《做个太阳能热水器》教学设计，部编小学科学教科版五年级上册

　　《做个太阳能热水器》教学设计

　　一、教材、学生分析

　　最后两课是对本单元学习内容的实际运用，也是对学生学习的评价。通过前面的学习，学生知道了光的一些基本特性，还知道了光和热的关系。特别是第5、6两课的学习，为第7、8两课通过设计、制作、评价太阳能热水器的学习活动作了铺垫，在理论联系实际的运用中能巩固升华本单元学到的知识和技能。

　　学生设计、制作的热水器可能不会有多大的使用价值，但这会促使学生像科学家或工程师那样工作，考虑从原理到材料选择，设计到制作的每一个细节，培养同学之间的团结合作精神。

　　在课前，学生对于太阳能热水器的构造、工作原理和材料的了解是较为陌生的，知之甚少，需要学生提前搜集资料认识太阳能热水器的构造，了解材料性能等，以便建构太阳能热水器的“原型”，为设计、制作太阳能热水器做铺垫。

　　二、教学目标科学知识目标：

　　1.太阳能热水器是一种光热转换器，具有节能、环保、安全的优点。2.太阳能热水器的效能和所采用的材料、结构、运用的原理有关。

　　3.产品的设计，不仅要考虑功能、构造，还要考虑材料的选择、依据的科学原理以及如何更美观、成本低。

　　科学探究目标：

　　1.能根据任务和需求提出评价标准，并根据标准进行有目的的设计。2.能多角度地思考问题，在交流讨论的过程中，培养学生善于发问的能力。3.在动手制作简易太阳能热水器的过程中，培养动手能力。科学态度目标：

　　1.经历同伴合作、相互交流、不怕失败，感受工程实践的快乐。2.体会到运用科学知识解决问题的乐趣。科学、技术、社会与环境目标：

　　1.体会到任何一件科技产品的开发和设计，融合了多种知识和技术。

　　2.认识到大数据环境和人工智能时代能促使人们更好地利用自然资源和自然规律。

　　三、教学重、难点

　　重点：设计太阳能热水器、交流设计方案。

　　难点：提出太阳能热水器的评价标准，并根据评价标准进行有目的的设计。四、教学准备

　　分组制作材料：纸盒、黑色泡沫布、白色泡沫布、能装水的透明塑料瓶、透明薄膜、锡箔纸。

　　工具：剪刀、透明胶布。

　　多媒体设备：PPT演示、iPad(或手机)、希沃授课助手、人工智能设备(EV3组件)五、教学过程1、课前知识储备：

　　到太阳能热水器经销店观察太阳能热水器的构造、采访营业员，或者查找资料、授课等形式了解太阳能热水器构造、工作原理。

　　工作过程：通过真空集热管吸收太阳能给冷水加热，因为热胀冷缩的原理，热水在上，通过上循环管道把热水送到保温箱保持一定的温度，当我们需要用热水时，通过控制系统放热水，并通过下循环管道补充一定量的冷水到集热器进行加热。

　　构造：太阳能热水器由集热器、保温箱、反射板、支架等组成。

　　2、引出任务

　　①揭题：每位同学都是工程师，每个小组都是工程队，一起来《做个太阳能热水器》。②分析归纳出设计太阳能热水器需要考虑的因素(升温快、保温效果好、成本低、美观、有创意、人性化……)，出示评价量表，以评价量表为标准和指导进行有目的地设计。

　　3、设计太阳能热水器

　　①各小组观察各种材料的特点，思考对设计太阳能热水器有什么作用。②学生反馈观察结果，观察材料后发现了材料的什么特点，想要怎么利用。③出示设计图纸，提出要求和提醒：

　　A.小组讨论太阳能热水器的设计方案，并画出示意图，在示意图上没法表现清楚的，可以在旁边用文字补充说明;

　　B.提供剪刀、透明胶布两种工具，设计时可以利用工具对现有材料裁剪和粘贴;C.为了便于小组间的交流，同学们设计完成后，老师会通过iPad将一些小组的设计方案拍照上传到大屏幕上，设计慢的小组可以及时借鉴、整合。[!--empirenews.page--]

　　D.有时间观念，音乐声停止立刻坐好，等待交流汇报。

　　④生讨论设计方案，教师指导建议。并利用希沃授课助手即时展示个别小组的设计方案。

　　4、交流设计方案。

　　①为了使热水器尽快地升温，采取哪些措施?为了使热水器尽可能地保温，采取哪些措施?

　　②引入大数据背景下的人工智能应用——太阳能热水器智能旋转底座。

　　介绍：太阳能热水器的底座是由电动机驱动齿轮减速系统再传动到底座上的转盘实现旋转的;控制底座旋转快慢的主机，在大数据背景下，可以依据太阳运动的规律来编辑控制底座旋转方式的程序再导入到主机上。连接主机与底座，打开控制开关，智能底座就执行命令开始旋转了。可以试试转换程序让它旋转得更快一点。而且，当季节不同太阳高度角发生变化时，还可以利用底座上的棘轮装置调整太阳能热水器的倾斜角度。

　　(备注：在大数据背景下的人工智能应用，追踪太阳位置的方式不仅限于一种，也可以是利用图像识别技术开发的传感器、颜色传感器、光敏传感器等。编辑的程序也视具体任务和使用的零件而定，引入人工智能的概念在于营造学生与时俱进的意识形态，初步明白人工智能设备可以实现太阳能热水器智能旋转底座的开发利用，进而意识到大数据时代、人工

　　智能领域已经与我们生活紧密相连，让学生体会学无止境、创新可贵。)

　　③各小组修改完善设计方案。

　　5、制作太阳能热水器。

　　①在制作之前提出要求和提醒

　　A.小组成员注意分工合作，并严格按照设计图纸的方案制作简易太阳能热水器;B.使用剪刀时注意安全，万一受伤了，找老师拿创可贴;

　　C.先制作简易太阳能热水器，再安装在旋转底座上，制作完成后，小组长将模型拿到展示台。

　　②生制作简易太阳能热水器，教师指导帮忙，分发旋转底座。

　　③展示制作成品，提出设计图纸的重要作用。(图纸是指导和检验工程的标准。如果要改进热水器要从图纸开始，而不是在制作的过程中随意改变。)

　　6、总结

　　下节课《评价我们的太阳能热水器》，对制作的太阳能热水器依据评价量表进行测试评价。

　　六、板书设计