五年级下册科学教案-2.4 空气的热胀冷缩 教科版

4.空气的热胀冷缩
【教材分析】：
《空气的热胀冷缩》是教科版小学科学五年级下册第二单元《热》的内容，教材从液体的热胀冷缩的知识出发，引出“空气是否热胀冷缩”的探究问题——“空气是看不见的，我们怎么知道它的体积有没有变化呢？我们能想出一些观察的办法来吗？”这个活动的关键在于尽可能地启发、引导学生开动脑筋想出自己的观察办法来。无论学生们想出的方法是否可行，都应该给孩子们发言的机会，让他们觉得自己也很棒。
关于探究空气的热胀冷缩性质，教材的插图给了学生们提示：在锥形瓶上套小气球，分别放进热水、常温水、冰水里面，观察现象。在教材设计中还联系了水的热胀冷缩，对比空气的热胀冷缩有什么特别的地方，这是对学生知识链和推理能力的培养。
本课的难点在于最后一个环节，即“怎样解释热胀冷缩现象”，而“微粒”假说是一个比较抽象的内容，课本中安排了一个模拟游戏，让学生经历游戏的过程，用生动形象的游戏来解释深奥的科学原理，至于如何处理“游戏”和“微粒假说”之间的关系，就要视实际的教学情况而定。
【学情分析】：
对于五年级学生来说，找到事物的本质特征、训练知识的迁移以及逻辑思维的形成非常重要，他们虽然在科学知识的探究中有了比较好的基础，但是毕竟他们的科学知识还是比较浅显的，探究“空气的热胀冷缩”性质是比较具有挑战性的活动，学生们的好奇心以及动手的欲望会让他们对本课的学习内容很有探究的热情。
让学生结合自身的生活经验，从实际出发，从学生的兴趣点着手，展开讨论“怎样探究空气的热胀冷缩”性质，随着探究内容的不断丰富以及活动的展开，会提出问题，接着分析问题，再解决问题环环相扣，学生会不知不觉地下进入到了科学探究中，运用所学习的研究方法，以小组合作的形式完成实验并记录观察到的现象。
【设计思路】
新课程标准指出，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径，而实验则是探究活动中最常用的一种方式，并能激发学生的学习兴趣，教会学生正确的学习方法，能使学生有效地掌握知识。本课《空气的热胀冷缩》中教学策略采取的是探究式教学法，其教学思路确定为经历“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，，激发学生参与科学课堂的欲望，并能够用实验验证自己的推测。从“复习旧知，引出主题→观察空气是否热胀冷缩→比较水和空气的热胀冷缩现象，解释热胀冷缩的原因→课堂巩固、拓展”，四个教学环节紧密联系。通过探究活动以及学习“微粒”假说，培养学生的动手能力、观察能力和分析问题的能力，增强探究意识的培养，促进探究精神的落实。
一、教学目标：
1．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。
2．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。
3．情感、态度、价值观：
对热现象产生更浓的探究兴趣。
二、教学重点和难点:
用多种方法观察空气的热胀冷缩现象
观察空气体积变化的方法设计、用“模型”解释热胀冷缩现象。
三、教学准备：
带吸管的塑料瓶，热水，常温水，带气球的锥形瓶，带管的圆形烧瓶。
四、教学时间：1课时
五、教学过程：
一、创设情境，导入新课
1、出示一个扁掉的乒乓球。同学们有办法，让这个乒乓球重新变圆吗？
2、乒乓球里面装的是什么呢？
预设---生：空气。
3、那空气在受热或受冷后，体积会怎样变化？今天我们就来观察空气是不是像液体一样有热胀冷缩的特点。
【设计意图：学生可能会有这个经历，知道可以用热水的方式使球重新变圆，但是为什么？却没有去想。利用这个生活中的场景，导入新课，比较新颖。如果没有学生知道，那就直接引入新课。】
二、观察空气是否热胀冷缩
1、空气是流动的，又是看不见的，我们如何实验才能清楚地看到空气受热受冷后体积的变化呢？（学生猜想）
2、小组讨论，设计方案。
（出示桌上的实验器材让学生设计）
3、 全班交流实验方案。
整理学生方案。
给学生时间，放手让学生去设计实验方案。教师要充分准备一些实验材料，供学生实验时用，如气球、锥形瓶等。（出示PPT,重点让学生看制作步骤的细节）
注意点：让学生说说看实验中需要哪些地方，哪些细节
4、学生实验，观察空气在热水、常温水、冷水中体积的变化。教师巡视。
5、实验交流。
请各小组来说一下自己的实验现象和发现。
总结：通过实验我们发现：空气受热以后体积会胀大，受冷以后体积会缩小。
空气也具有热胀冷缩的性质
进一步追问空气和液体都有热胀冷缩的现象，它们之间有什么不同？
直接把问题抛给学生，充分开动脑筋去设计方案，解决问题。
?
三、怎么解释热胀冷缩现象
1、 温度变了，水和空气的体积都会发生变化，这是怎么回事？我们能解释水和空气的热胀冷缩的现象吗？（接下来请学生模拟空气“微粒”运动的游戏，围成一个圈作为气球，在）
【设计意图：这个游戏指向了对物体热胀冷缩性质的本质解释，学生只有实践、体验过了，才能理解其中的意义所在。】
2、那是不是可以把我们想成是空气的组成成分，温度高就分离开，温度低，就聚拢。
3、请同学们根据刚才的比喻，为空气和液体为什么发生热胀冷缩建立我们的假说。
（这个过程，学生很容易理解。但是提出假说，对于小学生来说还是非常困难的。他们甚至还不是十分清楚假说是什么意思。因此这里要进行适当的引导。）
四、解决开始问题
现在你能把扁了的乒乓球变回原来的样子了吗？
学生操作。
六、板书设计：
空气的热胀冷缩
受热 体积胀大
空气 ? 热胀冷缩
受冷 体积缩小
七、教学反思
《空气的热胀冷缩》是教科版科学五年级下册第二单元第四课的内容，是研究了液体的热胀冷缩之后，这节课让学生开始关注并研究空气的热胀冷缩现象。由于空气是肉眼看不见的，怎么借助其他物体的变化而间接地“观察”到空气体积的变化，是观察方法设计的难点。在课后，我对整个教学过程进行了梳理和反思如下：
延续前一课的活动，我们的研究内容从液体转移到了气体——空气是否也具有热胀冷缩的性质？有了液体的研究经验，学生对空气的热胀冷缩有了比较正确的推测。怎么用具体的、可见的实验来验证推测呢？这里让学生自主思考开展研究，给学生一个知识和技能迁移的时间机会。让学生自己设计一个观察空气热胀冷缩的实验装置还是有一定困难的，所以教师的引导非常重要：我们要看到原本看不到的空气的体积变化，是需要借助于其他物体的。在这里，教科书提示框的内容也给我们提供了交流、讨论的一个平台：如果瓶内的空气体积膨胀，瓶内的空气就会往外挤。只有想办法观察到瓶内的空气在往外跑，我们就知道瓶里的空气在膨胀了。我们可以用较充分的时间让学生自主设计各种可能想到的试验方法。气球、液柱、泡沫塑料球……都是可以一试的材料。
学生在之前的活动中，已经对空气体积的变化有了感性的认识。那么怎么解释空气的热胀冷缩现象？这部分，运用教科书上设计的班级游戏活动：将“微观世界”放大，让学生们扮演一个个的空气分子，模拟空气分子的热运动，我们可以让学生在教室内自由组合，也可以到走廊或操场上进行。这个活动体验有着多方面的教学意义，指向了对物体热胀冷缩性质的本质解释。把一种看不见，摸不着，但又实际存在的现象用一种模拟的放到发展示在我们眼前，这是一个很有趣也很有价值的活动，学生们只有去实践、体验过了，才能理解其中的意义所在。这个“模型”游戏直观地解释了自然界热胀冷缩的现象，同时也为后续研究固体热胀冷缩现象奠定了基础，是一个比较重要的活动，也是一种值得学生学习和运用的解释手段。
本节课通过让学生动眼、动脑、动手、动口，通过“发现问题——提出假设??——交流点拨——得出结论”来探究气体是否也具有热胀冷缩的特性。当然在课堂中还有许多地方不够理想，如在收获知识的同时锻炼学生探究能力和实践能力，激发学生的探究兴趣，提高学生的科学素养等等，在今后的教学中都应该努力做到。