五年级下册科学教案-2.4 空气的热胀冷缩 教科版

教育科学出版社小学科学五年级下册第二单元“热”第四课
《空气的热胀冷缩》教学设计
【科学教育理论指导】
小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。小学科学课与其他课 的重要区别之一是：很多情况下学生要通过动手做来学习科学。比如：做实验、制作模型、观察、测量、种植与饲养等。这些活动不仅是学生喜欢的学习方式也 是学生理解科学概念的重要经验支撑。探究式学习类似于科学研究的方式。这种 符合儿童天性的学习方式可以激发儿童学习科学的兴趣，有利于科学概念的理 解，也是培养小学生科学探究能力，科学思维能力，科学精神的有效学习方式。学习是学生自己的事，他人无法替代，教师不能只关注自己的教学，更应关注学生的学习，学生在学习科学探究，学习运用科学知识解决实际生活中的问题时，不可能一蹴而就、一帆风顺、教师要为学生的活动留有充足、必要的时间。匆匆而过、急于求成的活动对于学生能力的提升是无益的。教师要讲究为学生的科学活动提供帮助的艺术，变告诉为启发，变单向传输为师生互动，变学生被动为学生主动。
【物质科学领域教学内容与教学方法梳理】
人们生活在物质世界中，每时每刻都在接触各种各样的物质，感受自然界和人类生活中所发生的、丰富多彩的物质的运动和变化，物质世界中的各种现象和过程，都有着内在的规律性，物质科学就是研究物质及其运动和变化规律的基础自然科学。
本领域内容的学习将有助于增强学生探究物质世界奥秘的好奇心，形 成“世界是物质的，物质是运动的”的观点，使学生感受到物质科学对促进社会进步，提高人类生活质量的重要作用，帮助学生初步养成乐于观察、注重事实、勇于探索的科学品质。
《空气的热胀冷缩》从教材的编排来看，在本册中属于第二单元“热”的第四课，教师应指导学生通过观察和实验，开展对热现象的探索了解热的表征，热的传递，热对物体状态的影响等。
要让学生自己亲自操作实验的过程。在过程中重视学生的动手操作，记录实验结果。让学生亲身体验知识的形成过程，促进学生思维的发展。针对以上的教学思想，本节课我以培养学生的实践能力、探索能力和创新精神为目标。在教学过程中，让学生动手操作实验，引导学生通过观察、比较、操作、概括等行为来解决新问题，从中得到实验的结果。
【学情分析】
五年级学生的思维将由形象思维向抽象思维发展，五年级学生的抽象思维，仍然需要直观形象的支撑，因此在思维发展的过程中，我们要从现象和事实出发，帮助学生进行概括总结，得出结论，发展学生的科学探究能力。关于热现象，学生们已经有了不少经验，尤其在三年级下册“温度和水的变化”单元，学生们观察 探究了温度与水的形态变化的关系，他们已经观察到了物质由于温度的变化产生的显著的变化——物质状态的变化，是从渐变到突变的。在本单元，我们将继续探究物质在热量变化过程中产生的不易察觉的变化，主要是观察热胀冷缩现象。
【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、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。
情感、态度、价值观：
1、能积极与其他同学交流并合作完成探究活动，体验合作的愉快；
2、在实验中，获得注重获取证据，用证据证明观点的体验，对热现象产生更浓的探究兴趣；
3、体验科学就在我们身边的乐趣。
【教学重难点】
重点：
1、用多种方法观察空气的热胀冷缩现象；
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。
难点：
1、设计观察空气体积变化的方法；
2、能够按照实验要求，规范地操作实验，做好探究活动。
【教学准备】
烧瓶、玻璃管、橡胶塞；热水、冰水、红墨水、烧杯；矿泉水瓶、透明软管、橡皮泥；锥形瓶、气球。
【教学过程】
一、复习旧知，引出主题
教师出示一个装满红色液体的烧瓶。
1、烧瓶里有什么？
问：在烧杯中加入热水，把烧瓶放入烧杯中，现在液体有什么变化？
解释：为什么红色液体液面会升高呢？液面升高说明液体的体积增大了，液面是在什么情况下升高的呢？（受热）
（引出：红色液体受热后体积在膨胀），板书：液体热胀
现在又把烧瓶放入冰水中。问：现在呢？（水受冷后体积在收缩）板书：冷缩。
师肯定：通过这个实验，我们已经知道了水（液体）具有热胀冷缩的性质。
2、教师出示空的烧瓶，问：似乎这个瓶子是空的，其实里面还装着满满的一瓶东西，你们知道是什么吗？（空气，里面装了满满的一瓶空气。）
同样的，现在我把烧瓶放在热水中，烧瓶中的空气会怎么样呢？
请问，你觉得空气也像水之类的液体一样也具有热胀冷缩的现象吗？
板书：空气会热胀冷缩吗？
预——生：有！
二、观察空气是否热胀冷缩
1、如何观察到空气是否会热胀冷缩？　　
设想：让瓶内的空气受冷（或受热），然后观察空气的体积变化情况，再根据现象推断空气是否具有热胀冷缩的性质。　　
但空气是看不见的，怎样才能知道空气体积的变化呢？有没有谁能大胆地将自己的想法和大家一起分享呢？
生回答。
师：还有其他想法吗？
师：同学们想的办法真多，那我们来看一下这节课要用到哪些方法。
2、出示准备好的材料并讨论实验方法：
今天我们的实验材料一共有两种，我先给大家一一介绍一下这两种实验材料。
材料一：两个烧杯、一个集气瓶、一个气球
材料二：两个烧杯、橡皮泥、两个矿泉水瓶、一根软管（其中一个为空瓶，另一个装满红色肥皂水）
师：同学们能利用这些材料，动手实验来验证空气是否有热胀冷缩的现象吗？我给同学们两分钟的时间讨论，开始讨论。
停，两分钟时间到，下面我们来看一下，哪个组最先选好实验的材料和方法？
学生发言，适当指导。
实验一：
大家看一下我手里拿的是什么？（气球）我们今天也来吹个气球玩一玩，但是不用嘴也不用气筒，你能把气球吹起来吗？我们做的实验不仅可以使气球变大也可以使球变小，这个实验要怎么做呢？
实验二：
提示，在一个矿泉水瓶中装大半瓶肥皂水，另一个瓶什么也不装，在两个瓶的瓶盖上开两个小孔，孔的大小以塑料透明软管的大小为依据。两个瓶子用一根软管连接。
瓶盖要拧紧，以免让空气从瓶盖的洞口中跑出，如果开口太大的可以用肥皂水抹在瓶盖上、或者用橡皮泥封住，起到密封的作用。
插入有水的塑料瓶中的软管不要插入水中太深。
这个实验要怎么做呢？请同学们来说一说。
把空气瓶放入热水中，观察现象。把空气瓶放入冷水中，观察现象。
看来同学们已经知道怎样做实验了吧！但是在实验开始之前我还有几点要交代的。
3、讲述实验要求温馨提示：
在实验过程中，请同学们注意以下几点。
分工合作、注意安全；
每个小组明确分工，指派一名组长、一名记录员、一名发言人、其他的同学是实验员。现在我给同学们一分钟的时间进行组内分工。
在实验的过程中会用到玻璃仪器，请同学们轻拿轻放，也会用到热水，注意不要烫到。
细心操作、仔细观察；
认真思考、及时记录；
一边实验，一边将观察到的实验现象记录到实验记录单，每个实验只做两次。
整理器材、打扫桌面。
4、学生动手实验，教师巡视指导。
5、展示实验结果。
师：通过小组合作实验，你们发现了什么？
师（小结）：通过实验我们发现——空气受热以后体积会膨胀，受冷以后体积会缩小，说明空气也具有热胀冷缩的现象。
三、解释热胀冷缩的现象　　
1、刚才的研究非常顺利，可见我们的学习非常高效，不过同学们喜不喜欢挑战啊？（想）那我想问问同学们，在刚刚做实验的过程中，和现在做完实验之后，有没有同学去思考像水这样的液体和空气为什么会热胀冷缩这个问题。
其实，无论是液体还是空气都是有微粒组成的，这些微粒在受热和受冷后会怎样运动呢？
预设：物体在吸热升温后，运动加快，微粒之间的距离增大，物体就膨胀了。当物体受冷后，微粒的运动减慢，微粒之间的距离缩小，物体就收缩了。　
3、小游戏：围捕与突围，并分析明理。
为了帮助大家理解，下面呢我们就来做一个模拟空气微粒运动的小游戏，我需要几位同学来扮作空气微粒，站在中间，另一部分同学则手拉手绕着微粒围成一圈，作为气球。当我说相应的天气情况的时候，请微粒分子和气球做好相应的应对情况。比如我说现在是炎热的夏季，气温很高啊！微粒会怎么运动呢？气球呢？现在来到了大雪纷飞的冬天，气温在零下5度，微粒会怎么运动呢？气球呢？
从游戏中我们明白了什么？物体的热胀冷缩是怎样引起的？我们能建立自己的假说吗？
生答：物体在吸热升温后，运动加快，微粒之间的距离增大，物体就膨胀了。当物体受冷后，微粒的运动减慢，微粒之间的距离缩小，物体就收缩了。
四、课堂巩固、拓展
看来今天同学们对空气热胀冷缩的性质掌握的很好了，那你们能不能把所学的知识应用到生活中去呢？
1、为什么夏天的自行车车胎打足气会爆裂？　　
夏天自行车胎不能打得太足，为了防止轮胎内的空气受热膨胀，把车胎胀破。
2、冬天的时候用暖水瓶倒水来喝，塞子塞回去以后，为什么有时候会跳起来？
因为暖水瓶中装的是热水，瓶内的空气受热膨胀，把瓶塞弹起来。　
五、总结、布置作业
今天你学习了什么？
生答：空气会热胀冷缩。
物体的热胀冷缩与微粒的运动有关，物体在吸热升温后，运动加快，微粒之间的距离增大，物体就膨胀了。
当物体受冷后，微粒的运动减慢，微粒之间的距离缩小，物体就收缩了。　
师：看来今天同学们掌握的都不错啊！但是呢老师有一个疑问，是不是只有液体和空气会热胀冷缩呢？请同学们在课后思考以下两个问题。
1、铁轨为什么不是紧密连接的？
2、输电线为什么在夏天松垮垮的？
【教学评价设计】
教学评价主要从以下三个方面展开：
1.实验观察效果
本节课的实验一共包含两个，实验一是观察气球的变大与缩小，实验二是观察空气瓶与红色液体瓶中的变化。
实验一的评价标准：包括两个实验现象，一个是锥形瓶放入热水中气球变大，另一个是放入冷水中气球变小。
实验二的评价标准：包括两个实验现象，一个是把空瓶放入热水中，观察到装红色液体的瓶中会有气泡产生。另一个是把空瓶放入冷水中，观察到红色液体会流入空瓶中。
观察到两个现象的评为A，观察到其中一个评为B，一个也没观察到的评为C。
2.小组交流成果
本节课小组交流的环节是讨论实验二的实验方法，大多数学生会将装红色液体的瓶子放入热水和冷水中，经小组讨论后可想出将空气瓶放入水中的可评为中。可预测放入热水中有什么现象的可评为良，可预测放入冷水中有什么现象的可评为优。
【教学设计特色】
小学科学课程是以培养科学素养为宗旨，主要从学生的自主探究能力、动手做实验的能力、讨论交流的能力以及观察实验现象收集证据证明观点的能力。此次实验课主要围绕这几个方面来进行。
在本课原有实验的基础上，我增加里一个实验来增强学生对空气热胀冷缩的理解，从而培养学生各方面的能力。如在提出实验二的材料后让学生讨论实验二的实验方法，可培养学生的自主探究能力和小组讨论交流能力。
【板书设计】
4、空气的热胀冷缩
液体会热胀冷缩
空气热胀冷缩？
【学生实验记录单】
实验报告单
实验名称：空气的热胀冷缩 实验时间：
实验班级： 实验小组：
实验一：（用文字或画图的方式记录实验现象）
实验方法
实验现象
实验结论
把锥形瓶放入热水中，观察实验现象。
再把锥形瓶放入冷水中，观察实验现象。

实验报告单
实验名称：空气的热胀冷缩 实验时间：
实验班级： 实验小组：
实验二：（用文字或画图的方式记录实验现象）
实验方法
实验现象
实验结论
把空矿泉水瓶放入热水中，观察实验现象。
再把空矿泉水瓶放入冷水中，观察实验现象。