体受热流动情况，认识到液体和气体会通过对流的形式传递热量，初步了热传导传递方式的特点。2.能够运用所学的知识解释生活中的热对流现象。3.通过类比、迁移，初步学习通过添加附加介质观察物质变化的实验方法，培养科学探究技能。4.在科学探究过程中，体验到事物的变化是可以被观察的，事物的内部是有联系的。【重点与难点】重点：知道热在气体和液体中传递的主要方式是热对流。难点：做热在水中和空气中传递的实验，从而理解对流现象。【教学准备】教师材料：酒精灯、铁架台、火柴、试管、测温仪学生分组材料：酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、木屑、烧杯、搅拌棒、香、玻璃罩、铁夹子。【教学过程】一、复习导入：梳理前概念，引发思考。1.复习旧知：同学们，上节课我们学过热的一种传递方式，是什么？（热传 导）谁能来说一下什么是热传导呢？1.演示实验：用酒精灯对装有水的试管进行加热。加热点在试管的中部。我们用热传导的原理推测一下，热在水中是如何传递的？请同学们将你的想法画在实验记录单上。2.引发思考：用测温仪测各点温度，发现结果和热传导并不一样。引发思考——热在水中究竟是如何传递的?3.大胆假设：我们上节课研究热传导的时候，研究的材料大都是固体，而水是液体。液体和固体的重要区别是它能够流动，那么水在加热的过程中是不是可能发生了流动呢？如果是发生了流动，这种流动会对整个水体温度的升高起到什么作用？【设计意图：通过学生梳理前概念，再通过演示实验，引发学生思维冲突，激发学生探索新的热传递方式的兴趣；同时引导学生大胆假设，尝试猜测水在受热时可能通过流动的形式传递热量。】二、探究热在水中是怎样传递的。1.设计实验：那么，水在加热的时候真的会发生流动吗？我们能不能设计一个实验，通过实验清晰地观察到水在变热的过程中是否会发生流动，它时怎样流动的？适时指导学生观察水的流动需要借助合适的悬浮物体，引入实验材料木屑。【设计意图：学生通过思考、试错的过程，设计出观察热在水中是如何传递的实验，在整个设计的过程中调动学生生活经验、引发学生思维碰撞。】2.学生汇报实验方案。3.实验操作：出示实验注意事项，小组按分工进行实验，用箭头在记录单上画出木屑运动轨迹。4.小组汇报：择机板书“受热上升、遇冷下降，循环流动”。5.教师总结：像水这样受热上升、遇冷下降，循环流动，通过流动传递热量，这种热传递的方式叫热对流。热对流时，热总是从温度较高处向温度较低处传递。【设计意图：让学生理解木屑的运动轨迹就是热在水中的传递轨迹，用热在水中的传递现象，先简单的分析热对流的过程，初步建立概念。】三、探究热在空气中是怎样传递的。1.概念迁移：热在水中传递会发生热对流，在石头、铁块中传递会发生热对流么？（不会，因为石头、铁块不会流动。）那么你预测一下热在空气中传递会不会发生热对流呢？你猜测的依据是什么？（空气会发生流动）【设计意图：让学生进一步理解流动是产生热对流的前提条件。】 1.设计实验：我们能不能设计一个实验来验证你的判断呢？借助什么来观察空气的是否流动？（加入可以在空气中漂浮的物体，引入香点燃后产生的烟。）2.学生汇报设计思路。3.实验操作：出示实验注意事项，小组按分工进行实验，用箭头在记录单上画出烟的运动轨迹。4.小组出示实验记录单并汇报。通过对实验现象的分析，认识到热在空气中确实是通过热对流来进行传递的。5.总结推理：那么其它会流动液体和其它热传递的方式会是热对流么？6.归纳总结：谁来完整地总结一下什么是热对流。（参照板书）【设计意图：让学生理解流动是产生热对流的前提条件。引导学生借助其它物体观察空气的流动，通过实验学生观察到热在空气中和水中传递方式相同，丰富了热对流的概念。】四、生活中应用1.联系实际：我们了解了热对流的概念，那么你在生活中见过热对流的现象么？向同学们介绍一下你的发现。（蒸包子开锅时的热气腾腾的现象、冰棍刚拿出冰箱是冷气向下流的现象等）2.生活中的应用：热对流在生活中也有很多的应用，夏天天气炎热，为什么制冷空调一般墙壁的上部？冬天我们会利用暖气取暖，为什么暖气一般会挂在墙壁的下部呢？【设计意图：拉近概念和学生的距离，让学生联系实际说说哪里有、怎么利用，培养学生仔细观察、拓展迁移的能力。】板书设计：液体（水）气体（空气）受热向上遇冷向下循环流动温度较高温度较低【教学反思】《热对流》是苏教版五年级上册《热传导》单元中的第二课，本课主要通过实验观察热在气体和液体中的传递特点，初步了解热对流。我在教学中做了以下尝试： 1.科学设计教学内容的结构，培养了学生的科学思维。学生上一节课学习了《热传导》的知识，明白了热总是从温度较高处传向温度较低处，热在物体内部或物体之间会以热传导的形式传递。由上节课的学习经验，学生会觉得液体和气体也会是通过热传导的方式进行传递。这是学习热对流这种热传递方式的一个障碍。所以开课伊始我让学生用热传导的原理来分析热在水中是如何传递的，引发学生思维冲突，聚焦对流现象。然后让学生亲历探究过程，借助木屑观察热在水中是怎样传递的。在得出结论后，引导学生进行思维迁移，探究热在空气中又是怎样传递的，继而认识到流动的气体和液体热传递的主要方式都是对流。最后让学生运用所学的知识发现生活中的热对流现象并且能够作出解释。2.注重实验方法的训练，培养了学生探究能力。我在课堂上没有把热对流的概念、特点作为唯一的教学目标，而是引导学生通过回顾生活中借助水面落叶的运动判断水的流动方向、速度，通过类比、迁移，设计出观察水受热时的流动情况，培养实验探究技能，在教学中，学生理解得很快，在实验过程中也能够基于实验的要点进行观察，收到了较好的教学效果。3.使用新型测量工具改进测量方法，提高了测量的效率和精度。在常规实验中，观察物体温度的变化常采用酒精温度计直接测量，或者时借助凡士林、蜡油等对温度变化比较敏感材料的形态变化来间接观察物体温度的变化。在本课导入环节中要测量试管不同位置的温度，使用酒精温度计很不方便，测量精度会受到非测量点处温度的影响。在教学中我使用了额温枪的点测温功能来进行测量，方便、快捷、精度高。同时在教学中也向学生渗透了在这个实验中使用额温枪的好处，使学生认识到测量时要考虑材料结构的影响，选择合适的测量工具有利于提高测量效率和精度。科技的发展使测量的工具、测量的手段多样化，我在课堂上尝试运用多种测量工具、测量方法，提高教学效率。回顾整节课的教学，我发现还有很多不足：1.对学生科学思维的训练缺乏完整性。在教学中，由于担心学生的思维水平不够，在对比、分析、推理、总结的过程中，我多采用教师问一句、学生答一句的形式，这种简单的启发虽然降低了思维的难度，但教师的主导作用过强，打断了学生思维的连贯性，使学生的思维变得琐碎，思维的自主性、完整性不足。发生这种情况的原因，一是我对学生的思维能力没有信心，二是没有设计一个有结构的、完整的问题组来引导学生的思维，我知道这样做的重要性，但是我这种设计的能力还有差距，有待于进一步学习、 提高。1.在拓展应用阶段忽视了学生对热对流概念完整的认识。在课快结束时，举出的热对流在生活中的例子“热锅热气向上、雪糕冷气下降”，这两个现象并不是完整的热对流现象，只是热对流现象是一个局部，这两种现象只能明确表明热空气上升、冷空气下降，还不足以说明热对流，忽视了引导学生分析在一个相对封闭的系统中热对流的完整过程。这个问题产生的原因，一方面是时间所剩不多，另一方面是我在课前对热对流概念的完整性重视不够。
