打破學科壁壘，探尋冷熱與健康的奧秘

【教學目標】

1.通過課前調查和小組匯報，了解健康與溫度的關系，提高保護身體健康的意識。

2.通過模擬搶救高溫中暑或失溫患者，掌握利用物態變化知識使人體降溫或保溫的方法，培養發現問題、解決問題的能力。

3.通過設計和體驗不同材料保溫性能實驗，增強動手能力，樹立團隊意識，提升合作學習的能力。

4.通過視頻感受新材料給生活和航天帶來的巨大影響，激發學習興趣和愛國情懷。

【教學重難點】

重點：模擬搶救高溫中暑患者，了解健康與溫度的關系。

難點：設計比較不同材料保溫性能實驗。

【教學過程】

活動一：探究體溫對健康的影響（對應教學目標1）

師：健康的身體是學習和工作的基礎，溫度與健康之間又有著密切的聯系。課前，同學們對“溫度與健康”進行了調查研究，下面請第1小組匯報調查情況。

組長1：1851年，德國內科醫生卡爾·溫德利希收集了25000人的腋下體溫數據，得到一個平均值為37℃的結果，首次確定了37℃為人體的正常體溫。時隔近200年，我們的正常體溫還能否達到37℃呢？昨天下午，我們組用體溫計隨機測量了一些同學的體溫數據，并把它繪制成了圖象。

（組員屏顯展示前一天下午不同學生的體溫值。）

組長1：根據圖象我們能直觀地看出，我們班同學腋下體溫的平均值并未達到37℃。體溫降低對健康有什么影響？為了弄清楚這個問題，我們小組查閱了資料，并找到一個視頻和大家分享。

（組員播放視頻《體溫降低對健康的影響》。）

組長1：通過視頻我們了解到，人體免疫力會隨著體溫的升高或降低而提高或下降。

活動二：探究環境溫度過高對健康的影響（對應教學目標1、2）

師：通過第1小組的匯報，相信大家對溫度與健康之間的關系有了初步的了解。當環境溫度在一定范圍內變化時，人作為恒溫動物可以實現正常調節。如果環境溫度過高時，會對人體健康造成什么樣的影響呢？接下來請第2小組匯報調查情況。

組長2：當太陽炙烤大地時，總有一群人堅守在自己的崗位上，讓我們通過視頻走近這些可敬的人。

（組員播放視頻《高溫下的工作者》。）

組長2：當環境溫度過高時，人體容易出現中暑等癥狀。我們小組運用所學物理知識進行了模擬搶救高溫中暑患者的實踐活動。

準備材料：冰袋、溫水和扇子等能夠及時獲取的降溫工具。

組員1：在患者額頭、手臂等部位放冰袋，通過熱傳導直接降低患者體表溫度。

組員2：用溫水擦拭皮膚。溫水蒸發更快，更容易從患者體表帶走熱量。

組員3：用扇子給患者扇風。加快空氣流動速度，能夠加快蒸發，從而降低患者體表溫度。

組長2：總之，遇到高溫中暑患者應采用各種方法加快散熱，降低患者體表溫度。

活動三： 探究環境溫度過低對健康的影響（對應教學目標1、2）

師：環境溫度過高會對身體造成不良影響，那么環境溫度過低又會對身體造成哪些影響呢？接下來請第3小組匯報調查情況。

（組長播放《長津湖》電影片段。）

組長3：勇敢的志愿軍戰士至死都保持著戰斗隊形，就是由于人體失溫造成的。我們來看看專業醫生是怎樣利用我們所學的物理知識急救失溫患者的。

（組員播放醫學科普視頻《失溫》。）

組長3：在剛剛的視頻中，醫生講到遇到失溫患者，可對其加蓋厚實的被褥，防止熱量散失。

活動四：比較棉花和泡沫的保溫性能（對應教學目標1、3、4）

師：棉花和泡沫是生活中常用的兩種保溫材料，你們覺得哪種材料的保溫性更好？

生1：我覺得棉花保溫性更好，因為被子很多都是棉花做的。

生2：我覺得可能泡沫的保溫性更好，因為在網上買的生鮮食品都是用泡沫箱子裝的。

師：接下來我們通過實驗比較棉花和泡沫的保溫性能。

準備器材：大小不同的燒杯、碎泡沫、棉花、熱水、溫度傳感器等。

各小組自選器材，設計實驗方案，比較棉花和泡沫的保溫性能。在討論中思考下面兩個問題：

（1）該實驗中要控制哪些物理量相同？" （2）材料的保溫性能通過什么反映？

師：哪個小組和大家分享一下你們的實驗方案？

組長4：我們組選擇的器材是大小不同的兩組燒杯、碎泡沫、棉花、熱水和溫度傳感器。將小燒杯放到大燒杯里面，在其周圍和底部分別放入相同厚度的碎泡沫和棉花，并在小燒杯中分別倒入相同質量的熱水；用溫度傳感器測量水溫，并每隔一段時間記錄一次，根據溫度降低的快慢來確定材料的保溫性能。

師：非常好，課前老師已經按照剛剛的方案制作好了不同的保溫杯（如圖1）。請各小組按照圖（如圖2）所示組裝器材，每隔30秒記錄一次溫度傳感器的示數，并將數據記錄在表格內。（表格略）

（教師拍照，通過投屏展示各組的測量結果。）

師：根據測量數據，同學們有什么發現？

生1：有的組測量結果是棉花保溫杯保溫性能更好，有的則是泡沫保溫杯保溫性能更好。

師：同學們覺得哪些因素會影響測量結果？

生2：棉花和泡沫的厚度不是完全相同的。

生3：水的質量不完全相同。

師：大家說得非常好。其實除了以上因素，測量時間長短也會對結果造成影響。我們只測量了6分鐘，誤差較大。課前老師也做了實驗，實驗時間是80min，數據如下表。為了更直觀地觀察規律，老師把數據繪制成了圖象。

（教師展示圖象和表格。）

師：通過分析圖象，同學們覺得哪種材料的保溫性更好？

生：泡沫。

師：隨著科技的發展，各種新型的保溫隔熱材料不斷被研制出來。老師也帶來了一種材料，下面我們通過實驗看看這種材料的保溫性能怎么樣。

（教師演示實驗。）

師：它就是氣凝膠氈。納米氣凝膠作為新型的保溫隔熱材料，被譽為改變世界的十大神奇材料之一。下面我們通過視頻了解一下這種新型材料。

……

【實踐作業】

1.調查現代恒溫科技住宅使用了哪些保溫隔熱材料。

2.調查恒溫科技住宅對人體健康的影響。

【教學反思】

《義務教育物理課程標準（2022 年版）》（以下簡稱“新課標”）強調“跨學科實踐”，作為一線教師，筆者積極響應，在實際教學中融合了相關課程，致力于培養學生跨學科運用知識解決問題的能力。以下是筆者對本次教學實踐的反思。

物理觀念和科學思維。本次教學中，在將物理學與日常生活相聯系的教學板塊，熱學知識與生活中的冷熱及健康問題的結合效果顯著。通過活動一，學生不僅鞏固了體溫計的使用方法，還獲得了大量測量樣本，需要對數據進行分析、整理和描述。班級學生腋下體溫的平均值未達到 37℃這一統計結果更是引發了學生的思考，成功激起了學生的好奇心與探索欲，促使他們主動思考體溫降低的原因、對健康的影響以及應對措施。活動二和活動三的實際情境，有效鍛煉了學生運用物理知識解決實際問題的能力。不過，在這部分教學中，筆者在引導學生深度思考方面還有提升空間，后續可進一步深度探究，引導學生深度學習。

科學探究。物理作為以實驗為基礎的學科，初中階段應著重培養學生的實驗探究能力。學生在活動四中，積極探討實驗方案，思維得到了有效訓練，并且熟練運用了控制變量法和轉換法等探究方式。在實驗過程中，學生分工明確、相互配合，動手能力和團隊合作能力也能得到提升。但實驗時間較短，部分小組實驗未完成，分析數據不夠全面，后續教學時筆者將合理安排時間。

科學態度與責任。在關注學科育人方面，實踐作業關注生活以及科技領域，能夠較好地落實核心素養的培育，增強學生的民族自信，激發學生的愛國情懷。但作業反饋形式可以更加多樣化，比如小組匯報展示等，進一步提升學生的表達能力。

跨學科實踐需要學生從多個視角分析問題，綜合運用多學科知識，跨領域協作，共同探索。這個探索過程能夠有效促進學生核心素養的全面發展，是培育未來社會所需復合型人才的重要途徑。筆者在后續教學中，將不斷改進和完善，以期在未來的教學中能更好地助力學生成長。

（作者單位：江蘇省南京東南實驗學校）