做个太阳能热水器
浙江宏达学校
教学内容:
让学生初步了解太阳能热水器,指导学生自己动手尝试设计制作简易太阳能热水器,研究怎样使热水器里的水热得快,温度高。
设计理念：
1、教学应让学生从生活中、从各种活动中进行学习，通过与生活实际相联系，获得直接经验，主动地进行学习，教师要引导学生直接从外界事物和周围事物环境中进行学习，同学生的生活实际相结合，从而使他们获得有用的知识。
2、皮亚杰的知识建构理论指出学生是在自己的生活经验基础上，在主动的活动中建构自己的知识。也就是说，学习者并不是空着脑袋走进教室的，而是在以往的生活、学习和交往活动中，已经逐步形成了自己对各种现象的理解和看法，而且他们具有利用现有知识经验进行推论的智力潜能。学习不单是知识由外到内的转移和传递，而是学习者主动地建构自己的知识经验的过程。
3、运用好过渡的教学设计策略，使学生逐步深入的探讨太阳能热水器的工作原理，一步步的激发学生的思维，点燃创作和实践的激情。
教学策略：
课内与课外相融合，通过教师的有效地过渡环节的引导让学生通过自己探索自己领悟从而能够自己创新，并且通过大胆设想，认真实践，制作出自己的太阳能热水器，促进科学素养的发展。
教学目标：
科学概念：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。
过程与方法：1、能根据研究任务和要求进行有目的的设计。
2、在全班交流设计的方案的思路和原理。
3、动手制作自己的简易太阳能热水器。
情感、态度、价值观：
1、乐于合作、交流、反思和改进。
2、体会到运用科学知识解决问题的乐趣。
3、认识到科技的发展促使人们更好的使用有限的资源。
教学环节：
活动一：(出示几张教师拍摄的家乡太阳能工厂和群众屋顶安装太阳能的照片)
1、太阳能热水器是我们谈桥的特产，是利用多种科学原理设计出来的一种节能装置，它的构造如何？你知道它是怎样工作的吗？
2、学生汇报收集到的资料，教师同时引导归纳其组成部分及工作原理。
3、教师出示几张典型的图片，让学生思考并说说太阳能热水器接收阳光有何特点。
（设计意图：通过课前让学生收集资料课上汇报，让学生经历一个知识的整理过程，同时用一个和下面活动相关的核心问题即太阳能热水器在接收阳光方面有何特点，开门见山，直接过渡，打开学生的思维，将学生的思维从课外拉回到课内，为下面设计及制作太阳能热水器时进行知识迁移搭建平台。）
活动二：（出示一个保温瓶）
1、思考：假如让你用身边的材料尝试制作一个太阳能热水器，要使水快速升温又要保温好可以采取哪些措施？
2、四人小组讨论。
3、指名汇报，对措施多的小组进行表扬。
4、教师板书措施并小结。
（设计意图：太阳能热水器制作成功与否，关键在于采取升温的措施是否得当。所以把这个问题单独拿出来让学生自主探究，是让他们尝试运用所学的有关光的知识解决实际问题的重要途径，期待着学生能理论联系实际，能在前一个环节的基础上顺利实现知识迁移，对如何使自己设计的太阳能尽快升温做到胸有成竹，这一环节的设计是科学知识生活化运用的有益尝试。）
活动三：设计及制作自己的太阳能热水器
创设话语情境：蒋老师家刚在硖石新买了房子，可是用电热水器费电，用燃气热水器又不安全，有什么好办法吗？
（教师通过创设话语情境来进行过渡，因为前面对太阳能升温和保温措施都胸有成竹，所以在接受这个任务后，学生的创作激情一下子被激发出来了，感觉这胜利的果实是跳一跳就可以完成的。）
1、教师提出要求：利用身边的材料，设计一个能装500毫升水的太阳能热水器。
2、四人小组讨论，设计出图纸，并附文字说明。（所选材料；升温措施；保温方法；外形特点及制作步骤等。）
3、上台交流，并接受其他小组的提问。
4、修改和完善自己的设计。
5、动手制作自己的太阳能热水器。
（设计意图：动手之前先动脑，在前一环节，学生的思维被激活，急于动手之前，别急，让学生静下心来把心中的计划制订出来。通过小组合作探究，全班质疑的方式，既训练了学生的表达能力，培养了合作精神，更让学生明白科学是严谨的，一份好的设计计划才能制造出一台好的热水器来。）
活动四（延伸至课后）：同学们，我看了大家做好的热水器，外表都是看起来不错的，但是俗话说：是是马要拉出来溜溜，你们说你们准备怎么溜呀？学生纷纷表示要比赛，教师马上引导讨论怎样比。
1、小组装好500毫升水；
2、在操场上比赛20分钟里哪组的水升温最快；
3、反思：自己的太阳能热水器通过运用发现有哪些地方可以改进？
（设计意图：教学要根据学生的思维特点来顺利的实现过渡，在前几个环节学生思考、讨论、操作的基础上，执教者没有采取花哨的过渡方式，只是采用了激一激的方式，就顺利的引导到了比赛环节，究其原因在于了解了学生的心理，顺因了学生的思维特点。同时此环节的设计要让学生明白活动的目的不是为了竞赛，而是互相学习，所以教师在教学中要重视活动后的交流，同时重视对此活动中表现出团结合作、动手动脑、克服困难、交流等情况进行总结和表扬，这也是一种有效地深入过渡，由课内到课外，由书本到生活。）
教学反思：
这个科学小活动是小学生对已学知识的综合运用，学生通过这一活动的开展，既巩固了所学知识，又锻炼了动手能力，真正体现了教师“理论联系实际”的教学理念，师生都受益非浅。学生从这次制作活动中体会到了科学创造的乐趣，体会到了知识的实用性。反思本次活动，具有如下特点：
一、科学活动重视学生的“自我探究”过程
人常说过程比结果更重要，在小学生的科学教学活动中更是如此。所以这一活动中，我让学生经历了知识的发现过程，知识的运用过程，培养他们发现知识和运用知识的能力。例如让学生们观察太阳能热水器，自己分析太阳能热水器的工作原理，自己讨论探究怎样让自己设计的太阳能的水升温最快，保温效果最好，自己选择材料动手操作，自己进行500毫升水的加热比赛，自己反思修改自己的太阳能热水器等，整个活动都是在学生自主探究的基础上开展的。一个个学生的自我探究活动就像一颗颗散的珍珠，教师是串起这些珍珠的线，闪光的还是那一颗颗珍珠。换句话说，这个科学活动是要让学生自己确定要解决的问题的相关知识和信息范围，自己确定在获得相关信息后怎样行动，自己预测在活动中可能会遇到的新问题及解决方案，因此这完全是学生的自我探究活动，完全要发挥学生的主观能动性。
同时，重视探究后的交流。例如在讨论怎样才能让热水器升温快，保温最好，采用了先四人小组讨论，再全班汇报的方法；又如在设计自己的太阳能热水器时，也是先在小组内交流设计，再分小组上台汇报，接受全班同学的质疑。交流也是学生探究的一个过程，在这个过程中，学生用语言来表示自己认识的过程，同时也接受了其他同学的建议。在整个设计和制作的过程中，作为教师的我在活动中尽量少说话，让学生们自己分辨，自己争论，自己思考和自己动手制作，这才是学生真正的 自主探究过程。而无论他最后制作的太阳能是否真的那么好就并不重要了，成果并无多大价值，但过程却是属于每个学生的自我探究的独特体验，是弥足珍贵的，是会对他今后的科学学习之路打下扎实基础的。
二、活动具有情境化的背景，合理使用过渡，科学探究、科学创新注意学生知识的迁移
科学活动要有情境化的背景，尤其对于小学生来说更应如此。所谓情境化就是让孩子们进入一个他们所熟悉的经验之中。这个科技活动设计和制造一个简易的太阳能热水器就是在学生们天天用到家里的热水器洗澡以及谈桥工业园有很多太阳能热水器厂的基础上提出来的，是学生所熟悉的，而又能让学生“跳一跳摘到果子”的，是他们心中愿意去尝试的，是结合本地特色的，所以富有特殊的情境化，对本次活动的成功开展产生了积极的影响。
教师在教学活动中注意运用学生知识的正迁移，这是一节由知识向技能迁移的探究课，本次活动通过有效地过渡手段的运用，具体体现在四种过渡设计方式和实施策论：1、整堂课创设一个大的情境，在学生熟悉的情境中开始教学，易于为学生接受，和学生溶为一体，激起他们的征服欲望；2、开门见山、直接导入过渡方式的运用；3、情境化创设过渡方式的运用；4、深入、深化过渡方式的运用，从而串起整个自主、合作、探究的学习方式，成功地实现了学生头脑中的知识向生活化的正迁移。一个个有联系的讨论，无疑是为本次活动的成功奠定了基石，通过有效的过渡手段实现了知识的正迁移，把学生的知识转化成了能力。
三、整个教学活动具有严密的结构性，包含了科学探究的几个主要活动
课堂各个环节之间的组合关系以及学习任务交给孩子们的次序就是结构。所谓结构的严密性是指各个教学内容和教学目标之间具有紧密的联系，体现出一定的层次性、递进性。在这一科学活动教学中，教师设计了一条符合小学生认知特点的教学结构线，体现出了结构严密性的特点，为整个活动底顺利有序开展打下扎实的基础。围绕着本次活动的三维教学目标，设计了如下的课堂结构：一是观察讨论太阳能热水器的组成部分以及工作原理，二是在此基础上并不是让学生急着设计自己的简易太阳能热水器，而是提出设计和制作好太阳能热水器的核心问题让学生讨论：怎样使热水器的水升温快，保温好？这是非常关键的一个环节，三是解决好核心问题后，满足学生急切的愿望，让他们设计和制作一个太阳能热水器，四是当场的比赛以及赛后的反思、改进。虽然环节不多，但将学生的认知特点和科学问题与教师的教学目标紧密相联，整个教学活动体现了严密的结构性，每个环节都是为下个环节学生的思维提供依据，使研究中学生的思维不会脱节，有助于学生更好地完成探究任务。
一个完整的科学探究活动应包括若干活动。在这个科学教学活动中，我根据教学内容的性质和学生的情况，分别安排了观察活动、动手实验制作活动、比赛游戏活动、反思与评价活动。这一个个受学生欢迎的科学活动，通过合理的过渡方式的使用，既反映了一个真实的科学研究项目的组织过程，更多的是通过各种活动培养学生一种处理实际问题、进行判断和决策的能力、创新的能力。
活动资料图片
