6.熱對流【教材分析】本課著重探究的是液體和氣體的熱傳遞方式對流。液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間通過循環流動使溫度趨于均勻的過程叫對流，即流體(氣體或液體）通過自身各部分的宏觀流動實現熱量傳遞的過程。對流產生的原因在于物質的熱脹冷縮，流體受熱后體積變大，質量不變，密度變小，在浮力作用下向上浮起，溫度低的流體密度較大，向下流動。教學內容包括四個部分：第一部分是復習導入，讓學生用上節課熱傳導的原理來分析熱在水中是如何傳遞的，引發學生思維沖突，聚焦對流現象。第二部分是探究熱在水中是怎樣傳遞的。把木屑放入水中加熱，水升溫后觀察木屑在水中的運動方式，借助木屑的運動方向推測液體的流動方向，經過分析初步建立熱對流的概念。第三部分是探究熱在空氣中是怎樣傳遞的，在空氣中點燃一支香，用玻璃罩倒扣住，觀察香冒出的煙是怎樣流動的，進一步完善流體通過熱對流傳遞熱量。第四部分是使學生運用所學的知識解釋生活中的熱對流現象和拓展活動，制作一個走馬燈并嘗試解釋原理。【主要概念】熱總是從高溫處傳向低溫處，熱傳遞的方式有多種，液體和氣體主要通過熱對流的形式傳遞熱量。【涉及課標】6.3.3 熱可以在物體內和物體間傳遞，通常熱從溫度高的物體傳向溫度低的物體說出生活中常見的熱傳遞的現象，知道熱通常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，舉例它們在日常生活和生產中的應用。【學情分析】學生上一節課完成了熱傳導內容的學習，明白了熱總是從高溫處傳向低溫處，熱量在物體內部或兩個物體之間會以傳導的形式傳遞。由上節課的學習經驗，學生會覺得液體和氣體也會是通過傳導的方式傳遞熱量。這是學習熱對流這種熱傳遞方式的一個障礙。學生在以前學過固體和液體及氣體的性質，知道液體和氣體能夠流動，是液體和氣體區別于固體的重要特性，這為學生解釋液體和氣體在傳遞熱的過程中可能發生流動奠定了基礎。學生在日常生活中可能注意到開鍋后熱氣向上流動、打開冰箱門冷空氣會向下流向腳面的現象，但他們往往沒有認識到這是一種熱傳遞的方式，而僅僅是熱的物體和冷的物體運動了，不知道它們在運動的過程中傳遞了熱量；同時，他們注意到的現象是一個局部，要么是上升、要么是下降，而沒有注意到或者說無法觀察到高溫流體上升會伴隨著低溫流體下降，低溫流體下降會伴隨著高溫流體上升。由于日常生活中常見的流體大多是均質的，加之發生熱對流時流體流動的速度較慢，學生較難觀察到其流動情況，因此，應該在流體中添加懸浮顆粒，借助懸浮顆粒的運動情況判定流體的流動情況。借助加入附加介質，觀察物質的變化情況，是科學實驗中經常用到的觀察方法，在教學中應該滲透這種意識，以培養學生設計實驗的能力，提高自主探究水平。【教學目標】1.通過觀察液體和氣體受熱流動情況，認識到液體和氣體會通過對流的形式傳遞熱量，初步了熱傳導傳遞方式的特點。2.能夠運用所學的知識解釋生活中的熱對流現象。3.通過類比、遷移，初步學習通過添加附加介質觀察物質變化的實驗方法，培養科學探究技能。4.在科學探究過程中，體驗到事物的變化是可以被觀察的，事物的內部是有聯系的。【重點與難點】重點知道熱在氣體和液體中傳遞的主要方式是熱對流。難點做熱在水中和空氣中傳遞的實驗，從而理解對流現象。【教學準備】教師酒精燈、鐵架臺、火柴、試管、測溫儀學生酒精燈、三腳架、石棉網、火柴、木屑、燒杯、攪拌棒、香、玻璃罩、鐵夾子。【教學過程】一、復習導入：梳理前概念，引發思考。1.復習舊知：同學們，上節課我們學過熱的一種傳遞方式，是什么？（熱傳導）誰能來說一下什么是熱傳導呢？2.演示實驗：用酒精燈對裝有水的試管進行加熱。加熱點在試管的中部。我們用熱傳導的原理推測一下，熱在水中是如何傳遞的？請同學們將你的想法畫在實驗記錄單上。3.引發思考：用測溫儀測各點溫度，發現結果和熱傳導并不一樣。引發思考熱在水中究竟是如何傳遞的?4.大膽假設：我們上節課研究熱傳導的時候，研究的材料大都是固體，而水是液體。液體和固體的重要區別是它能夠流動，那么水在加熱的過程中是不是可能發生了流動呢？如果是發生了流動，這種流動會對整個水體溫度的升高起到什么作用？設計意圖通過學生梳理前概念，再通過演示實驗，引發學生思維沖突，激發學生探索新的熱傳遞方式的興趣；同時引導學生大膽假設，嘗試猜測水在受熱時可能通過流動的形式傳遞熱量。二、探究熱在水中是怎樣傳遞的。1.設計實驗：那么，水在加熱的時候真的會發生流動嗎？我們能不能設計一個實驗，通過實驗清晰地觀察到水在變熱的過程中是否會發生流動，它時怎樣流動的？適時指導學生觀察水的流動需要借助合適的懸浮物體，引入實驗材料木屑。設計意圖學生通過思考、試錯的過程，設計出觀察熱在水中是如何傳遞的實驗，在整個設計的過程中調動學生生活經驗、引發學生思維碰撞。2.學生匯報實驗方案。3.實驗操作：出示實驗注意事項，小組按分工進行實驗，用箭頭在記錄單上畫出木屑運動軌跡。4.小組匯報：擇機板書“受熱上升、遇冷下降，循環流動”。5.教師總結：像水這樣受熱上升、遇冷下降，循環流動，通過流動傳遞熱量，這種熱傳遞的方式叫熱對流。熱對流時，熱總是從溫度較高處向溫度較低處傳遞。設計意圖讓學生理解木屑的運動軌跡就是熱在水中的傳遞軌跡，用熱在水中的傳遞現象，先簡單的分析熱對流的過程，初步建立概念。三、探究熱在空氣中是怎樣傳遞的。1.概念遷移：熱在水中傳遞會發生熱對流，在石頭、鐵塊中傳遞會發生熱對流么？（不會，因為石頭、鐵塊不會流動。）那么你預測一下熱在空氣中傳遞會不會發生熱對流呢？你猜測的依據是什么？（空氣會發生流動）設計意圖讓學生進一步理解流動是產生熱對流的前提條件。2.設計實驗：我們能不能設計一個實驗來驗證你的判斷呢？借助什么來觀察空氣的是否流動？（加入可以在空氣中漂浮的物體，引入香點燃后產生的煙。）3.學生匯報設計思路。4.實驗操作：出示實驗注意事項，小組按分工進行實驗，用箭頭在記錄單上畫出煙的運動軌跡。5.小組出示實驗記錄單并匯報。通過對實驗現象的分析，認識到熱在空氣中確實是通過熱對流來進行傳遞的。6.總結推理：那么其它會流動液體和其它熱傳遞的方式會是熱對流么？7.歸納總結：誰來完整地總結一下什么是熱對流。（參照板書）設計意圖讓學生理解流動是產生熱對流的前提條件。引導學生借助其它物體觀察空氣的流動，通過實驗學生觀察到熱在空氣中和水中傳遞方式相同，豐富了熱對流的概念。四、生活中應用1.聯系實際：我們了解了熱對流的概念，那么你在生活中見過熱對流的現象么？向同學們介紹一下你的發現。（蒸包子開鍋時的熱氣騰騰的現象、冰棍剛拿出冰箱是冷氣向下流的現象等）2.生活中的應用：熱對流在生活中也有很多的應用，夏天天氣炎熱，為什么制冷空調一般墻壁的上部？冬天我們會利用暖氣取暖，為什么暖氣一般會掛在墻壁的下部呢？設計意圖拉近概念和學生的距離，讓學生聯系實際說說哪里有、怎么利用，培養學生仔細觀察、拓展遷移的能力。【教學后記