苏教版小学四年级下册科学第2课《热胀冷缩》教学设计

桂馥兰香

2.热胀冷缩
江苏省南京市江宁科学园小学  罗瑞敏
【课标落实】
1.本课通过一系列观察、设计、探究等活动，落实《课程标准》中年段的课程目标。
科学知识：
知道温度计是利用物质热胀冷缩的原理做成的；
通过实验、观察、分析、归纳出液体、气体、固体都具有热胀冷缩的性质；
了解生活中常见的热胀冷缩现象及其应用。
科学探究：
在教师引导下，能设计探究实验，研究物质受热和冷却后体积的变化；
在教师引导下，能观察并描述物质在受热和冷却后体积发生的变化现象；
在教师引导下，能依据证据运用分析、比较、推理、概括等方法，分析实验结果，得出结论；
在教师引导下，能用热胀冷缩这一科学原理解释生产、生活中的现象。
科学态度：
能在好奇心的驱使下，表现出对现象和事件发生的条件、过程、原因等方面的探究兴趣；
乐于尝试运用多种材料、多种思路、多样方法完成科学探究，体会创新乐趣；
在科学探究中能以事实为依据。
科学、技术、社会与环境：
了解科学技术对人类生活方式和思维方式的影响。
2.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“物质科学领域”的中年段要求。
6.3 热可以改变物质的状态，以不同方式传递，热是人们常用的一种能量表现形式。
6.3.2加热或冷却时物体的体积会发生变化.
知道物体一般具有“热胀冷缩”的性质。
【教材分析】
《热胀冷缩》是苏教版科学四年级下册第一单元《冷和热》的第二课。通过前面一课的学习，学生已经了解了液体的冷热现象，学会了用温度计来测量液体的温度。本节课进一步带领学生学习物质在受热和冷却以后体积会发生什么变化，并尝试利用热胀冷缩这一原理解释生产生活中的现象。
本课教学内容分为四个部分。第一部分，通过温度计液柱上升和下降的现象引发学生的思考，引导学生探究液体受热和受冷时的体积变化。第二部分，通过设计实验研究气体受热和受冷时体积的变化。第三部分，通过铜球的加热和冷却实验，研究固体受热和冷却后体积的变化。第四部分，利用热胀冷缩的科学原理解释生活中的一些现象，将学习与生活密切相连，巩固所学知识。
【学情分析】
在日常生活中，学生对物体受热和遇冷以后会发生变化有了初步的了解和认识，在前一课的学习中已经认识到了物体的温度有冷热之分。虽然热胀冷缩现象比较常见，但学生并不能从科学的角度去解释这些现象。所以，本节课通过一系列探究实验帮助学生理解热胀冷缩的概念，初步认识到液体、气体、固体在受热和冷却后体积都会发生变化。着重培养学生设计实验和分析实验现象得出科学结论的能力。从学生的年龄结构和心理特征来看，四年级的学生对科学实验有着浓厚的兴趣，并已形成了一定的科学思维品质，具备初步的科学探究能力，设计实验和系统探究的能力有待提高。
【教学目标】
科学知识：
1．知道温度计是利用物质热胀冷缩的原理做成的；
2．通过实验、观察、分析、归纳出液体、气体、固体都有热胀冷缩的现象；
3．能用热胀冷缩这一科学原理解释生产、生活中的现象。。
科学探究：
1．能设计实验，探究物质受热和受冷后体积发生的变化。
2．能观察并描述物质在受热和冷却后体积发生的变化现象。
3．能在教师引导下，依据证据运用分析、推理等方法，分析实验结果得出结论。
4. 能掌握酒精灯的正确使用方法。
科学态度：
1．在科学探究中，乐于尝试运用多种材料、多种方法证明物质的热胀冷缩现象。
2．在进行物体热胀冷缩实验中， 感受科学学习的乐趣，并逐步形成严谨细致的学习态度。
科学、技术、社会与环境：
了解热胀冷缩原理在人类生产生活中的应用。
【教学重点】
认识到液体、气体、固体都有热胀冷缩的性质。
【教学难点】
设计实验研究物体受热和受冷时体积的变化。
【教学准备】
教师材料：课件和视频。
学生材料：烧瓶、空心管、胶塞、红色水、记号笔、烧杯、冷水、热水；锥形瓶、气球；铜球、铁环、酒精灯。
【教学时间】
1课时
【教学过程设计】
一、创设情境，引入新课
1．师：上节课我们学习了温度计的使用方法，你掌握了吗？请你读一读这支温度计的读数是多少？
（请学生对温度计进行读数。）
2．师：同学们真棒，都已经掌握了温度计的正确读数方法。与液柱顶端平齐所对应的刻度就是温度计的读数。现在，把它们分别放入两杯水中，请你认真观察它的液柱分别有什么变化。
3．播放视频，请学生仔细观察。师：你观察到什么现象？说明了什么？
4．学生交流：一杯水中，温度计液柱上升，说明是热水；另一杯水中，温度计液柱下降，说明是冷水。
5. 教师追问：为什么温度计的液柱会上升下降？难道它变多或变少了吗？
6. 学生猜测：液柱中的液体受热时，体积变大；受冷时，体积变小了。
7. 教师结合学生的回答，提出本课的探究活动：液体受热和受冷时体积会发生什么样的变化呢？
［设计意图：创设简单的情境，带领学生复习旧知，并激发学生兴趣，通过现象的分析，探求其中奥秘。]
二、探究物质受热和受冷时体积的变化
活动一：会升降的水柱
1. 师：我们以水为例来研究液体的体积在受热和受冷时是否和同学们刚才所猜测的那样会发生变化。我们也来装一瓶红色液体（出示烧瓶装水），在液面处做好标记，现在它的体积是这么多。如果它的体积发生了变化，我们可能会看到什么现象？
2．学生发表观点：可能会看到液面升或降。
3．师：那我们先把瓶子放入热水中，老师课前做了实验，请你认真观察它的体积是否发生了变化。（放入热水中：1分钟后……3分钟后……5分钟后……）。它的体积发生变化了吗？
4．学生发表观点：没有看出明显的变化；好像有一点点变了。
5．师：我们再来看看它在冷水中，体积有没有变化。（放入冷水中：1分钟后……3分钟后……5分钟后……）你觉得它的体积有没有变化：
6．学生交流：可能变化不明显，看不出来；或许是瓶口太大。
7．师：同学们回忆一下温度计的设计是如何使我们明显地看出里面的液体体积发生了变化的？
8．生：温度计里面的管子很细。
9．（出示带细管的胶塞）师：我们也给它塞上一根细细的管子，再来看看呢？接下来该怎样进行实验呢？
10．生：还像刚才一样把它分别放入热水和冷水中，观察细管内红色水柱有没有变化。
11．师提醒注意事项：胶塞要塞紧瓶口；在把烧瓶放入热水和冷水中之前，要先标记出空心管中水面的位置；实验后及时记下细管中水面的位置，并与实验前进行比较，得出实验结论。
12．学生分组实验并记录，教师巡视指导。
13．小组汇报现象：放入热水中，红色液体上升，放入冷水中，上升的红色液体又下降。师引导：红色液体上升或下降，是它变多变少了吗？（不是，是体积变大变小了）
14．师生共同小结：液体遇热时体积会膨胀变大，遇冷时体积会收缩变小。
活动二、玻璃瓶吹气球
1．出示一个空的锥形瓶，师：如果这个瓶内装满了空气，那么空气在受热或受冷时，体积会不会也发生变化呢？
2．学生发表观点。（受热也会变大，受冷也会变小）
3．师：如果瓶内空气的体积发生了变化，你觉得能不能看出来？
4．生：看不出来，它会从瓶子中跑出来，可以给它塞住。
5．师：塞住就能看出它的体积有没有变化吗？
6．学生交流。教师相机引导：玩气球时，空气体积的大小会影响气球的大小。出示气球，它能帮助我们吗？
7．学生说方法：将气球套在瓶口，并请其演示。提醒：我们研究的是瓶中的空气，那套之前先把气球内的空气排掉。
8．师生共同商讨制定实验方案：将气球套在瓶口，先放入热水中，观察气球的变化；再放入冷水中，观察气球的变化。教师提醒注意事项：气球套在瓶口之前要先将里面的空气排出去；仔细观察气球的变化并前后进行比较。
9．学生分组实验并记录现象。
10．师生交流：放入热水中，气球变大，放入冷水后，变大的气球又缩小。
11．小结：气体在受热时体积也会膨胀变大，受冷时体积收缩变小。
活动三、会变胖瘦的铜球
1．师：液体和气体的体积受热和受冷时都会发生变化，那固体有没有这样的性质呢？（出示一个铜球）猜猜看，它受热或冷却后体积会有什么变化？
2．学生猜测，自由回答。
3．师：看来同学们的想法不一样，怎样来验证我们的猜测呢？
生：可以加热看一看它的体积有没有变大。
4．师：实验之前，请同学们先想一想如果铜球的体积发生了变化，我们怎样能知道呢?
5．学生思考:可以找一个东西包住它，如果加热后包不住了就说明它的体积变大了 。
6．师：同学们考虑的很全面，这儿有一个铜球的好伙伴（出示铁环，教师演示铜球刚好通过铁环），如果铜球的体积发生了变化，我们可能会看到什么现象呢？
7．师：的确，我们可以给铜球加热后，再看它还能不能通过铁环，如果不能，说明它的体积变大了。我们今天选择用酒精灯给铜球进行加热。酒精灯的使用有一定的危险性，所以，我们首先一定要认真学习如何安全、正确的使用它。
8．播放酒精灯的操作使用视频，并归纳酒精灯使用的步骤。提醒实验操作：先试一试铜球通过铁环的情况；点燃酒精灯，加热铜球1分钟，试一试铜球能否通过铁环；熄灭酒精灯，将铜球放入冷水中几秒钟，再试一试它能否通过铁环。同时提醒学生：整个实验过程不能用手触碰铜球，以免烫伤；实验时戴好防护手套
9．学生分组实验，教师巡视指导。
10．学生汇报实验发现，得出结论：固体的体积也是受热后膨胀变大，遇冷收缩变小。
11．小结：绝大多数物体在受热时，体积会膨胀；遇冷时，体积会收缩。这种现象叫作热胀冷缩（板书课题）。现在你能解释温度计液柱高度变化的原因了吗？
12．学生尝试解释。
13．教师总结：温度计就是利用液体热胀冷缩的原理制作而成的。
［设计意图：探究实验环节，教师充分以学生为中心，让学生尝试自主、合作、探究的学习方式，让学生自主进行实验方案的设计，扶放结合，充分发展学生的科学思维，旨在培养学生分析和解决问题的能力。]
三、联系生活、拓展延伸
1．出示一个瘪了的乒乓球，你能利用今天所学的知识想办法将它复原吗？
2．学生想办法并上台演示，教师进行肯定评价。
3．（出示图片：轮胎在夏天容易爆胎、夏天架电线时不能拉得太紧等）请思考原因并解释。
4．学生尝试解释。
5．师：我们生活中还有很多利用物体热胀冷缩性质的例子，希望同学们课后留心观察、认真思考，把你的发现告诉身边的同学！
［设计意图：学习的目的在于应用。在学生掌握了知识以后，让学生了解热胀冷缩在生产与生活中的应用，并应用物体热胀冷缩性质去创造性地解决实际问题，能激发学生学科学、用科学的积极性。]


【板书设计】
2．热胀冷缩


                                     受热      受冷
  液体
                     气体    体积    变大      变小
                     固体