五年级下册科学教案-2.4 空气的热胀冷缩 教科版

空气的热胀冷缩
一、教学目标：
科学概念：
1. 气体受热体积会膨胀，受冷体积会缩小。
2. 物体的热胀冷缩与物体内部的微粒的运动有关。
过程与方法：
1. 用各种方法观察空气热胀冷缩的现象。
2. 根据实验现象解释原因。
3. 用文字或图画进行描述和交流。
4. 经历“提出问题——分析问题——假设猜想——实验验证——解决问题”的科学探究活动的过程，并能够用实验验证自己的推测。
5. 发现身边出现热胀冷缩的现象，并运用到生活中。
情感态度和价值观：
通过小组合作完成实验，体验合作的力量。
对热产生更为浓厚的兴趣。
对生活充满好奇，形成善于观察的习惯与善于发现问题的能力。
二、教学重点：
1. 用多种方法观察热胀冷缩的现象。
2. 经历“提出问题——分析问题——假设猜想——实验验证——解决问题”的科学探究活动的过程，并能够用实验验证自己的推测。、
三、教学难点
1. 根据现象发现问题，并能提出解决问题的方法。
2. 用“模型”解释热胀冷缩现象
四、教学准备
锥形瓶，气球，热水，冷水，烧杯，塑料瓶，吸管，实验记录单
五、教学过程
（一）复习引入
教师出示图片（证明液体热胀冷缩的装置）
师：同学们请看ppt，这幅图中在热水中的液面高，在冷水中的液面低，说明了一个什么问题呢？
生：液体的热胀冷缩。
(巩固上节课的知识，对本节课空气热胀冷缩的知识打下基础。)
师：我们已经学习了液体具有热胀冷缩的性质，同学们想一想还有没有其他的物质也具有热胀冷缩的性质呢？
生：铁，铝，空气。。。。。
（通过学生平时的知识积累或猜测引出空气可能具有热胀冷缩的性质。）
师：同学们太聪明了，说出了这么多。这节课老师给大家带来了一个小小的实验，大家来看这个装置，两个塑料瓶一个装带有色素的水，一个没有装水，但是这个瓶中有什么？
生：有空气
师：你们观察的真仔细，对里面是有空气的，老师给你们变个魔术，大家仔细观察
1、对1号瓶用热水加热，观察1、2号瓶中的现象。
2、接着用冷水对1号瓶冷却，观察1、2号瓶中 的现象。
教师演示实验。
师：你发现了什么变化？
生：对1号瓶用热水加热， 2号瓶有气泡产生；用冷水对1号瓶冷却，2号瓶里的水流入1号瓶。
师：你的观察能力特别强，发现了实验中的每一个小变化，相信在以后科研的道路上你可以走的更远。那么为什么会出现这样的现象呢？
生：因为空气受热膨胀，受冷收缩。
（通过一个小实验的演示，引起学生的兴趣，激发学生的求知欲，为本节课的顺利进行提供了良好的开端。同时培养学生的观察能力，培养其善于发现的能力。）
（二）验证空气的热胀冷缩
师：哦？空气受热膨胀，受冷收缩？今天这节课，我们就一起来研究“空气的热胀冷缩“，（板书：空气的热胀冷缩）。 到底空气有没有热胀冷缩的性质呢，刚才同学们都进行了大胆的猜测，那我们要用什么方法来证实我们的猜测呢？
1、设计实验方案
师：空气是流动的我们又看不见，怎么知道它的体积有没有变化呢？给大家一个小提示。如果瓶内的空气体积膨胀，瓶内的空气就会往外挤，如果能够看到往外挤的空气是不是就可以说空气的体积确实发生了膨胀，怎么才能观测到呢？需要你们设计一个实验方案（考虑三个方面）：
怎么做实验
如何让收集到的空气受热受冷
观察到什么现象才能说明空气有无热胀冷缩的性质
小组讨论2分钟
（本环节主要是学生自主设计实验的过程，通过小组讨论交流培养他们的合作意识，培养创新思维能力。）
师：请一个小组代表来说说你们小组的实验方案（依次就前面提到的三个方面来说）
生回答
师：同学们想到的方法真多，而且都很有创意，由于时间关系今天我们来试验其中的一种方法，另外的几种我们可以课下一起探讨实验。
出示ppt
师：我们一起来完成实验步骤。
（1） 将没充气的气球套在锥形瓶口上，使气球与锥形瓶形成一个 密闭 的空间。
（2） 把锥形瓶放入 热 水中观察气球
（3） 接着把锥形瓶放入 冷 水中观察
（4） 分析实验记录的内容，小组内交流讨 论实验结论，并填在记录表内。
实验5分钟，教师分发热水，巡视指导（多次实验）。
（实验过程主要培养学生的动手实践能力及团体合作能力）
师：同学们，现在实验时间到，放下我们手中的材料，我们来谈谈你们的实验现象吧。
请小组回答。
生：放在热水中，气球鼓起来，放在冷水中，气球收缩。。。
师：其它小组的实验现象和他们小组一样吗？
生：一样
师：老师和同学们做的结果也一样呢，同学们思考一下，锥形瓶里一开始有什么？加热后气球里有什么？为什么加热后气球鼓起来呢？受冷后又为什么收缩回去呢？
生：空气，因为加热后空气膨胀。
2、实验结论
师：因此我们可以得出实验结论即空气受热体积膨胀，受冷体积收缩，空气具有热胀冷缩的性质。（板书：空气受热体积膨胀，空气受冷体积收缩）
（三）液体与空气热胀冷缩的区别
师：液体和空气都具有热胀冷缩的性质，大家看看这两幅图，第一幅是我们学习液体热胀冷缩时做的实验及现象，第二幅是我们刚刚做的实验及现象，你能发现它们体积变化的区别吗？
生：空气的变化较明显。
师：你真的具有敏锐的观察能力，我想在生活中你应该经常发现一些科学小问题吧。通过比较这两个实验，同学们发现空气的热胀冷缩变化更明显。是不是这样呢？老师还要做一个实验，一号瓶中有满瓶水，二号瓶中有半瓶水+半瓶空气，大家猜测一下，哪个瓶子中的水先喷出来？
1号：满瓶水 2号：半瓶液体+半瓶空气
生1：1号，因为1号瓶里面水多。
生2：2号，因为2号瓶中有空气，空气的体积变化大。
师：同学们出现了分歧，观点不一样了，说出了两种情况。我们来共同分析一下，哪个瓶子的水先喷出来是不是说明哪个瓶子的物质体积变化越大呢，如果1号瓶先喷出来说明液体体积变化较明显，如果2号瓶先喷出来说明气体体积变化较明显。
生：是的。
师演示实验
通过这个实验我们2号瓶水先喷出来，说明什么呢？
生：空气的热胀冷缩变化更明显，体积变化更快。
师：非常棒，通过实验我们再次验证了空气的热胀冷缩体积变化较液体明显。
（板书：空气的热胀冷缩变化更快，体积变化也比液体明显）
（本次实验的设计包含了液体和空气的变化，并且实验现象会与很多学生的原有印象形成冲突，可以引发学生的深刻思考，可以更好的理解液体与气体的热胀冷缩的区别。）
（四）物体发生热胀冷缩的原因
师：空气、水以及许多其 他液体都具有热胀冷缩的性质。大家知道它们发生热胀冷缩的原因是什么呢？你能解释这种现象吗？
生：不知道
师：通过科学家努力的研究后，给出了关于“热胀冷缩现象”更科学的解释。
请同学们阅读课本P35，同时思考两个问题
1、常见的物体是由什么组成的？
2、它们是静止不动的吗？
学生阅读两分钟
师：同学们一起来回答这个问题，物体是由微粒组成的，而且它们是运动的。
经过科学家的不断试验验证出物体温度升高，微粒运动加快，温度降低，微粒运动减慢。是不是物体的热胀冷缩与此有关呢？我们请四个同学模拟空气微粒，请五个同学围成圈模拟气球边界，模拟温度升高和降低时体积的变化。
模拟活动。
（模拟活动直观地展示物体微粒运动与温度变化的关系，及物体体积变化与温度的关系，活动中带有趣味，趣味中学习知识。）
教师作简单的解释。
师：常见的物体都是由微粒组成的，而微粒总在哪里不断地运动着。物体的热胀冷缩和微粒运动有关；当物体吸热升温以后，微粒运动加快，微粒间距离增大，物体就膨胀；当物体受冷以后，微粒的运动减慢，微粒间距离缩小，物体就收缩。（学生填写）
（五）学以致用
想一想：
如果打乒乓球时，不小心将乒乓球踩瘪了，你有什么办法使乒乓球变圆？
（将学到的知识应用到生活中，学会学以致用）
（六）课堂练习
1、空气的热胀冷缩和水的热胀冷缩相比（ A ）
A.体积变化更明显。?B.没有什么区别。
C.体积变化更不明显。
2、下列现象是与空气热胀冷缩有关的是 （ B ）
A、广场上的喷泉? ? B、热气球升空? ? C、空气被压缩?
3、 自行车爆胎多发生在 （ A ）
A、夏季? ? B、春季 ? C、冬季 D、秋季
（七）课堂小结：
学生总结
（学生总结一堂课的主要知识点，再次巩固）
板书： 空气的热胀冷缩
受热 膨胀
空气
受冷 收缩
空气热胀冷缩变化的更快
物体发生热胀冷缩原因 温度变化 物体微粒运动变化
微粒之间的距离变化 物体体积变化