类型：设计制作
背 景 资 料
一、问题背景：
模型制作是小学生非常喜爱的一项科技活动。能设计一项简单而每个学生又人人能做的活动，既满足了学生对模型制作的兴趣，在活动中又培养了他们的创造能力和动手实践的能力。保温是日常生活中遇到的问题，如何保温？让孩子自己去探究，容易激发学生的兴趣，通过了解保温常识，设计制作保温器具系列活动，培养学生对科技的兴趣及创新、求真的科学精神，以利提高学生的科学素养。
二、计划背景：
先让学生各自通过上网、查阅书籍，教师讲授等多种途径了解有关保温的相关知识，以使学生对活动感兴趣。
利用生活中常见的材料，进行选择、设计、制作保温瓶。
对用于自制的保温瓶保温时间的比赛，我们规定让学生选用“材料小超市”（每一种材料都有标价）所提供的各种材料制作成保温杯，作为小棒冰的家，然后每个杯子都放一只小棒冰，看谁制作的棒冰的家最保温。既经济又实惠！活动以培养学生科学素养为核心，体现探究性、适切性及综合性原则。简述如下：
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方案类型 |
活动内容 |
能 力 培 养 |
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示范性 |
认识热学的相关知识 |
多途径查阅资料，资料摘录、整理。 |
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示范性 |
保温瓶的科学 |
观察、思维、分析、实验操作、 |
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指导性 |
保温瓶的设计 |
知识的综合运用，创新探索精神、制图。 |
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指导性 |
保温瓶制作 |
动手能力（包括操作合理有序）合作精神。 |
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示范性 |
保温瓶的比赛与评价 |
竞争意识，操作能力，价值观、对结果的分析能力。 |
三、知识背景：
热学的相关概念：
1．热传递：热可以从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物件的高温部分传到低温部分，并且一直继续到温度相同的时候为止。这种热传递有三种方式，传导，对流和辐射。
2．热传导：热从物体的温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，或者从一个物体传递给另一个物体，同时又没有物质的迁移，这种过程叫做传导。
3．热对流：热靠液体或气体本身的流动来传递，这种过程叫做热的对流。对流是液体和气体传播热的主要方式。对流时，总是温度高的部分上升，温度低的部分下降。所以要提高液体、气体的温度，应该从下方加热；要降低液体、气体的温度，应该从上方冷却。用冰块来冷藏食物的时候，总是把食物放在冰块的下面，就是这个道理。
4．热辐射：这种既不依靠分子问的碰撞，又不依靠气体或液体的流动，而是：直接向外发射波动能量或大昆微观粒子的传递过程叫做辐射。物体温度越高，辐射也就越强。
物体辐射的能量实际上并不是热量，而是可见光线、红外线和紫外线等射线。如果辐射没有从外界得到能量补充，它辐射出能量后本身温度就要降低；而吸收了这种辐射能量的物体，温度会升高。所以把物体这种辐射简单地称为热辐射，把另一吸收到的这种能量叫做辐射热。
5．热的良导体：善于传导热的物体，叫做热的良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。
6．热的不良导体：不善于传热的物体叫做热的不良导体。瓷、纸、木头、玻璃，皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体，除了水银之外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。冬天穿棉衣、皮衣觉得暖和，就是因为在棉花、毛皮的纤维中间有不流动的空气，身体的热不容易散失掉。
7．保温瓶：在实际热传递的过程中，传导、对流和辐射三种方式往往是同时存在的。
课 程 目 标
1、 通过活动培养学生学会多渠道的收集各种信息资料，并进行整理从小有意识地建立个人信息资源库的观念。
2、 通过设计与制作让学生初步了解热学的有关知识。
3、 通过活动培养学生将学到的科学知识科学合理的利用材料解决实际问题，积极探索，提出解决问题的设想，做到学用结合，同时在与小组他人共同探究活动中，培养学生的团队协作精神。
4、 通过活动培养学生探索、观察、分析能力，从小养成学科学、爱科学、用科学、信科学和客观、求实、合作、竞争、创新精神和拓展性思维等综合科学素养。
5、 制作保温杯的比赛培养学生的价值观和鉴赏能力。
活 动 方 案
一、活动内容：通过实验探究有关热传导的方式传导、对流、辐射，有关热的良导体和热的不良导体；设计保温杯；制作保温杯；以及对保温杯制作的评价。
二、活动目标：
1、 了解热的传递方式传导、对流、辐射。
2、 了解保温杯的基本构造。
3、 能够选择防止传导、对流、辐射三种传递热的方式材料来设计保温杯。
4、 根据设计动手制作保温杯。
5、 保温瓶的保温效果评比。
（反映学生灵活运用各种知识、勇于探索、创新求实的科学精神。）
三、适用对象：
小学四、五年级学生
四、活动准备：
实验器材：铁架台、凡士林、酒精灯、小木条、瓷片、纸、羊毛、玻璃、沙子、铁丝、塑料、木筷、铝桶、木条、棉花、布、铜片、空气、橡胶棒、报纸、毛皮、尼龙、纸板、石棉、方框形玻璃管、墨水等
活动材料：瓶盖、垫板、泡沬塑料、牙签、竹丝、铅丝、卡纸、吸管、纸盒、塑料瓶、
泡沫塑料
活动工具：剪刀、锥子、美工刀、胶水、玻璃透明胶、双面胶。（学生自备）
制作材料：大塑料杯、小塑料杯、不锈钢碗、保鲜袋、铝箔纸、黑色粘纸、银色粘纸、泡沫塑料块、橡皮筋、透明胶、橡皮泥、棉垫……
五、活动过程：
活动（一）
1、 活动内容：热传递
2、 活动目的：
（1） 让学生知道热可以从一个物体传到别的物体，
或者从物体的一部分传到另一部分。
（2）知道热传递的三种方式：传导、对流和辐射
3、 活动器材：
尼龙丝、缝纫线、法码、16开铅画纸一张、白胶、剪刀、牙签、直尺、铅笔。
4、 活动过程：
（1） 传导
热从物体的温度较高的部分沿着物体传向温度较低的部分，或者从一个物体传递给另一个物体，同时又没有物质的迁移，这种过程叫做传导。
（2） 对流
热传递的第二种方式是对流。
水是热的不良导体，但是一壶水放在火上为什么很快整壶水都变热了呢?打开壶盖，我们就会看到浮在水里的杂质不停地从底部升上来又落下去。这说明底部的水被加热以后，体积膨胀，从而密度减小，根据浮沉原理，密度小的热水上升，而密度大的冷水下降。这样循环往复，很快使整壶水都变热了。在这里，热是靠水的流动来传递的。空气和水一样也会对流。
（3） 辐射
取表面涂成白色的和黑色的烧瓶各一只，瓶口塞上带有玻璃管的塞子，玻璃管内装有颜色水。将两只烧瓶并排放在阳光下受热。可以看到，黑瓶的管内液面比白瓶的上升得快。
实验说明，黑色的烧瓶从太阳辐射中吸收的热多，使烧瓶里空气的温度升得高，体积膨胀得大。可见黑色表面的物体对太阳辐射的吸收本领比白色表面的物体强，夏天穿浅色衣服比穿深色衣服凉快些，就是这个道理。
物体表面的颜色对吸收太阳辐射有影响这一点，人们常常加以利用。例如，飞机表面涂成银白色，可以避免被太阳晒得过热，相反地，人造卫星上的某些部件要利用太阳辐射来加热，就把这些部分涂成黑色。
活动（二）
1、 活动内容：保温杯的知识
2、活动目的：让学生了解暖水瓶的基本构造。
3、活动建议：将学生分成小组，观察和讨论暖水瓶是由哪几部分组成的。可以对其进行折装，在这一过程中观察暖水瓶的部件，进行分类，分析为什么用这些材料。
4、活动所需资源：
（1） 可从本活动方案资料背景中选用。
（2） 可上网或图书杂志查阅等多种途径取得。
5、活动过程：
（1）要求学生在一周前通过上网、图书杂志查阅的相关保温资料，并进行记录整理。
（2）活动开始时，组织学生把各自查阅整理的资料进行交流和讨论。
（3） 指导老师根据学生交流情况，指导暖水瓶的结构和科学特点，最后进行小结。
（4） 活动结束前，学生完成热学的有关知识练习题，以巩固刚学的知识。
活动（三）
1、 活动内容：保温瓶的设计
2、 活动目的：
设计符合要求的保温瓶，在整个设计过程中，使学生学会如何综合运用有关热学的知识，培养学生创新、探索和求实的精神。并学会简单的绘制设计图纸。
3、 活动器材：直尺、铅笔、圆规、剪刀、普通白纸3张。
4、 活动过程：
（1）教师要向学生讲清楚要求，让学生明白他们在设计时必须考虑到的有关材料是否防止了热传递，以及用最少的钱达到理想效果。
（2）教师讲解一些设计制图的基础知识，便于学生完成设计图纸绘制。
（3）组织小组讨论，先形成草案，再进行验证，可反复几次，最后形成最佳设计方案。
（4）根据最佳方案，完成设计制图。考虑制作过程中的关键和应该注意的地方。
（5）保温瓶的设计要考虑它的保温效果，尽量减少传导、对流与辐射的发生，效果就越好。
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制作保温瓶购物单 | ||
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材料名称 |
单 价 |
选中打“O” |
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大塑料杯 |
0．2元 |
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小塑料杯 |
0.1元 |
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不锈钢碗 |
4元 |
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保鲜袋 |
0.1元 |
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铝箔纸 |
0.8元 |
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黑色粘纸 |
0.3元 |
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银色粘纸 |
0.3元 |
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泡沫塑料块 |
0.6元 |
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橡皮筋 |
0.1元 |
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透明胶 |
0.5元 |
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橡皮泥 |
0.8元 |
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棉垫 |
0.6元 |
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…… |
…… |
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（教师应尽可能多的提供制作材料） 共计：----------------------元 | ||
活动（四）
1、 活动内容：保温杯的制作
2、 活动目的：根据设计方案图纸，完成制作，学会一定的制作技巧，选取收集的材料完成作品的设计和制作。通过活动的相互配合，培养团队合作精神。
3、活动器材：直尺、铅笔、16开图画纸一张、剪刀、粘接剂（可选用白胶或百得胶或双面胶带）。
4、活动过程：
（1） 教师应提醒学生注意保温杯要按规定的要求制作。同时强调一个好的有望取胜的方案，如制作粗糙，保温效果不好影响比赛成绩。小棒冰保存的时间越长越好。
（2）以小组为单位，根据前活动设计的图纸，合作完成2个保温杯，最后选1个制作质量较好的作品。交教师保管，作品上写上制作人姓名 。
（3）教师挑选代表小组最高制作水平的作品，从外观、结构合理、制作质量及可能的承重大小，组织学生进行评比。
活动（五）
1、 活动内容：保温瓶的保温效果评比
2、活动目的：通过活动培养学生竞争意识，体验成功的喜悦，总结经验，对没有取得好成绩的学生要帮助他们学会分析问题所在，以便今后改进。
3、活动器材：自己制作的保温杯、同样大小、同样温度的小棒冰
4、活动安排：
（1） 教师把创意保温瓶的效果比赛的操作讲清楚，并进行示范操作。
（2） 把前活动制作的保温瓶创意交还学生。组织他们进行小棒冰保温的比赛，（教师统一提供同样大小同样温度的小棒冰，分别放到学生自己制作的保温杯中，每一个小时记录保温的效果）
（3） 请获奖小组的代表谈获得成功的体会和经验，尤其在设计和制作上的心得。教师组织学生对前三名的作品进行讲评，最后进行归纳小结。
5、活动分析：
（1） 根据自己的测试成绩结果分析原因，成功在什么地方，失败在什么地方？
为什么会这样？
（2） 我选的材料科学吗？
（3） 还可以在什么地方进行改进？
（4） 我的小棒冰还能保存更长时间吗？
（5） 通过这项活动我有什么启发？
六、拓展性方案：
创意保温瓶的创意义比赛，他的创意之处是选用材料，科学设计、取材方便成本低，在设计制作上给了学生很大的想象空间，需运用一定的科学知识又要创新的思维。活动中体现价值观的挖掘，保温杯是为了保持温度，散热恰恰与其相反，生活中为了散热也要考虑热的三种传播方式，如何更好的散热，怎样利用常见的材料来制作散热装置，为学生探索和科学制作提供了空间。
我为棒冰“安”个家 学 习 单
学习单一： 有关热传递的知识练习题
一、热可以从（ ）的物体传到（ ），或从物体的（ ）传到（ ），并且一直到（ ）相同为止。这种现象叫热传递。
二、下列哪些是热的良导体哪是不良导体：
玻璃、沙子、铁丝、塑料、木筷、铝桶、木条、棉花、布、铜片、空气、橡胶棒、报纸、毛皮、尼龙、纸板。
热的良导体有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
热的不良导体有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
三、填表：
热传递记录表
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传递方式 |
实验现象 |
实验结论 | |
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1 |
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2 |
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3 |
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学习单二： 探究暖水瓶的秘密记录表
一、填表：
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我的发现 |
结构特点 |
防止了哪种热传递 |
实验示意图 |
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…… |
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二、问答：
1、现代常用的“冰热饮水机”是通过什么加热、制冷和保温的?
2、未来的房屋的设计怎样使室内保温?
3、人体是一个恒温体，人的正常体温大约是37摄氏度，当太热和太冷时，
人通过什么方式散发热量和保持热量？
学习单三：我设计的保温瓶
根据小组讨论确定最佳设计，绘制出保温瓶图样。
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保 温 瓶 图 样 所选用材料： 材料所用估价： 绘制人： 日 期： |
学习单四：暖水瓶制作评比表
第（ ）小组 组长------------- 主要成员-------------------------------------日期：
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评价 |
结构合理 |
外观（是否美观） |
制作质量 |
所用资金 | ||||||||
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好 |
一般 |
差 |
好 |
一般 |
差 |
好 |
一般 |
差 |
高 |
中 |
低 | |
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小组自评 |
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小组互评 |
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教师评价 |
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全班评价 |
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学习单五：保温瓶的保温效果
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作品名称 |
保温时间 |
选取 材料 （科学性） |
需要改进 的 地方 |
你的收获 |
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作品A |
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作品B |
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作品…… |
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参考资料：
1、小学自然常识课本 上海科技出版社
2、《小学科技》 上海科技教育出版社
3、《十万个为什么》 少年儿童出版社
4、《小学自然知识大全》辽宁儿童出版社
5、《自然与百科》 浙江儿童出版社
