五年级下册科学教案 -2.4 空气的热胀冷缩 教科版

基本信息
课题
教科版五年级下册2.4《空气的热胀冷缩》
作者及工作单位

教材分析
《空气的热胀冷缩》是五下《热》这一单元的第四课时，本节课是在研究了液体的热胀冷缩之后让学生关注和研究的。由于空气是肉眼看不见得怎样借助其他事物的变化来间接观察是设计的难点。观察了空气的热胀冷缩现象，还要学生对空气和水的热胀冷缩现象作比较，进而模拟空气微粒的运动。本节核心内容主要是为了让学生建构“热能”“热运动”“热膨胀”等科学概念。
学情分析
五年级的学生通过两年的科学学习，学生有了自己的科学思维方式，对科学探究过程有所了解，学生对科学实验兴趣浓厚，不喜欢死记硬背的知识，具有一定的科学探究方法和运用科学方法解决问题的能力。学生已学习了液体的热胀冷缩，对热现象有了一定的基础，对空气的热胀冷缩现象的就理解有了依据。空气是看不见也摸不着的，如何设计实验是学生的障碍。
指导思想与理念依据
最新的《小学科学课程标准》(修订稿)指出：全面提高每一位学生的科学素质是科学课程的核心理念。科学探究是科学课程最为重要的学习方式，教师要引导学生主动探究，在科学探究的过程中学习“四位一体”的科学，包括：科学知识、科学思想、科学方法和科学精神。科学课程要以生活中的科学为逻辑起点，从学生的认知特点和生活经验出发，让他们在生活中感受科学的重要性，学会分析和解决与科学有关的一些简单的实际问题。
教学目标
科学概念：
1、气体受热以后体积会胀大，受冷以后体积会缩小。
2、热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。
过程与方法：
1、用多种方法观察空气的热胀冷缩现象。
2、用文字或图画进行描述和交流。
3、尝试用“模型”解释现象。
情感、态度、价值观：
对热现象产生更浓的探究兴趣。
教学重点和难点
【教学重点】用多种方法观察空气的热胀冷缩现象
【教学难点】观察空气体积变化的方法设计、用“模型”解释热胀冷缩现象
教学准备
学生准备: 烧瓶、胶塞、玻璃管；热水、常温水、冰水；气球、红墨水，肥皂水、瘪乒乓球2个（其中1个有小孔）
教师准备：课件
教学过程
内容提要
教学流程
教师活动
预设学生行为
设计意图
情景激趣，导入新课。
（5分钟）
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1、播放视频：打乒乓球。
师：同学们都过打乒乓球吗？
师：在打乒乓球时，很容易将乒乓球弄瘪。
2、出示2个瘪下去的乒乓球（其中一个破了小洞），问：有什么办法能将这两只瘪乒乓球恢复它原来的样子吗？
3、教师示范：把两个乒乓球都放进热水里，结果只有一个恢复原状，另一个不变。
问：为什么这个乒乓球会鼓起来？
引导：乒乓球里是空的？什么都没有吗？
问：那为什么另一个没有变化？（可以请一个学生就近仔细观察）
引导：也就是这个能鼓起来的乒乓球是封闭的，那么这个封闭的乒乓球为什么能恢复原状呢？是不是像刚才那位同学说的是因为里面的空气热胀冷缩呢？
4、这就是今天我们要研究的内容：《空气的热胀冷缩》。板书课题。
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?学生观看视频。
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学生提出：把乒乓球放进热水里。
学生：乒乓球热胀冷缩。
学生：乒乓球里有空气，是里面的空气热胀冷缩。
学生：我发现上面有个洞，有可能空气从里面跑出来了。
心理学研究表明，兴趣是学生主动学习、积极思维、探求知识的内驱力。这里巧妙设计观看视频，从视频中引出需要研究的问题，这样处理既可以调动学习兴趣，更有助于教师了解学生的前概念，也使学生感受“封闭”空间里的空气热胀冷缩现象，为进一步的学习做好了铺垫。
实验探究，形成科学概念。（20分钟）
（一）探究空气的热胀冷缩。
（时间：25分钟）
1、过渡：上节课我们研究了液体具有热胀冷缩的性质。（出示：装着红色水的烧瓶）
师：现在我把水倒出来，瓶子空了吗？什么都没有？
2、猜想：那我们来猜想一下：这空气具有热胀冷缩的性质吗？（板书：猜想）
要通过什么来验证？（板书：实验）
3、设计实验方案。
有什么办法看出瓶子里空气的体积有没有变化？
出示实验材料（课件）：气球、橡皮筋、胶塞、玻璃管、肥皂水、红墨水等。
请学生根据材料分组讨论设计实验方案。
学生汇报实验方案，全班汇报交流完善。
问；谁来说说你们的实验设计？
问；实验还有什么需要特别注意的地方吗？（利用有洞的乒乓球引导学生说出注意实验器材的封闭性问题。）
教师出示注意事项：
（1）选择合适材料做实验；
（2）分工合作、注意安全；
（3）仔细观察、做好记录。
教师出示实验记录表，并讲解实验记录表的填写要求。（画出实验简图，并试着用文字或画图的方式解释实验现象。）
4、学生分组实验，教师巡视。
学生：里面有空气。
学生猜测：空气也具有热胀冷缩的性质。
学生提出实验验证。
学生思考，提出各种方法建议：瓶口套气球等
学生分组讨论设计研究方法，教师巡视指导。
学生汇报交流实验方案1：把烧瓶套上气球，分别放进热水、常温水、冰水中，观察气球的变化。
方案2：把烧瓶口套上胶塞，插上玻璃管，并在玻璃管口滴上肥皂水，用手握住烧瓶，观察玻璃管口的变化。
方案3：在烧瓶口套上胶塞，插上玻璃管，并在玻璃管口滴上红墨水，用手握住烧瓶，观察玻璃管口红墨水的变化。
学生分组领取材料进行实验，并做好记录。
通过这一环节中了起到复习旧知的目的，更强调了只有通过实验获取证据才能证明猜想的科学态度。
“空气是看不见的，有什么办法知道它的体积有没有变化呢？”通过一个个小问题引导学生设计实验方案， 给学生足够的思考空间，有利于拓展思维，以及实验方法的指导，在猜测的基础上进行实验验证，鼓励学生开动脑筋，设计实验，以事实说话。
把课堂还给学生，让学生切身感受实验带来的乐趣以及成功的喜悦，体现学生的小组自主探究精神。
5、学生汇报交流实验现象，并投影板贴学生记录表，分析得出结论：空气受热以后体积会胀大，受冷以后体积会缩小。（板书）
师：那么它们为什么会有热胀冷缩的现象呢？谁能解释一下？
教师根据学生的解释适时引导，出示课件演示进一步完善“热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。”的科学概念。
可利用游戏模拟空气分子的热运动，加深对科学概念的掌握。
6、让学生修改本组的实验记录表中解释“热胀冷缩”原理的简图。
（二）比较水和空气的热胀冷缩。（5分钟）
１、通过实验，我们发现，空气和水都具有热胀冷缩的现象。那么它们两个谁的本领更大，实验现象更明显呢？
2、出示2个烧瓶（一个装满红水一个空的，玻璃管上滴有一些红水），教师实验对比。
（或者是可以出示实验要求，由学生分组实验）
3、汇报交流。
学生汇报交流实验数据，都说明了空气具有热胀冷缩的性质。
学生利用实验记录表尝试解释（不一定准确）。
情况1：空气分子受热后膨胀，所以造成空气体积增大；反之，受冷缩小。
情况2：空气微粒受热后往上冲，所以就把气球冲胀起来。（这个其实已经接近了受热后空气微粒运动，造成距离变大从而引起体积胀大。）
学生模拟游戏。
学生修改实验简图。
学生利用所学知识对记录单二进行修正。
学生猜测。
学生观察发现：空气热胀冷缩的本领比水强得多， 空气的热胀冷缩现象比水的热胀冷缩现象要明显。
教师设计的实验表格里让学生提前思考感知热胀冷缩是与物体内部微粒的运动有关，改变以往由教师带着学生被动学习科学概念的状态，做到以学生为主体。
通过动画演示帮助学生直观地理解物体都是由微粒组成的，热胀冷缩与微粒之间的距离变化有关，已达到建立科学概念的目的。
通过这一环节设计，无形中给予学生对比前概念，修正已形成新的科学概念的目的。
这个问题是鼓励学生大胆比较，有比较才有新的发现。
三、总结拓展（5分钟）
1、今天我们研究了什么？有什么收获？
2、其实利用空气热胀冷缩的性质可以解决很多生活中很多问题，大家能举例说明吗？
课件出示：
（1）小朋友在夏天给自行车打气，我们需要注意什么？ （2）?刚压好饭的高压锅能不能马上打开？如果用冷水淋上几分钟就可以打开了，你知道为什么吗？
学生谈收获。
学生联系生活，举例说明。
《新课标》中指出：科学课程具有开放性。拓展环节体现了分层原则，让每一位学生都能够觉得自己在学习中都是有收获的，增强学习的乐趣。“喷泉”实验是综合了水和空气的热胀冷缩现象。我们的科学教学不应只局限于课堂中，更多的是引导学生在课外进行研究，利用掌握的基本科学知识和技能来研究周围的世界，这也是学生科学素质的一个体现。
板书设计
?空气的热胀冷缩
受热后（体积膨胀）←——微粒运动加速且微粒间距离增大（贴图） 猜想
空气
受冷后（体积缩小 ←——微粒运动减慢且微粒间距离变小（贴图） 实验
表格设计
《空气的热胀冷缩》实验记录单
学校： 五（ ）班 第（ ）组 组长： 时间：
请选择合适的材料设计“空气热胀冷缩”的实验，并画出实验简图。
观察实验现象，思考并试着用文字或画图的形式解释这个现象。（注意：画图用铅笔）
常温下
加热后
受冷后
学生学习活动评价设计
科学评价的内容包括科学探究方法与过程，学生的情感态度价值观以及对科学知识的理解与应用等。教师要细心观察，随时关注学生在课堂上的表现与反应，及时给予必要的适当的鼓励性、指导性的评价，肯定学生为自己的进步所做出的努力。这些评价应贯穿于每一个教学环节中。主要从以下几个方面进行评价：（1）上课前科学书的准备情况（2）准备好必须的实验材料（3）课堂的表现情况 （4）课后实验材料的整理情况。这样有利于学生行为规范的养成。
?学生参与评价是每个学生都可以对自己和他人的评价。小组学习活动是科学探究的主要方式之一。目前的学生大多是独生子女，在学习的过程中会表现出自我意识较强的情况。他们较少会去倾听他人的想法，而小组活动可以改善这种状况。在小组探究活动中，学生除了能独立进行自己的研究之外，还能与同伴进行交流，学习如何与他人合作。他们在对他人进行评价的同时，对自己进行了一定程度的评价。
评价表：
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评价项目
等级
综合得分
A
B
C
? D
教
师
评
价
（50％）
能发现和提出研究问题，有兴趣研究
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能提出自己的猜想
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参与到探究活动中，并能提出建议
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有较强的自控能力，活动能坚持到底
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能够得出自己的探究结论，
并说出理由发言积极
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听讲认真，积极思考
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学
生
互
评
（50％）
实验中表现积极，主动参与，有兴趣
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尝试用学到的知识解决身边的实际问题
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注意倾听别人的意见，积极交流自己的体会、收获，善于表达
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有良好的观察、实验习惯，帮助小组成员
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能客观公正对待同学和事物，语言文明
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上课前科学书的准备情况
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课后实验材料的整理情况
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