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人教版小学五年级科学上册《第五单元 太阳能热水器》大
单元整体教学设计
一、内容分析与整合
二、《义务教育课程标准（2022 年版）》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、学科实践与跨学科学习设计
十三、大单元作业设计
十四、“教-学-评”一致性课时设计
十五、大单元教学反思
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一、内容分析与整合
（一）教学内容分析
《第五单元 太阳能热水器》作为人教版小学科学五年级上册的核心单元，其教学内容丰富且意义深远。
本单元以太阳能热水器为载体，通过一系列精心设计的活动，引领学生深入探索太阳能的奥秘及其在现代生
活中的广泛应用。教学内容分为三个循序渐进的部分，旨在全面培养学生的科学素养和实践能力。
“ 认识太阳能热水器”部分为学生打开了太阳能世界的大门。通过生动有趣的课堂讲解、实物观察和小
组讨论，学生不仅掌握了太阳能热水器的基本构造和工作原理，还深刻认识到太阳能作为一种清洁、可再生
的能源，对于缓解能源危机、保护环境的重要性。这一部分的学习，让学生初步建立起对太阳能利用的兴趣
和责任感。
“ 制作简易太阳能热水器”环节将理论知识转化为实践操作。学生化身为小小科学家，亲手设计并制作
简易太阳能热水器模型。这一过程不仅考验了学生的动手能力、创新思维，还促进了团队合作与沟通能力的
培养。在制作过程中，学生亲身体验到从理论到实践的跨越，加深了对科学原理的理解和应用。
“ 改进与交流”阶段鼓励学生将作品付诸实践，通过实际测试来评估太阳能热水器的性能，并根据测试
结果进行反思与改进。班级内的展示与交流活动，为学生提供了一个分享创意、交流心得的平台，进一步激
发了他们对太阳能利用技术的探索热情。通过这一过程，学生不仅提升了科学探究的能力，还学会了如何基
于证据进行决策，培养了批判性思维和解决问题的能力。
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《第五单元 太阳能热水器》单元通过一系列丰富多样的教学活动，不仅传授了科学知识，更重要的是
激发了学生探索自然、利用科技改善生活的热情，为他们未来成为具有创新精神和社会责任感的人才奠 定 了
坚 实的基 础 。
（二）单元内容分析
本单元内容设计精心，结构清 晰 ， 逻辑 性 强 ，为学生提供了一个循序渐进、深入 浅出 的学习 路径 。从 最
初的认识太阳能热水器的基本 概念 和原理，到亲手制作并测试简易太阳能热水器模型，再到根据测试结果进
行反思、改进和班级 间 的交流分享， 每 一个环节 都紧密相连 ， 层层递 进， 共同 构建了一个 完整而 系 统 的学习
框架 ， 使 学生能 够 对太阳能的利用 形 成全面 而 深入的理解。
通过本单元的学习，学生不仅能 够 系 统地 掌握太阳能热水器的基本构造、工作原理及其在实际应用中的
重要作用，还能 够 通过动手实践，亲身体验科学探究的过程，从 而 培养创新思维和实践能力。在制作和测试
简易太阳能热水器模型的过程中，学生 需 要不 断尝 试、 调整 和 优 化，这种实践性的学习 方式 能 够极 大 地 激发
他们的学习兴趣和探索精神。
本单元还 注 重培养学生的团队合作与交流能力。在小组讨论和班级展示环节，学生 需 要学会如何与他人
有 效 沟通、 协 作解决问题，并能 够 将自 己 的学习成果以清 晰 、 准确 的 方式呈 现 出 来。这 些 能力对于学生未来
的学习和生活 都至关 重要，能 够帮助 他们更 好地适 应社会的发展和 变 化。
本单元不仅是一个 关 于太阳能热水器知识的学习单元，更是一个培养学生 综 合素 质 、提升科学探究能力
和实践创新能力的重要平台。通过这一系列的学习活动，学生将能 够 在知识、技能和情感 态度等 多个 方 面得
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到全面的发展和提升，为未来的学习和生活奠 定坚 实的基 础 。这种以实践为 导向 、 注 重能力培养的学习 方式
也 将对学生的 终 身学习 产 生 积极而 深远的 影响 。
（三）单元内容整合
为了进一步 增强 单元内容的 整 体性和 连贯 性， 我 们决 定 对传 统 的教学 方式 进行深 度 的创新与 拓 展， 特别
是在教授如何制作简易太阳能热水器这一实践性 强 、跨学科 融 合的知识 点时 。 我 们的 整 合策 略 不仅 着眼 于单
一学科的知识传授， 而 是力 求 打 破 学科 壁垒 ，实现多学科知识的有机 融 合。
在制作简易太阳能热水器的过程中， 我 们鼓励学生 运 用 数 学、物理、 美 术 等 多学科知识。 例 如，利用 数
学知识计 算 太阳能 板 的 最佳安装角度 ，以 确 保 最 大化 地吸收 太阳能 ；运 用物理知识深入理解热传 递 和能 量 转
换 的过程，探究太阳能如何转化为热能 ；也 不 忽视美 术知识的 运 用，引 导 学生通过 色彩 、 形状等 元素 美 化太
阳能热水器的 外 观，提升其 审美价值 。
除 了理论知识的传授， 我 们更加 注 重动手实践环节。传 统 的讲授和 演 示 虽 然重要， 但只 有通过亲手制作
并进行实际测试，学生才能 真正 加深对理论知识的理解和应用。 因此 ， 我 们会提供 充足 的 材料 和工具，让学
生亲手组 装 太阳能热水器，并进行性能测试，体验从理论到实践的 完整 过程。
我 们还 特别强调 团队合作与交流的重要性。在制作过程中，鼓励学生组成小组， 共同完 成任 务 。通过小
组讨论 确定 设计 方案 、分工合作进行制作，以及 最后 的班级展示环节， 都 能有 效 促进学生 之间 的交流与合作，
提升他们的团队 协 作能力。
通过这 些整 合策 略 的实 施 ， 我 们旨在构建一个更加全面、深入且富有 挑战 性的学习单元。不仅让学生掌
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握太阳能利用的核心知识和技能，还培养他们跨学科的学习能力、动手实践能力以及团队 协 作精神，为他们
的全面发展奠 定坚 实的基 础 。
二、《义务教育课程标准（ 2022 年版）》分解
根据《义 务 教 育 科学课程 标准（ 2022 年版 ） 》，本单元的教学内容可以分解为以 下几 个 方 面的课程 目
标：
1. 科学探究 ： 通过观察、实验、制作 等 活动，培养学生的科学探究能力。具体 包括 提 出 问题、作 出假 设、
制 定 计 划 、 搜集 证据、 处 理 信息 、得 出 结论、 表达 交流和反思评 价等 环节。
2. 科学知识 ： 了解太阳能的基本 概念 和 特 性，掌握太阳能热水器的工作原理和结构 特点 。认识热传 递 和
能 量 转 换等 科学原理。
3. 科学 态度： 培养学生对科学的兴趣和 好奇 心， 乐 于探究自然现 象 和 日常 生活中的科学问题。 尊 重 事 实，
注 重证据， 敢 于 质疑 和 勇 于创新。
4. 科学、技术、社会与环境 ： 通过本单元的学习，引 导 学生认识科学、技术与社会的 密切联 系。了解太
阳能作为一种清洁能源的重要性和应用 前景 ， 树 立可 持续 发展的观 念 。
三、学情分析
（一）已知内容分析
五年级的学生在科学领 域已经 打 下 了一 定 的基 础 ，他们 之前 的学习 经历使 他们掌握了一 些 基本的科学知
识和探究能力。具体来 说 ，他们 已经 学习过能 量 、热传 递等 基本 概念 ，对自然界中的能 量 转 换 有了一 定 的了
解。他们 也 初步认识了太阳能这一清洁能源，知 道 太阳能是一种可再生、 无污染 的能源，对于环境保护和可
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持续 发展具有重要意义。
除 了科学知识，五年级的学生还具 备 了一 定 的动手能力和团队合作精神。他们在 之前 的科学课程中， 已
经 有过实验操作和团队合作的 经 验，知 道 如何进行简单的实验设计和 数 据 记录 ， 也懂 得在团队中发 挥 自 己 的
作用，与 同伴共同完 成任 务 。
这 些已 有的知识和技能为学生学习本单元内容打 下 了 良好 的基 础 。他们可以将 之前 学习的能 量 、热传 递
等 知识与本单元的太阳能热水器工作原理和结构 特点相 结合， 形 成更为 完整 的知识体系。他们的动手能力和
团队合作精神 也 将有 助 于他们在本单元的学习中更 好地 进行实验操作和团队合作。
（二）新知内容分析
本单元的新知内容 主 要 包括 太阳能热水器的工作原理和结构 特点 、热传 递 和能 量 转 换等 科学原理。这 些
内容对于学生来 说既 具有一 定 的 挑战 性， 又 能 够 激发他们的 好奇 心和探究 欲 。
太阳能热水器的工作原理和结构 特点 是本单元的重 点 内容 之 一。学生 需 要了解太阳能热水器是如何利用
太阳能来加热水的，以及太阳能热水器的 各 个组成部分及其作用。这一部分内容的学习将 使 学生更深入 地 理
解太阳能的利用原理，并为他们 后续 学习其他太阳能利用设 备 打 下 基 础 。
热传 递 和能 量 转 换等 科学原理 也 是本单元的重要内容。学生 需 要了解热传 递 的三种 方式： 传 导 、对流和
辐射 ，以及太阳能是如何转化为热能的。这 些 内容的学习将 使 学生更全面 地 理解能 量 的转 换 和利用，为他们
后续 学习更 复杂 的科学原理打 下 基 础 。
通过学习本单元内容，学生将更深入 地 理解太阳能的利用原理及其在实际生活中的应用。他们将能 够 了
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解太阳能热水器的工作原理和结构 特点 ，掌握热传 递 和能 量 转 换等 科学原理，并能 够 将这 些 知识应用到实际
生活中 去 。
（三）学生学习能力分析
五年级的学生 正处 于身心 快速 发展的阶段，他们的 注 意力 相 对 集 中， 好奇 心 强 ， 喜欢 动手操作和探究未
知领 域 。这 些特点使 得他们对科学课程 充满 兴趣， 愿 意 积极参 与实验操作和探究活动。然 而 ，他们 也存 在 着
一 些 学习上的问题，如 注 意力易分 散 、 耐 心不 足等 。这 些 问题可能 导致 他们在学习过程中 难 以保 持持久 的 注
意力，对于 需 要 长时间 思考和探究的问题可能感到 困难 。
针 对这 些 问题，教 师 在教学过程中 需 要 采取 多样化的教学手段和策 略 来激发学生的学习兴趣和 积极 性。
可以通过设计有趣的实验和活动来 吸 引学生的 注 意力，让他们在 轻松愉快 的 氛围 中学习科学知识。 也 可以通
过提问、讨论 等方式 来引 导 学生深入思考，培养他们的 耐 心和探究精神。
五年级的学生 已经 具 备 了一 定 的自 主 学习和合作学习的能力。他们可以在教 师 的引 导下 进行自 主 学习，
通过 阅读 教 材 、 查阅资料等方式 来 获取 新知识。他们 也 可以在小组中进行合作学习，通过讨论、交流 等方式
来 共同 解决问题。这 些 能力将有 助 于他们在本单元的学习中更 好地 掌握新知识和技能。
（四）学习障碍突破策略
为了 帮助 学生 克服 学习过程中的 障碍 ，提 高 学习 效 果， 我 们将 采取 以 下 策 略：
1. 提供多样化的学习 材料： 为学生提供丰富多样的学习 材料 ，如太阳能热水器的实物模型、 图片 、 视频
等 。这 些材料 可以 帮助 学生更 直 观 地 了解太阳能热水器的工作原理和结构 特点 ，激发他们的学习兴趣和 好奇
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心。 也 可以鼓励学生自 己 动手制作一 些 简单的太阳能模型 或 实验 装置 ，以 增强 他们的实践能力和创新意识。
2. 分组合作学习 ： 将学生分成 若干 小组进行合作学习。 每 个小组可以分 配 一个 特定 的任 务或 问题，通过
团队 协 作 共同完 成任 务或 解决问题。这不仅可以 减轻 学生的学习 压 力，还可以促进他们 之间 的交流与 互 动，
培养他们的团队合作精神和沟通能力。在小组合作学习的过程中，教 师也 可以 给予适当 的 指导 和 帮助 ， 确 保
每 个学生 都 能 够积极参 与并有 所收获 。
3. 适时给予指导 和反 馈： 在教学过程中 密切关注 学生的学习进展和 表 现情 况 ，及 时给予指导 和反 馈 。 当
学生 遇 到问题 时 ，教 师 可以 给予适当 的提示 或 引 导 ， 帮助 他们 找 到解决问题的 方法 。 也 可以 定期 对学生的学
习成果进行评估和反 馈 ，让他们了解自 己 的学习情 况 和进步程 度 ， 增强 他们的学习 信 心和动力。
4. 创设情境激发兴趣 ： 通过创设与太阳能利用 相关 的情境和活动来激发学生的学习兴趣和 好奇 心。 例 如，
可以组 织 一 次 太阳能知识 竞赛 ，让学生在 竞赛 中了解太阳能的利用原理和应用领 域；也 可以制作一 份 太阳能
小 报 ，让学生在制作过程中了解太阳能的环保意义和社会 价值 。这 些 情境和活动可以让学生更加深入 地 了解
太阳能的利用原理和应用 价值 ，激发他们的学习兴趣和探究 欲 。
针 对五年级学生的学习 特点 和新知内容的要 求 ， 我 们将 采取 多样化的教学策 略 和 方法 来 突 破 学习 障碍 、
提 高 学习 效 果。通过提供丰富的学习 材料 、组 织 小组合作学习、 适时给予指导 和反 馈 以及创设情境激发兴趣
等 措 施 ， 我 们可以 帮助 学生更 好地 掌握本单元的知识和技能，培养他们的科学素养和实践能力。
四、大主题或大概念设计
本单元的大 主 题 或 大 概念 可以设计为 “ 太阳能的利用与可 持续 发展”。通过这一大 主 题 或 大 概念 的引领，
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引 导 学生全面探索太阳能的利用原理及其在实际生活中的应用 价值 ， 树 立可 持续 发展的观 念 。
五、大单元目标叙写
1. 知识与技能 ： 学生能 够 了解太阳能的基本 概念 和 特 性 ； 掌握太阳能热水器的工作原理和结构 特点； 理
解热传 递 和能 量 转 换等 科学原理 ； 能 够 制作简易的太阳能热水器并进行测试与改进。
2. 过程与 方法： 通过观察、实验、制作 等 活动过程，培养学生的科学探究能力和创新思维 ； 通过小组合
作与交流活动培养学生的团队 协 作能力 ； 通过反思与评 价 环节提升学生的自 我 认知和发展 潜 力。
3. 情感 态度 与 价值 观 ： 激发学生对科学的兴趣和 好奇 心 ； 培养 尊 重 事 实、 注 重证据的科学 态度；树 立可
持续 发展的观 念；增强 环保意识和责任感。
六、大单元教学重点
1. 理解太阳能热水器的工作原理和结构 特点 。
2. 掌握热传 递 和能 量 转 换等 科学原理。
3. 能 够 亲手制作简易的太阳能热水器并进行测试与改进。
七、大单元教学难点
1. 如何引 导 学生深入理解太阳能热水器的工作原理和热传 递 、能 量 转 换等 科学原理。
2. 如何培养学生的动手实践能力和创新思维， 确 保他们能 够 亲手制作 出 符 合要 求 的太阳能热水器。
3. 如何促进学生 之间 的交流与合作， 共同完 成任 务 并分享 经 验成果。
八、大单元整体教学思路
一、单元 概 述
《太阳能热水器》是人教版小学科学五年级上册的一个重要实践单元，旨在通过理论学习与实践操作 相
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结合的 方式 ，引 导 学生深入了解太阳能这一可再生能源的利用 方式 ，培养他们的科学探究能力、动手实践能
力和创新意识。本单元 包 含“ 认识太阳能热水器”、 “ 制作简易太阳能热水器”和 “ 改进与交流”三个 主 要
活动， 形 成了一个从理论到实践再到反思的 完整 学习过程。
二 、教学 目标
根据《义 务 教 育 科学课程 标准（ 2022 年版 ） 》的要 求 ，结合本单元的教学内容， 我 们设 定 了以 下 教学
目标：
知识与技能 ：
学生能 够 理解太阳能热水器的基本工作原理和组成部分。
学生能 够 掌握制作简易太阳能热水器的基本步 骤 和 方法 。
学生能 够 识 别 并 描述 影响 太阳能热水器 效 率 的 主 要 因 素。
过程与 方法：
通过观察、实验、制作 等 活动，培养学生的科学探究能力和动手能力。
通过小组合作，培养学生的团队 协 作能力和沟通交流能力。
引 导 学生学会 运 用科学思维和 方法 解决实际问题。
情感 态度 与 价值 观 ：
激发学生对科学探究的兴趣和 好奇 心，培养他们的探索精神。
培养学生的环保意识和可 持续 发展的观 念 ，认识可再生能源的重要性。
通过制作和交流， 增强 学生的自 信 心和成 就 感。
三、教学内容 安 排
