《做個太陽能熱水器》參考

《做個太陽能熱水器》教學(xué)參考背景和目標(biāo)最后兩課是對本單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的實際運用，也是對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道了光的一些基本特性，還知道了光和熱的關(guān)系。特別是第5、6兩課的學(xué)習(xí)，為學(xué)生下面的學(xué)習(xí)活動作了鋪墊。第7、8兩課通過設(shè)計、制作、評價太陽能熱水器的活動，在理論聯(lián)系實際的運用中能鞏固升華本單元學(xué)到的知識和技能。學(xué)生設(shè)計、制作的熱水器可能不會有多大的使用價值，但這會促使學(xué)生像科學(xué)家或工程師那樣工作，考慮從原理到材料選擇，計劃到制作的每一個細(xì)節(jié)，培養(yǎng)同學(xué)之間的團(tuán)結(jié)合作精神。本課內(nèi)容分兩部分。第一部分是觀察、了解“太陽能熱水器怎樣工作”；第二部分是“設(shè)計、制作太陽能熱水器”。科學(xué)概念太陽能熱水器是一種光熱轉(zhuǎn)換器，具有節(jié)能、環(huán)保、安全的優(yōu)點。太陽能熱水器的效能和所采用的材料、結(jié)構(gòu)，運用的原理有關(guān)。產(chǎn)品的設(shè)計，不僅要考慮構(gòu)造，還要考慮材料的選擇、依據(jù)的科學(xué)原理以及如何方便、實用。過程與方法能根據(jù)研究任務(wù)和要求進(jìn)行有目的的設(shè)計。按一定的格式寫出本小組的設(shè)計方案。在全班交流介紹方案的設(shè)計思路、原理。情感、態(tài)度、價值觀樂于合作、交流、反思和改進(jìn)。體會到運用科學(xué)知識解決問題的樂趣。體會到任何一件科技產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計，融合了多種知識和技術(shù)。認(rèn)識到科技的發(fā)展能促使人們更好地利用自然資源和自然規(guī)律。教學(xué)準(zhǔn)備分組實驗器材：制作簡易太陽能熱水器的材料（紙盒、泡沫塑料或棉花、能裝水的塑料袋或飲料瓶、玻璃片或塑料薄膜、盒蓋、黑色紙、鏡子或錫箔紙等）。教師演示：有關(guān)太陽能熱水器和太陽灶的構(gòu)造及工作原理的圖片或課件。教科書說明第一部分：太陽能熱水器怎樣工作要設(shè)計制作太陽能熱水器，就要了解太陽能熱水器的工作原理。所以本課一開始就要讓學(xué)生大致了解其結(jié)構(gòu)和原理。教科書上的圖是一個家用太陽能熱水器。其基本結(jié)構(gòu)由太陽能集熱器、絕熱貯水箱、連接管道、支架和控制系統(tǒng)組成。工作原理是利用集熱器吸收太陽光，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過儲水箱將熱水儲存。太陽能集熱器是太陽能熱水器接收太陽能量并轉(zhuǎn)換為熱能的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵。水箱的保溫作用必須十分明顯，一般合格的太陽能熱水器每天溫度下降在5℃以內(nèi)。可隔天使用。太陽能熱水器工作圖太陽能熱水器一般傾斜的角度和當(dāng)?shù)鼐暥纫恢隆＿@樣容易保持集熱面和陽光垂直，盡可能得到最強的光和最大的熱量。第二部分：設(shè)計、制作太陽能熱水器教科書上提出了明確的任務(wù)和要求。需要說明的是，要求學(xué)生設(shè)計制作的熱水器雖然簡單，但應(yīng)該具有利用太陽能加熱冷水、保溫這兩個基本的功能。因此就應(yīng)該具有冷水加熱器（相當(dāng)于集熱器）、保溫裝置兩部分?！盀榱耸篃崴鞅M快地升溫，還需要考慮哪些問題？采取哪些措施？”這個問題是為了啟發(fā)學(xué)生思考如何提高太陽能熱水器的效能，比如應(yīng)考慮怎樣才能吸收更多的太陽能，怎樣才能更好地保持住已升溫的熱水的溫度。制作太陽能熱水器要綜合用到前面學(xué)到的知識，如利用顏色、反光、傾斜放置等方法，也會涉及到學(xué)生沒有學(xué)過的知識，比如熱傳導(dǎo)的方式、材料的性能等，教師要有足夠的知識準(zhǔn)備。教科書要求學(xué)生寫出本小組的設(shè)計方案，在全班交流。這是為了通過交流學(xué)習(xí)別人的優(yōu)點，發(fā)現(xiàn)自己的不足。然后修改和完善自己小組的方案。這是設(shè)計過程中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。教學(xué)建議1.教師在教學(xué)前一定要了解太陽能熱水器的相關(guān)信息，把它的構(gòu)造和原理搞清楚。2.因為太陽能熱水器涉及的科學(xué)原理較多，學(xué)生可能不容易理解，所以關(guān)于太陽能熱水器的構(gòu)造及工作過程、原理，應(yīng)該以教師的講解為主。學(xué)生課后收集資料的活動，主要目的是為了提高學(xué)生的參與性和發(fā)揮他們的主動性。在學(xué)生匯報交流自己的看法后，教師要簡明扼要、深入淺出地講解歸納?？梢园匆韵马樞蜻M(jìn)行講解：首先是講構(gòu)造，其次是講工作過程，最后是講提高效能采取的措施。太陽能熱水器構(gòu)造最重要的就是三部分。一是利用太陽能把冷水加熱的部分（集熱器），二是保持水溫的保溫箱，三是控制冷熱水進(jìn)出的控制系統(tǒng)。教師可重點講前兩部分。工作過程大致是這樣的：通過集熱管吸收太陽能給冷水加熱，然后把熱水送到保溫箱保持一定的溫度，當(dāng)我們需要用熱水時，通過控制系統(tǒng)放熱水，并補充一定量的冷水到集熱器進(jìn)行加熱。為了提高太陽能熱水器的效能以及方便實用，設(shè)計人員在各部分使用的材料以及結(jié)構(gòu)、原理方面動了不少腦筋。比如最重要的集熱器，使用了真空集熱管。它用雙層玻璃構(gòu)成，內(nèi)表鍍上熱吸收層，能充分吸收太陽光，就如保溫瓶膽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。兩層之間為真空，防止和減少管內(nèi)外的熱對流。保溫水箱是采用雙層不銹鋼板構(gòu)成，主要是堅固防銹。中間是聚氨酯整體發(fā)泡的保溫體，能有效地保持水溫。教師講解時最好能畫出簡圖，或有課件輔助，使學(xué)生容易理解，一目了然。講解后，要抓住重點提問學(xué)生：太陽能熱水器的主要構(gòu)造有哪些？工作過程是怎樣的？這一部分的教學(xué)扎實了，在下面的設(shè)計、制作活動中，學(xué)生的思路就會比較清晰。3.設(shè)計、制作太陽能熱水器的活動要分小組進(jìn)行?；顒拥某绦蚪ㄗh：一要讓學(xué)生明確任務(wù)和要求；二要明白太陽能熱水器主要應(yīng)該包括哪幾部分；三要了解可以用什么材料制作；四要閱讀教科書上的方案實例。然后分組進(jìn)行設(shè)計，寫出設(shè)計方案。教科書提供的設(shè)計方案可供學(xué)生參考。設(shè)計前教師應(yīng)讓學(xué)生閱讀這份設(shè)計方案，弄懂其設(shè)計思路。這個設(shè)計方案的塑料瓶、盒子既是集熱器又是保溫箱。用塑料瓶裝水，容易讓陽光射進(jìn)去，減少熱量外流，起到升溫和保溫的雙重作用。盒子里面涂黑色，是為了吸收更多的太陽輻射。盒子內(nèi)瓶子的背面貼錫紙是為了加強反射，讓透過瓶子的陽光反射回瓶子，減少熱量外流。盒子的蓋用塑料薄膜，也和塑料瓶一樣，減少了盒內(nèi)的熱量向外輻射。瓶子周圍用泡沫塑料，是為了保溫。裝塑料瓶的盒子支起來，可以改變角度，以保持使陽光直射。在理解了太陽能熱水器的構(gòu)造、工作過程及原理，又讀懂了教科書上的設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，相信學(xué)