《太阳能灶》研究课例

常州市金坛区华罗庚实验学校新城分校  周文杰

本课以太阳能灶制作为主题，融合 STEM 教育理念。通过情境导入、知识讲解、小组设计制作、实验测试与改进等环节，让学生理解光反射原理，掌握太阳能灶制作方法。过程中注重小组合作、趣味互动及技术辅助，培养实践与创新能力，增强环保意识。

STEM说明：科学、工程、技术

教学年级：小学五年级

教学时长：40--50分钟

教学过程：

【情景呈现】

情境导入

播放一段高清野外露营使用太阳能灶烹饪美食的视频，视频中聚焦太阳能灶的工作过程与食物烹饪变化。播放结束后，开展 “你问我答” 互动游戏，提问学生：“视频中的人们没有使用煤气或柴火，是怎么把食物煮熟的？太阳能灶为什么能产生热量？” 随机抽取学生回答，对积极参与的学生给予 “科学小达人” 贴纸奖励。随后，展示一组太阳能灶在不同场景应用的图片，引导学生思考太阳能灶的工作原理，引入本节课主题。

【设计意图：通过生动直观的视频，迅速抓住学生注意力，激发好奇心和学习兴趣，让学生快速进入学习状态。】

二、知识讲解

结合 PPT 中的光路图，讲解光的反射规律，重点强调光滑的反光材料能让光线更集中地反射。根据视频和图片了解太阳能灶的工作原理和结构。举例说明不同反光材料（镜子、锡纸等）的特性，引导学生思考哪种材料更适合制作太阳能灶。

【设计意图：运用直观的图片、动画和形象的比喻，将抽象的光反射原理转化为学生易于理解的内容。了解太阳能灶的基本结构和工作方式，为后续设计制作提供扎实的理论基础。】

【任务挑战】

三、设计与制作

分组讨论：学生 4 - 5 人一组，讨论设计太阳能灶的方案，确定灶面使用的反光材料和灶架的搭建方式，教师巡视指导。

1.画出设计图

2.分组选择材料和工具。（选择所选定的材料）

3.学生分组，再按图制作。

动手制作：

   （1）用两脚钉将木棒和雪糕棒连接，搭建灶架。

   （2）将锡纸或镜子固定在硬纸板上，做成弧形灶面，调整角度使反光能集中到一点。

   （3）将装水的透明水管放置在反光焦点位置。

【设计意图：以小组合作形式开展讨论与设计，提供设计思路参考卡片，既能给予学生一定引导，又不限制其创新思维。通过自主设计并绘制设计图，激发学生的创新思维和创造力，将理论知识转化为实践操作，有效提升动手能力和解决实际问题的能力。】

【测试与改进】

四、实验与验证

实验设计：每组记录水管初始水温，然后将太阳能灶对准阳光，每隔 2 分钟测量一次水温，记录数据。

对比分析：实验结束后，各组分享数据，对比不同小组使用不同反光材料的升温情况，分析哪种材料的太阳能灶聚光效果更好。

【设计意图：通过实验测试，让学生直观感受太阳能灶的工作效果，培养学生的科学探究能力和数据记录分析能力。利用现代技术手段生成对比图表，使数据更加直观清晰，便于学生分析。开展 “最佳改进方案” 评选活动，激发学生的竞争意识和创新思维，引导学生根据实验结果发现问题并提出改进方案，培养学生的批判性思维和问题解决能力，同时通过小组分享，促进学生之间的交流与合作。】

五、总结拓展

学生分享：请学生分享制作和实验过程中的发现与体会，总结光的反射原理在太阳能灶中的应用。

拓展思考：提出问题 “在没有阳光的情况下，太阳能灶还能工作吗？我们可以怎样改进太阳能灶？”，鼓励学生课后查阅资料，继续探索。

六、评估方式