單華瑞 楊新瑞

摘要《熱傳遞》一課既是整個(gè)單元學(xué)習(xí)任務(wù)和制作活動(dòng)的總引領(lǐng)，也是學(xué)生后續(xù)深入學(xué)習(xí)熱傳遞內(nèi)容的知識(shí)基礎(chǔ)。側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)如何從變化條件的角度，將自己感興趣的疑問轉(zhuǎn)化為可探究的科學(xué)問題。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步研究和思考，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方式，進(jìn)而完善科學(xué)概念，理解科學(xué)本質(zhì)。

關(guān)鍵詞 《熱傳遞》 教學(xué)實(shí)錄 教學(xué)點(diǎn)評(píng)

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.031

Teaching Record and Comments on"Heat Transfer"

Teaching： Shan Huarui[1]Comments： Yang Xinrui[2]

（[1]Weiwu Road No. 2 Primary School， Jinshui District， Zhengzhou， Henan 450008；[2]Henan Basic Education Teaching Research Office， Zhengzhou， Henan 450016）

Abstract： Heat transfer is not only the general guide of the learning tasks and production activities of the whole unit， but also the knowledge basis for students to further study the heat transfer content. Focus on culti？ vating students’ ability to "ask questions"， and guide them to learn how to turn their interested questions into explorable scientific problems from the perspective of changing conditions. Guide students to further study and think， learn the thinking mode of scientists， and then improve scientific concepts and understand the essence of science.

Keywords： "Heat Transfer"； teaching records； teaching comments

教學(xué)分析

《熱傳遞》是大象版《科學(xué)》五年級(jí)上冊(cè)第一單元“冰淇淋冷藏箱”的第1課。本單元是五年級(jí)上冊(cè)第一個(gè)綜合探究活動(dòng)單元，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生“提出問題”的能力，科學(xué)探究的單元目標(biāo)是“能基于所學(xué)的知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問題”。本單元的科學(xué)知識(shí)目標(biāo)包括：說出生活中常見的熱量傳遞的現(xiàn)象，知道通常熱量從溫度高的物體傳向溫度低的物體；舉例說明影響熱傳遞的主要因素，列舉它們?cè)谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中的應(yīng)用；觀察常用材料的性能，如導(dǎo)熱性等，說出它們的主要用途。

《熱傳遞》一課既是整個(gè)單元學(xué)習(xí)任務(wù)和制作活動(dòng)的總引領(lǐng)，也是本單元對(duì)提出可探究問題能力的第一次集中訓(xùn)練，更是學(xué)生后續(xù)深入學(xué)習(xí)熱傳遞內(nèi)容的知識(shí)基礎(chǔ)。本課先借助學(xué)生熟悉的冰淇淋融化場(chǎng)景，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)如何從變化條件的角度，將自己感興趣的疑問轉(zhuǎn)化為可探究的科學(xué)問題。然后通過“熱在物體與物體間的傳遞”“熱在同一個(gè)物體中的傳遞”兩個(gè)探究活動(dòng)，利用生活中物體與物體間的熱傳遞現(xiàn)象，以及酒精燈加熱銅棒、蠟環(huán)掉落等直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生探究不易觀察的熱在物體內(nèi)部的傳遞并達(dá)成共識(shí)：熱可以在物體間和物體內(nèi)傳遞，通常熱從溫度高的物體傳向溫度低的物體，或者從物體中溫度高的部分傳向溫度低的部分。

通過中年級(jí)“小小氣象員”“冷與熱”等單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)冷熱現(xiàn)象、溫度計(jì)的使用、熱對(duì)物體狀態(tài)的影響等已經(jīng)形成了較為正確的認(rèn)識(shí)。但受日常生活經(jīng)驗(yàn)及思維特點(diǎn)的影響，在熱傳遞的方向、方式以及材料、結(jié)構(gòu)等因素對(duì)熱傳遞速度的影響等方面還缺乏全面、正確的認(rèn)識(shí)。比如，有的學(xué)生認(rèn)為冬天室外的金屬把手摸起來很涼，是因?yàn)榻饘侔选袄洹眰鬟f給了手；“熱”可以傳遞，“冷”也可以傳遞；冷熱必須通過接觸才能傳遞，等等。這些說明學(xué)生還不理解溫度與熱傳遞現(xiàn)象之間的關(guān)系，多數(shù)學(xué)生潛意識(shí)中認(rèn)為熱傳遞就是兩個(gè)物體間的熱量傳遞，而忽視了熱在同一物體內(nèi)的傳遞。

在提出問題方面，五年級(jí)學(xué)生已經(jīng)能從具體的現(xiàn)象與事物的觀察比較中提出問題，但在把問題轉(zhuǎn)化成可探究的科學(xué)問題方面，還有待進(jìn)一步提升。基于以上分析，我們確定了以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：

能從冰淇淋變化的條件和原因等角度提出可探究的問題。

小組合作，利用不同材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索熱傳遞的方向。

通過小組、班級(jí)的交流活動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)進(jìn)行推理分析，知道熱總是從高溫物體傳向低溫物體，或者從物體的高溫部分傳向低溫部分。

教學(xué)過程

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)，明確目標(biāo)

師：（出示冰淇淋融化圖片）現(xiàn)在外賣非常紅火，快餐、奶茶、生鮮、蔬果甚至連火鍋都可以外賣。炎熱的夏天，冰淇淋非常受歡迎，但送到消費(fèi)者手上需要一定的時(shí)間，冰淇淋又容易融化，很容易影響消費(fèi)者的體驗(yàn)。這個(gè)單元，我們就圍繞制作“冰淇淋冷藏箱”的任務(wù)，來了解更多和熱有關(guān)的知識(shí)。關(guān)于冰淇淋的融化，我們知道些什么？有哪些想要研究的問題？

生：因?yàn)橥饷鏈囟雀?，所以冰淇淋才?huì)融化。

師：你還想研究哪些問題？

生：怎樣讓冰淇淋融化得慢一些？

師：我們提出的問題最好是能夠用觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查等方法來研究。我們來分析一下你提出的這個(gè)問題，“怎樣”指向的具體方法的假設(shè)，你的問題里面有沒有具體方法呢？

生：好像沒有。

師：說到具體方法，大家覺得怎樣才能使冰淇淋融化得慢一些呢？

生：降低冷藏箱的溫度。

師：這可能是一種方法。老師根據(jù)你的想法，把我們之前提的問題這樣修改一下：降低冷藏箱的溫度能不能讓冰淇淋融化得慢一些？大家覺得將問題這樣修改之后有什么好處？

生：更具體了，實(shí)驗(yàn)方案都有了。就是用一個(gè)溫度高的冷藏箱，一個(gè)溫度低的冷藏箱，觀察冰淇淋在哪個(gè)冷藏箱里面融化得慢一些。

師：如果我們的問題涉及具體方法，解決問題的方向就更明確，這樣的問題就更適合探究。我們還能再提出一個(gè)可以探究的問題嗎？

生：在冷藏箱外面包上一層布會(huì)不會(huì)讓冰淇淋融化得慢一些？

師：大家提的問題可探究性越來越強(qiáng)了，為你們強(qiáng)大的學(xué)習(xí)能力點(diǎn)贊。大家還有別的想研究的問題嗎？

2.回顧生活，搜集證據(jù)

師：剛才大家嘗試從冰淇淋變化的條件角度提出了兩個(gè)可以探究的問題，這種提問題的方式非常好。受大家啟發(fā)，我也有一個(gè)問題，想請(qǐng)同學(xué)們幫助解決。溫度高于0℃時(shí)，冰會(huì)融化，可是冰淇淋的溫度本來是低于0℃的，它為什么會(huì)融化呢？

生：因?yàn)楸苛艿臏囟葧?huì)升高。

師：冰淇淋的溫度為什么會(huì)升高？

生：有熱傳遞。

師：你懂得可真多。你認(rèn)為是有熱傳給了冰淇淋，所以它的溫度會(huì)升高。熱是從哪里來的？

生：熱是從裝冰淇淋的冷藏箱那里來的。

師：也就是說，熱可以從冰淇淋冷藏箱傳遞給冰淇淋。生活中還有其他類似的現(xiàn)象嗎？

生：中午打飯的飯盒，摸起來很燙，說明熱從飯傳給了飯盒。

師：摸起來很燙，說明熱還從飯盒傳向了哪里？

生：手。

師：還有類似的現(xiàn)象嗎？

生：冬天用暖手寶暖手，暖手寶把熱傳給了手。

生：烤火的時(shí)候，火把熱傳給了身體。

師：大家舉出了很多例子，誰(shuí)能用一句話來總結(jié)一下？

生：熱可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，合作探究

師：總結(jié)得很好。熱可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，這種現(xiàn)象就叫熱傳遞。熱可以在一個(gè)物體和另一個(gè)物體之間傳遞，它可以在一個(gè)物體的內(nèi)部傳遞嗎？

生：可以。

師：能說一說你的依據(jù)嗎？

生：我還沒有找到依據(jù)。

師：讓我們通過實(shí)驗(yàn)來探究一下。這是一根銅棒，如果我們用酒精燈加熱它，銅棒中沒有與火焰接觸的部分會(huì)變熱嗎？

生：加熱的地方先熱，其他地方會(huì)慢慢熱起來。

師：（出示實(shí)驗(yàn)材料圖片）今天的“材料超市”里，老師為大家提供了很多材料，有銅棒、圓鐵片、酒精燈、火柴等。這些材料可以幫助我們證明自己的猜想嗎？大家有沒有什么好方法能夠證明熱可以在物體內(nèi)部傳遞呢？請(qǐng)同學(xué)們以4人小組為單位，先簡(jiǎn)單討論一下，最好能寫出大概的實(shí)驗(yàn)方案。

（學(xué)生分組討論如何證明熱在銅棒中的傳遞過程，并用圖畫或符號(hào)表示出簡(jiǎn)要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。）

師：誰(shuí)來匯報(bào)一下你們的實(shí)驗(yàn)方案？

生：這是我們的實(shí)驗(yàn)方案。我們?cè)阢~棒的不同位置放兩支溫度計(jì)，觀察溫度的變化，如果熱不能在銅棒內(nèi)傳遞，離火比較遠(yuǎn)的地方就不會(huì)熱，溫度就不會(huì)升高；如果熱可以在銅棒內(nèi)傳遞，加熱后，沒有與火焰接觸到的地方溫度也會(huì)升高。

師：你介紹得非常清楚，特別是把觀察的內(nèi)容和自己的猜想聯(lián)系起來，這樣實(shí)驗(yàn)?zāi)康木秃芮逦?。其他組還有補(bǔ)充嗎？還有用其他材料的小組嗎？

生：我們想選擇蠟環(huán)。先把銅棒固定在鐵架臺(tái)上，再把蠟環(huán)依次掛在上面，用酒精燈從這里加熱，觀察熱是怎樣傳遞的。

師：為什么要選擇蠟環(huán)呢？

生：蠟環(huán)是用蠟做的，蠟遇熱會(huì)熔化，蠟環(huán)熔化說明熱傳到這里了。

師：這個(gè)方案真好。熱的傳遞本來是一個(gè)不容易被直接觀察到的過程，你們的設(shè)計(jì)能通過蠟環(huán)的變化觀察到熱的傳遞過程。你們認(rèn)為蠟環(huán)會(huì)怎樣掉落？

生：離酒精燈近的先掉落，遠(yuǎn)的后掉落。

師：大家提出了不同的方法，如果小組想使用金屬片，也是可以的。如果我們的猜測(cè)是成立的，金屬片上的蠟可能會(huì)怎么變化？

生：離酒精燈近的先熔化，遠(yuǎn)的后熔化。

師：是不是這樣呢？我們還是要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。不管怎么實(shí)驗(yàn)，老師都要提醒大家，時(shí)刻牢記兩點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要注意安全。（2）如果我們的猜測(cè)是成立的，可能會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？

（學(xué)生分組研究熱在金屬棒、金屬片中的傳遞。）

4.交流分析，得出結(jié)論

師：通過剛才的實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)熱是怎樣傳遞的？哪些現(xiàn)象或數(shù)據(jù)能夠支持我們的觀點(diǎn)？

生：我發(fā)現(xiàn)熱在銅棒中是從離酒精燈近的地方逐步傳向離酒精燈遠(yuǎn)的地方。

師：你們是怎么知道的？

生：離酒精燈近的蠟環(huán)最先掉落，接著中間的蠟環(huán)掉落，最遠(yuǎn)的那個(gè)最后掉落。

師：看來蠟環(huán)掉落是有一定次序的，這個(gè)次序和熱在銅棒內(nèi)的傳遞有什么關(guān)系？

生：酒精燈把熱傳給了銅棒，銅棒又把熱傳給了蠟環(huán)，熱在銅棒內(nèi)繼續(xù)傳遞，后面的蠟環(huán)遇熱熔化再掉落。熱傳遞的方向和蠟環(huán)掉落的次序是一致的。

師：還有要分享的嗎？

生：我們還發(fā)現(xiàn)最后一個(gè)蠟環(huán)掉落得特別晚，第一個(gè)蠟環(huán)很快就掉落了。

師：這說明什么？

生：熱傳遞的速度不同，離火越近的傳遞速度越快。

師：離火近，它的溫度怎樣？哪一組使用的是溫度計(jì)的？給大家匯報(bào)一下你們的發(fā)現(xiàn)。

生：離火越近，升溫越快，溫度越高，這是我們的溫度記錄，這里的溫度最高。離火越遠(yuǎn)的，一分鐘內(nèi)溫度的變化越慢。我們還發(fā)現(xiàn)，把酒精燈熄滅之后，離火遠(yuǎn)的溫度還在升高。

師：可能是什么原因呢？

生：熱還在傳遞。前面的溫度還沒降下來，還是比這里的溫度高。

師：誰(shuí)能總結(jié)一下，熱是從哪里傳向哪里？

生：熱從熱的地方傳向冷的地方。

師：還可以怎么說？我們表示冷熱程度時(shí)可以用哪個(gè)科學(xué)詞匯？

生：溫度，熱從溫度高的地方傳向溫度低的地方。

師：熱總是從高溫物體傳向低溫物體，或者從物體的高溫部分傳向低溫部分。傳遞熱的方式有很多，我們今天主要研究的是固體中的主要傳熱方式——熱傳導(dǎo)，后面我們還會(huì)學(xué)習(xí)熱的其他傳遞方式。

教學(xué)評(píng)析

由于教師前期對(duì)問題轉(zhuǎn)化的指導(dǎo)花了較多的時(shí)間，導(dǎo)致后面的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集以及班級(jí)交流和討論的時(shí)間不是很充分。學(xué)生比較關(guān)注自己組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)他人觀點(diǎn)的關(guān)注度不夠，組間交流效果不佳。另外，學(xué)生主要參與師生交流，在分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象時(shí)很少思考、采納別人的觀點(diǎn)和論據(jù)，如借用第一組的蠟環(huán)掉落的現(xiàn)象來解釋第二組的觀點(diǎn)，或者用第二組的數(shù)據(jù)來補(bǔ)充說明第一組的觀點(diǎn)，而且在利用自己的數(shù)據(jù)對(duì)別人的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)或補(bǔ)充方面也有所欠缺。

集體論證的重要目的是以論證促認(rèn)知，在從證據(jù)到解釋的過程中形成共識(shí)，強(qiáng)調(diào)論證的嚴(yán)密性和邏輯性。雖然學(xué)生在熱傳遞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集分析和推理過程中發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律，能夠解釋相關(guān)的問題或現(xiàn)象，但是一種材料、一種形狀的研究對(duì)象不具有普遍性，熱傳遞概念的建構(gòu)或修正還需要對(duì)多種材料、多種形狀的物體進(jìn)行研究，這也是本課采用分組實(shí)驗(yàn)的目的所在，是進(jìn)行組間交流的意義所在。教師在這方面有意識(shí)地進(jìn)行了一些引導(dǎo)，值得提倡，但組間交流不足，效果欠佳，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

另外，還可以通過“熱在其他物體中是怎樣傳遞的”“你現(xiàn)在是怎么想的，和原來想的一樣嗎”等問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步研究和思考，讓他們認(rèn)識(shí)到自己原有認(rèn)知的不足，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方式，進(jìn)而完善科學(xué)概念，理解科學(xué)本質(zhì)。