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《热是怎样传递的》教学设计宋海明

一、导入新课

在课堂开始时，为了激发学生对热传递现象的兴趣，我们可以通过一个简单的实验导入新课。首先，展示两个相同的金属杯，一个装有热水，另一个装有冷水。让学生观察并讨论两个杯子表面的温度差异，引导学生思考为什么一个杯子会感觉热，而另一个杯子则感觉冷。接下来，可以提出问题：“热是如何从一个物体传递到另一个物体的？”通过这种方式，我们能够引导学生思考热传递的基本概念，为接下来的学习奠定基础。

接下来，我们引入一个生动的实例，比如讨论冬季室内外温差对人们生活的影响。例如，在寒冷的冬天，我们通常会感受到室内温暖舒适，而室外则寒冷刺骨。我们可以让学生思考，室内的热量是如何保持的，以及室外的热量是如何流失的。通过这个实例，学生可以直观地理解热传递在日常生活中的作用，并激发他们探索热传递机制的欲望。

最后，为了进一步激发学生的好奇心，我们可以通过多媒体展示一系列热传递的图片和视频，如热传导、对流和辐射的实例。这些生动的视觉材料能够帮助学生更好地理解热传递的三种主要方式，并激发他们对这些复杂现象的好奇心。同时，我们可以提出一些开放式问题，如“为什么热会向上传递？”和“为什么热可以在没有直接接触的情况下传递？”这些问题将引导学生积极参与课堂讨论，为后续的学习内容做好铺垫。

二、讲授新课

(1)在讲解热传导时，我们可以从金属的热传导性能开始。根据实验数据，铜的热导率约为401W/(m·K)，而铝的热导率约为237W/(m·K)。以一根直径为10毫米、长度为1米的铜棒为例，当两端施加100°C的温度差时，热流通过铜棒的速度约为4.3W。为了更直观地展示这一过程，可以展示一个简单的热传导实验，将铜棒一端加热至100°C，另一端放置温度计，观察温度计示数的变化。通过实验，学生可以理解热传导是如何在固体中进行的。

(2)讲解对流时，我们可以以海水循环为例。太阳辐射使海水表面温度升高，热海水上升，冷水下沉，形成大规模的海水循环。据统计，全球海洋每年吸收的热量约为1.5×10^14J，这相当于全球能源消耗量的20倍。通过对流，海洋吸收了大量的热量，调节了地球的气候。在课堂上，可以展示一个模拟海水循环的实验装置，让学生观察热水上升和冷水下沉的现象，理解对流在自然界中的作用。

(3)在讲解辐射时，我们可以以太阳辐射为例。太阳表面温度约为5,500°C，它通过辐射向地球传递能量。据研究，太阳辐射的强度约为1.361kW/m2。地球表面每年接收到的太阳辐射能量约为1.74×10^18J，这足以满足全球的能源需求。为了让学生更直观地理解辐射，可以展示一个实验，将温度计放置在远离热源的位置，观察温度计示数的变化，从而说明辐射在热传递中的作用。通过这些数据和案例，学生可以更好地理解热传递的三种方式及其在实际生活中的应用。

三、巩固练习

(1)在巩固热传导知识时，可以布置一个练习题：假设有一块厚度为5厘米、面积为0.5平方米的金属板，其热导率为150W/(m·K)。如果板的温度从100°C降至50°C，求在1小时内通过这块金属板的热量。学生需要运用公式Q=κAΔT/Δx来计算，其中Q为热量，κ为热导率，A为面积，ΔT为温差，Δx为厚度。通过这个练习，学生可以检验自己对热传导计算的理解。

(2)对于对流练习，可以给出一个实际案例：一个房间内有一台空调，房间长10米，宽8米，高3米。空调出风口的温度为20°C，房间内温度需要降至15°C。假设空气的密度为1.225kg/m3，空气比热容为1.01kJ/(kg·K)，求空调需要运行多长时间才能使房间温度均匀降至15°C。学生需要计算空调送风量、空气流动速度以及空气在房间内的对流热量，从而得出空调的运行时间。

(3)在辐射练习中，可以设计一个实验题：假设一个太阳能热水器吸收太阳辐射的能量为1000W，热水器的吸热面积为2平方米。求在1小时内，热水器能将多少千克的水从15°C加热至60°C。学生需要运用公式Q=mcΔT来计算，其中Q为吸收的热量，m为水的质量，c为水的比热容，ΔT为温度变化。通过这个练习，学生可以检验自己对辐射能量转换的理解，并学会如何计算实际应用中的能量需求。

四、总结与拓展

(1)在总结本节课内容时，我们可以回顾热传递的三种方式：热传导、对流和辐射。通过具体的案例和数据，例如，热传导的铜棒实验，我们可以强调热导率对热传递效率的影响；通过对流的海水循环案例，说明对流在调节地球气候中的重要作用；通过太阳辐射的实例，展示辐射在提供地球能源方面的巨大贡献。总结时，可以提出问题：“在生活中，我们如何利用这些热传递的方式提高能源利用效率？”鼓励学生思考如何将这些科学原理应用于实际生活和工作中。

(2)拓展方面，我们可以探讨热传递在现代科技中的应用。例如，在建筑行