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视频标签：全国小学科学,实验教学说课
所属栏目：小学科学说课视频
视频课题：第五届全国小学科学实验教学说课视频《15.太阳能热水器》苑少梅-河北省石家庄
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国小学科学实验教学说课视频《15.太阳能热水器》苑少梅河北省石家庄市金马小学小学科学
15.太阳能热水器
石家庄市金马小学 苑少梅
一、使用教材
我说课的内容是冀人版小学五年级科学上册第15课，原来课题为“衣服的颜色”，我对教材内容进行了处理之后，将课题改为“太阳能热水器”，下面我将从实验创新的角度进行说课。
首先我对教材和学情进行分析：
本课位于“冷和热”单元，本单元主要研究热传递的各种方式，包括传导、辐射和对流。前两课已经研究了热传导，本课要研究热辐射，重点是指导学生通过实验观测不同颜色的物体吸热的多少，最后通过制作太阳能热水器，培养学生运用知识进行设计制作的能力。
由于五年级学生经验丰富，知识积累比较多，思维的逻辑性比较强，只研究颜色与吸热的关系，内容太简单，而且在设计制作太阳能热水器时，可发挥的空间不大，因此，不能满足多数学生发展的需要。
新课程标准基本理念指出小学科学课程要面向全体学生，要为全体学生提供适合的、公平的学习机会。因此，我要对教材进行处理。由于太阳能热水器吸热多少不仅与颜色有关，还与光线照射角度、受热面积等有关，所以我决定以太阳能热水器为载体研究物体吸热与颜色、光线照射角度、受热面积等条件的关系，这样既增加了教学内容的多样性，又增加科学学习的探究性和趣味性。
新的教学内容的重点：通过实验探究太阳能热水器吸热多少与颜色、光线照射角度、受热面积等条件的关系。
二、实验器材
自制教具（模型框架）、盒子4个、电子温度计4个、秒表、100瓦均匀散光的灯泡、漏电保护器。
三、实验创新点要点/改进要点
教材中提供的实验材料和方法，有以下缺点：热源放热少，受热物体体积大，受热慢；手拿温度计测量温度，不方便操作；温度计读数容易产生误差。
为了解决以上问题，我进行了多次研究和尝试，这是我尝试过的模型：
它有一定的优点，比如：热源换成了100瓦灯泡，放热增多了；温度计被固定起来，方便操作；将底座倒过来放置可以遮光，避免刺眼；受热物体体积变小，受热快；而且还可以研究不同的条件：颜色、角度、受热面积。但是这个装置存在一些缺点，在使用过程当中，我发现有的小组得到的数据有问题，于是我们开始查找原因，经反复测试发现，可能是因为灯泡里面的灯丝形状不规则，导致四周光照不均匀，最终影响了实验结果。经过使用照度仪进行测试，发现四周的光照强度差别很大，从而进一步证明了我们的分析。还有就是使用这个装置每次只能研究一个条件；而且整个装置组装起来比较复杂。于是我继续进行了改进，目前将实验装置改进成这个样子，它有以下几个优点：
1.热源改用能均匀散热的灯泡，我用照度仪测试了它周围四个摆放盒子的位置，光照强度基本相同；在导线上增加漏电保护开关，提高了整个装置的安全性。
2.受热物体体积小，升温快。摆放受热物体时采用了磁性定位，方便控制受热物体到光源的距离；灯泡的四周都可以摆放受热物体，能同时研究多个条件对吸热的影响（颜色、光线照射角度、受热面积）。
3.测温装置改用电子温度计，可固定，方便读数。
4.使用结实的框架将实验装置各部分整合在一起，稳固，方便整理；整个装置安全性高，既可以避免学生的手接触到灯泡，也避免灯光刺眼。
四、实验原理/实验设计思路
物体吸收辐射热多少与物体的颜色、光线照射角度、受热面积等条件有关。颜色越深、光线照射角度越接近90度、受热面积越大，吸热越多。我采用模拟实验来研究太阳能热水器吸热与各个条件的关系，此实验是一个对比实验，控制好对比实验中的变量是实验的关键。
五、实验教学目标
科学探究：
1.能正确组装实验装置，通过实验得到准确的实验数据。
2.能通过实验观察、分析数据得出实验结论。
科学知识：
3.能说出物体吸热与颜色、光线照射角度、受热面积等条件的关系。
科学态度：
4.愿意如实的记录实验数据，面对问题能主动分析原因。
六、实验教学内容
通过模拟实验探究影响太阳能热水器吸热多少的条件，利用改进后的装置研究太阳能热水器吸热与颜色、光线照射角度、受热面积等条件之间的关系。
七、实验教学过程
基于对课标、教材和学情的分析，为了更好的达成教学目标，我按照“原型-模型-原型”这一思路设计了如下教学过程。
（一）提出问题
我出示谜语，让学生通过猜谜感知本节课要研究的对象：太阳能热水器。然后通过谈话提出问题“太阳能热水器吸热多少和什么有关？”
（二）猜想假设
我出示几种太阳能热水器图片，让学生通过观察、比较寻找相同点，通过相同点引导学生猜想影响热水器吸热的因素，最终作出假设：颜色越深、受热面积越大、光线照射角度越接近90°，吸热越多。
（三）实验观察
我分为三步进行：明确思路、掌握方法、实验验证。
1.明确思路
我先引导学生设计实验模型，学生想到了用一些相似的材料模拟太阳和热水器，从而初步构建了实验模型。完成了由原型到模型的过渡。
接下来结合假设分析实验思路，我以颜色为例，分析实验中如何控制对比实验的条件。
表1 实验思路示例
研究条件 改变条件 需保持相同的条件
颜色 颜色深浅 角度、面积
再让学生小组内分析研究照射角度、受热面积时如何控制条件，从而明确了实验的基本思路。
表2 学生分析实验思路
研究条件 改变条件 需保持相同的条件
光线照射角度 角度大小 颜色、面积
受热面积 面积大小 颜色、角度
2.掌握方法
我通过播放实验视频让学生学习操作方法、明确实验步骤。然后分配任务：1、2组研究“颜色”，3、4组研究“角度”，5、6组研究“面积”，并给出提示：使用此装置可以同时研究多个条件对物体吸热的影响，各小组可以根据自己的能力，在完成规定任务的同时，选择其它条件进行研究。
这样做考虑到了学生的个体差异，既给能力强的学生提供了更多发展的空间，同时也能照顾到能力弱的学生，体现了教学的开放性和面向全体学生的教学理念。
3.实验验证
我提供图文并茂的实验指导卡和实验记录单，给学生充分的时间进行自主探究，我巡视各个小组的实验情况。利用我制作的模型，学生只需要开灯两分钟就可以得到差距明显的数据，有的小组先后对不同的条件进行了研究，有的小组同时研究了多个条件。
（四）形成知识
学生做完实验后，我组织学生在小组内分析实验数据，得出自己的结论。然后组织学生进行全班交流，得出一致结论：颜色越深、照射角度越接近90°、受热面积越大吸热越多。我进一步引导学生根据实验结论进行推理，实际生活中，要想让太阳能热水器吸热最多，应该是黑色的，受热面积尽量大一些，光线照射角度始终与太阳能热水器垂直。从而完成了由模型到原型的过渡。
（五）运用知识
我引导学生发现太阳能热水器的不足，让学生根据所学知识对它进行改进，设计吸热更多的太阳能热水器。以下是学生设计的方案：
我组织学生进行了展示和评价，并鼓励学生课下制作太阳能热水器模型，学生在选材时想到材质可能也会影响热水器吸热，于是他们又进一步研究了不同的材质对吸热的影响。
八、实验效果评价
教学完成后，我发放了小组评价表，组织学生对自己组的实验情况进行评价，以下是评价内容。
表3 小组评价表
评价维度 评价题目
探究能力 1.我们小组研究的条件个数是（ ）。
A.1个 B.2个 C.3个
2.我们小组能同时研究（ ）条件。
A.1个 B.2个 C.3个
3.我们组在完成实验数据分析时感觉（ ）。
A.很顺利 B.一般 C.不顺利
科学态度 4.我们尊重证据，如实的记录了实验数据（ ）。
A. B. C.
科学知识 通过实验我们小组知道了（ ）等条件对物体吸热有影响。
实验中发现的问题：
通过对评价结果进行整理，我发现大部分学生学会了同时进行多组对比实验，实验能力得到提升。学生通过进行多组对比实验，分析每组实验中的变量控制，他们的逻辑思维能力得到锻炼；通过分析各组实验数据得出结论，学生的归纳能力进一步得到提升。
以上就是我对本节课实验教学的处理，本装置操作简单，现象明显，便于学生获取数据；综合性强，满足了不同能力的学生发展的需要；实验内容探究性强，促进了学生思维的发展。
苑少梅 石家庄市金马小学
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