制作简易太阳能热水器（教学设计）2023-2024学年人教鄂教版科学五年级上册

制作简易太阳能热水器（教学设计）2023-2024学年人教鄂教版科学五年级上册授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路同学们，今天我们要一起动手制作一个简易的太阳能热水器，这可是我们课本上科学知识的一个实际应用哦！🌞🔧首先，我会给大家展示一个制作过程，然后我们分组讨论，一步步完成这个有趣的实验。在操作过程中，我会适时提问，引导大家思考其中的科学原理。接下来，我们还会进行小组展示，分享自己的心得体会。最后，我会总结今天的学习内容，让大家对太阳能热水器有更深入的了解。🎉📚让我们一起开启这段有趣的科学之旅吧！💪核心素养目标教学难点与重点1.教学重点，

①理解太阳能热水器的工作原理，掌握其通过集热板吸收太阳能量，将水加热的基本过程。

②掌握简易太阳能热水器制作的基本步骤，包括集热板的搭建、保温材料的选用、以及热交换器的安装。

2.教学难点，

①理解太阳能热水器中热能传递的物理原理，包括热辐射、热传导和热对流。

②在实际操作中，如何有效利用有限的材料，设计出既经济又实用的简易太阳能热水器。

③学会分析实验数据，评估太阳能热水器的效率，并能够提出改进建议。教学资源-软硬件资源：太阳能热水器模型、集热板、保温材料、水桶、温度计、计时器。

-课程平台：科学实验室预约系统、在线教育资源平台。

-信息化资源：太阳能热水器工作原理动画、相关科普视频。

-教学手段：实物操作演示、小组合作学习、实验报告撰写指导。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：我会在课前通过班级微信群发布一个关于太阳能热水器工作原理的PPT和科普视频，让学生了解太阳能热水器的基本构成和作用。

设计预习问题：我会设计一些问题，如“太阳能热水器是如何吸收太阳光的？”和“保温材料在太阳能热水器中起什么作用？”来引导学生思考。

监控预习进度：我会通过查看学生提交的预习笔记和提问情况来监控预习进度。

学生活动：

自主阅读预习资料：学生们会在家里阅读PPT和观看视频，了解太阳能热水器的基本知识。

思考预习问题：学生们会针对提出的问题进行思考，并在预习笔记中记录自己的想法。

提交预习成果：学生们会将自己的预习笔记和思考提交到微信群里。

方法/手段/资源：

自主学习法：通过预习任务，让学生提前接触和了解课程内容。

信息技术手段：利用微信群作为预习成果的提交和交流平台。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：我会通过展示一个太阳能热水器在实际生活中的应用案例，引出本节课的主题。

讲解知识点：我会详细讲解太阳能热水器的工作原理，包括热辐射、热传导和热对流。

组织课堂活动：我会让学生分组，每组制作一个简易的太阳能热水器模型，并在制作过程中进行讨论和实验。

解答疑问：在学生制作过程中，我会及时解答他们提出的问题。

学生活动：

听讲并思考：学生们会认真听讲，积极思考老师讲解的知识点。

参与课堂活动：学生们会积极参与模型的制作，运用所学知识解决问题。

提问与讨论：学生们会在小组内讨论遇到的问题，并共同寻找解决方案。

方法/手段/资源：

讲授法：通过讲解，帮助学生理解太阳能热水器的工作原理。

实践活动法：通过制作太阳能热水器模型，让学生在实践中学习。

合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：我会让学生课后设计一个更加高效的太阳能热水器方案，并撰写简要报告。

提供拓展资源：我会推荐一些关于可再生能源的书籍和网站，供学生进一步学习。

反馈作业情况：我会批改学生的作业报告，并提供反馈和指导。

学生活动：

完成作业：学生们会根据布置的作业要求，设计自己的太阳能热水器方案。

拓展学习：学生们会利用推荐的资源，进行更深入的学习和研究。

反思总结：学生们会反思自己的设计方案，总结经验教训。

方法/手段/资源：

自主学习法：通过完成作业，让学生进一步巩固所学知识。

反思总结法：通过反思，帮助学生提高自我学习能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-太阳能热水器的历史与发展：介绍太阳能热水器的发展历程，从早期的热水袋到现代的太阳能热水器，展示科技进步对人们生活的影响。

-太阳能热水器的工作原理：深入探讨太阳能热水器的工作原理，包括集热板、保温材料和热交换器的具体作用，以及它们如何协同工作来加热水。

-太阳能热水器的类型与特点：介绍不同类型的太阳能热水器，如平板式、真空管式和真空集热管式，以及它们各自的特点和适用场景。

-太阳能热水器的安装与维护：讲解太阳能热水器的安装步骤和维护方法，包括支架的安装、管道的连接和定期清洁等。

-太阳能热水器的节能效果：分析太阳能热水器的节能效果，包括与传统热水器相比的节能比例，以及其对环境保护的贡献。

2.拓展建议：

-学生可以参观当地的太阳能热水器工厂或展示中心，实地了解太阳能热水器的制作过程和实际应用。

-学生可以查阅相关书籍或期刊，了解太阳能热水器的最新技术和发展趋势。

-学生可以参与社区或学校的节能活动，推广太阳能热水器的使用，提高公众对可再生能源的认识。

-学生可以设计自己的太阳能热水器模型，通过实验验证不同材料和设计对热水器性能的影响。

-学生可以撰写关于太阳能热水器的科普文章或制作宣传视频，向他人介绍太阳能热水器的优点和节能效果。

-学生可以参与太阳能热水器的节能评估项目，收集和分析数据，评估不同型号热水器的节能性能。

-学生可以研究太阳能热水器的未来发展方向，如智能化控制、与智能家居系统的结合等。

-学生可以设计太阳能热水器的辅助设备，如自动清洗系统、远程监控系统等，提高热水器的使用效率和便捷性。

-学生可以参与太阳能热水器的市场调研，分析不同品牌和型号热水器的市场份额和用户评价。

-学生可以探索太阳能热水器与其他可再生能源的结合，如太阳能光伏发电与热水器的协同工作，实现更全面的能源利用。教学反思与改进七、教学反思与改进

亲爱的同学们，今天我们一起探索了制作简易太阳能热水器的奥秘，这是一堂充满实践和趣味的科学课。现在，我想和大家一起回顾一下这节课的教学情况，以及我在其中学到的一些东西。

首先，我反思了课堂导入的效果。我使用了太阳能热水器在实际生活中的应用案例来引出课题，但是感觉可能有些学生对于案例中的具体技术细节不太理解，导致他们对课程内容的好奇心和兴趣没有完全被激发。因此，我打算在未来的教学中，尝试使用更贴近学生生活经验的应用案例，或者通过互动问答的方式，让学生更好地参与到课堂讨论中来。

其次，我在讲解知识点时，发现部分学生对太阳能热水器的工作原理理解不够深入。在今后的教学中，我会准备更详细的图表和动画，帮助学生直观地理解热辐射、热传导和热对流等物理现象。同时，我会设计一些实验，让学生通过实际操作来感受这些原理。

在组织课堂活动方面，我发现小组合作的效果似乎没有达到预期。有些小组在制作过程中缺乏明确的分工，导致效率不高。因此，我会在未来的教学中更加注重小组合作前的指导，确保每个学生都能明确自己的任务和责任。此外，我会鼓励学生们在小组内分享各自的想法，以促进思维的碰撞和创新。

在解答学生疑问的过程中，我也意识到了自己需要改进的地方。有些学生提出的问题相当专业，我发现自己有时候无法立即给出满意的答案。为了解决这个问题，我计划在课前准备更丰富的背景知识，以便在课堂上更好地解答学生的疑问。同时，我还会鼓励学生之间互相帮助，培养他们的自学能力。

课后作业的布置也是我需要改进的地方。我发现有些学生对于课后作业的完成度不够高，可能是因为作业的难度与他们的实际水平不相符。我将在未来根据学生的不同水平和能力，设计更具针对性的作业，确保每个学生都能有所收获。

最后，我注意到在评价学生表现时，我可能过于注重结果而忽视了过程。为了更全面地评价学生的学习，我打算采用多元化的评价方式，包括课堂参与度、小组合作表现以及课后作业的完成情况等。板书设计①本文重点知识点：

①太阳能热水器的工作原理

②集热板的作用

③保温材料的选择

④热交换器的安装

②关键词：

①太阳能

②热辐射

③热传导

④热对流

⑤节能

③句子：

①太阳能热水器利用太阳光加热水。

②集热板吸收太阳能量，将水加热。

③保温材料减少热量损失。

④热交换器提高热水器的效率。教学评价与反馈1.课堂表现：

在今天的课堂上，同学们表现得非常积极。大家认真听讲，积极参与讨论，对于提出的问题都能迅速给出答案。尤其是在制作太阳能热水器模型的过程中，同学们展现出了很高的动手能力和团队合作精神。大部分学生能够按照步骤完成模型制作，并且在过程中互相帮助，共同解决问题。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节，每个小组都展示了他们独特的创意和合作成果。例如，一个小组设计了一个可调节角度的集热板，以便根据太阳的位置调整集热效率；另一个小组则使用废旧材料制作了保温箱，既环保又实用。这些展示不仅展示了同学们的创造力，也体现了他们对节能环保的思考。

3.随堂测试：

在课程结束后，我进行了一次随堂测试，主要考察学生对太阳能热水器工作原理的理解和记忆。测试结果显示，大部分学生能够正确回答关于太阳能热水器的基本知识，如集热板的作用、保温材料的选择等。但也有少数学生在热交换器的安装细节上存在误解。

4.学生反馈：

通过课堂上的提问和课后的小组讨论，我收集了一些学生的反馈。他们普遍认为今天的学习内容很有趣，能够将课本上的理论知识与实际操作相结合，提高了学习的兴趣。但也有学生提出，制作太阳能热水器模型的过程比较复杂，希望未来能够有更多类似的活动。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，我认为同学们在今天的课程中表现出了良好的学习态度和团队合作精神。但在个别细节处理上，如模型制作的精确度和测试答案的准确性，还需要进一步加强。对于小组成果展示，我认为每个小组都发挥了各自的优势，但未来可以更加注重创新性和实用性。随堂测试的结果表明，学生对基本知识掌握较好，但在深入理解和技术细节上还有提升空间。我会在未来的教学中，针对这些反馈进行改进，比如增加实践操作的环节，提高学生的动手能力，同时加强对复杂概念的解释和练习。典型例题讲解1.例题：

集热板在阳光直射下，将100升水从15℃加热到50℃，需要多少时间的太阳光？

解答：

首先，我们需要计算水吸收的热量。水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)，因此：

质量（m）=体积（V）×密度（ρ）=100L×1kg/L=100kg

ΔT=50℃-15℃=35℃

Q=m×c×ΔT=100kg×4.18kJ/(kg·℃)×35℃=14730kJ

假设集热板的效率为60%，那么集热板实际提供的能量为：

E=Q/效率=14730kJ/0.6=24550kJ

太阳能的辐射强度大约为1000W/m²，集热板的面积为1m²，因此每秒接收的能量为：

P=辐射强度×面积=1000W/m²×1m²=1000W

所需时间（t）=E/P=24550kJ/(1000W×3600s/h)≈6.79h

所以，大约需要6.79小时的时间来加热100升水。

2.例题：

一个真空管太阳能热水器的集热面积为2m²，如果太阳光辐射强度为1000W/m²，求每小时能产生多少热量？

解答：

每小时接收到的总能量为：

E=辐射强度×面积×时间=1000W/m²×2m²×1h=2000Wh

将瓦时转换为焦耳（1Wh=3600J）：

E=2000Wh×3600J/Wh=7200000J

所以，每小时能产生7200000焦耳的热量。

3.例题：

一台太阳能热水器在一天中收集了24000kJ的热量，如果热水器的效率为70%，求实际加热了多少升水？

解答：

实际提供的能量为：

E=24000kJ×0.7=16800kJ

假设水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)，水的密度为1kg/L，则：

ΔT=50℃（假设最终温度为50℃）

Q=E/ΔT=16800kJ/(4.18kJ/(kg·℃)×50℃)≈80kg

因此，实际加热了80升水。

4.例题：

如果一个太阳能热水器的集热板面积为3m²，太阳光辐射强度为800W/m²，求在4小时内能收集到多少热能？

解答：

每小时接收到的能量为：

E=辐射强度×面积×时间=800W/m²×3m²×1h=2400Wh

在4小时内接收到的总能量为：

E_total=2400Wh/h×4h=9600Wh

将瓦时转换为焦耳：

E_total=9600Wh×3600J/Wh=34560000J

所以，在4小时内能