2 《热胀冷缩》教学设计
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2.热胀冷缩
1.教材分析
《热胀冷缩》是苏教版小学科学四年级下册第一单元《冷和热》中的第二课，热胀冷缩是热学的基本现象，《热胀冷缩》课是学生进一步理解冷和热的动手实践课程。本课结合学生的认知规律从现象质疑，通过学生活动，得出热胀冷缩的结论，揭示生活中常见现象的本质，再联系身边的实际应用达到学以致用的目的。同时为后面的学习奠定了良好的基础。
本课教学内容分四个部分。
第一部分研究液体受热和遇冷时体积的变化。先由学生就“水在受热和遇冷时，体积会有什么变化”这一问题作出假设，然后根据教材提示设计出实验方案，再根据实验现象得出结论：液体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第二部分，研究气体受热和遇冷时体积的变化。学生在已有经验的基础上讨论并设计出实验方案，进而根据实验现象得出结论：气体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第三部分，研究固体受热和遇冷时体积的变化。学生根据教师提供的材料确定实验方案，由于该实验较复杂，且酒精灯是学生第一次使用，因此教师要先做演示实验，再由学生完成实验。根据实验现象得出结论：固体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第四部分，解释生活中的热胀冷缩现象，将学习和生活密切联系，巩固所学内容。
学情分析
四年级学生已经具备了一定的知识，初步理解了冷、热和温度等概念，但对常见的热学现象不能给出科学的解释，仍然处于感性认识阶段，对生活中常见的热胀冷缩基本原理以及实践操作还不甚以解。而这些问题恰好为本课的教学设计提供了切入点，在教学中通过激发学生的探究兴趣，达到培养学生观察、分析、解决问题的能力的目的，逐步树立“做中学”的学习意识。
3.学习目标
3.1知识与技能：
3.1.1认识到加热和冷却会改变物体的体积。
3.1.2知道大多数液体、固体、气体具有热胀冷缩的性质。
3.1.3会利用热胀冷缩解释生活中的现象，并能为生活生产服务。
3.2过程与方法：
3.2.1能够通过模仿实验，体验液体具有热胀冷缩的性质。
3.2.2能够通过设计实验，认识固体、气体的热胀冷缩现象。
3.3情感、态度与价值观：
3.3.1通过自主探究活动初步学会合作交流，树立“做中学”的意识。
3.3.2学会理论联系实际的基本方法。
3.3.3理解事物都有两面性的道理，学会扬长避短。
4.教学重点难点
教学重点：固体、液体、气体具有热胀冷缩的性质。
教学难点：生活中的热胀冷缩的现象以及利用。
教学资源准备
Ppt 液体热胀冷缩装置，各种液体，气体热胀冷缩装置，固体热胀冷缩装置，酒精灯，火柴，冷水，热水
6教学流程图
7、教学过程
7.1提出问题，导入新课
7.1.1提问：在日常生活中，有许多现象都是大家司空见惯的，但并不被我们所关注。可是往往在平常的现象中，却蕴含着丰富的科学道理。同学们看这两瓶水（一瓶自己装的满水，一瓶是买来的水，差一点满），用眼睛看能发现什么区别吗？
7.1.2评价提问：这个同学观察得非常仔细，微小的差别也没有逃过大家的眼睛。满的这瓶是老师自己装的，没满的这瓶是刚在商店买的，那为什么商家不把水装满呢？是不是仅仅这一瓶有问题呢？其他的呢？（ppt出示不同品牌的瓶装液体图片）
7.1.3讲述：如果说一瓶有问题，可能是偶然，不可能所有的商家都有问题。任何现象的背后一定有他的科学道理，今天老师就带领大家一起去探个究竟，揭开商家的小秘密。老师喜欢勤动脑、勤动手、守纪律的孩子，你们能做到吗？
7.1.4引出课题：那就让我们一起出发，走进今天的课堂。 板书课题：《热胀冷缩》
[设计意图]从生活中实例入手，通过对各种瓶装液体的观察，激发学生兴趣，引发探究欲望，使学生带着疑问走进课堂，明确探究目的。
7.2合作探究、归纳结论
7.2.1.加热和冷却对液体体积的影响
7.2.1.1学生有理由猜测，教师ppt出示实验材料，学生根据实验材料设计实验方案。
实验材料：锥形瓶 、玻璃管、橡皮塞、杯子、红墨水（一二组）、酱油（三四组）、牛奶（五六组）、果汁（七八组）、冷水、热水
师生总结完善实验方案。
实验步骤：
1、在玻璃管上标记液面位置。
2、把锥形瓶放在杯子中用开水加热，液面稳定后标记位置。
3、把锥形瓶放在冷水杯子中冷却，液面稳定后标记液面位置。
实验要求：
1、音乐停，实验停。认真填写试验记录单，得出结论。
2、小心不要被热水烫着，玻璃仪器要轻拿轻放。
3、一到四组浇热水。五到八组浇冷水。
（学生实验、科学实验小助理加热水，老师巡视指导，大约10分钟音乐停）
【板书】 液体
7.2.1.2讲解：我们一起看看哪一组的实验记录比较有特点。（老师将实验记录汇总到大屏幕上。）
7.2.1.3提问：我们发现液面有升有降，液面上升说明液体的什么发生了变化？
7.2.1.4讲解：体积增大（在科学上我们叫做“膨胀”），所以液面上升。体积减小（在科学上我们叫做“收缩”），所以液面下降。那么液体在什么条件下膨胀，什么条件下收缩呢？
7.2.1.5总结：热胀冷缩。绝大多数的物体在受热时，体积会膨胀；冷却时体积会收缩，这种现象叫做热胀冷缩。也有特殊的，比如冰。（播放冰热缩冷胀的视频）
【板书】 热胀冷缩
7.2.1.6提问：为什么商家不把矿泉水装满呢？是偷工减料吗？
7.2.1.7总结：是为了防止热胀冷缩把瓶子胀破。
[设计意图]通过学生合作探究不同液体受热和冷却时的体积变化，总结出液体的热胀冷缩结论，揭密生活常见现象背后所隐藏的科学原理，既培养学生动手操作能力，又培养学生善于观察勤于思考的良好学习态度。
7.3加热和冷却对固体、气体体积的影响
7.3.1提问：那是不是只有液体才能热胀冷缩呢？老师列举几个生活中的现象大家解释一下敢不敢？
7.3.2教师举例：（1）为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的呢，工人为什么不把电线拉直呢？（电线图）
（2）小明不小心把乒乓球踩扁了急得直哭，姐姐帮他想了一个好办法？乒乓球为什么很快鼓起了呢？（扁的乒乓球在热水中鼓起）
7.3.3总结学生发言并提问：电线的确比较重，但通过工具完全可以将电线拉得很直。工人叔叔为什么不那么做呢？乒乓球鼓起来真的是因为气体也具有热胀冷缩的性质吗？大家试着根据提供的材料设计实验，探究固体和气体是不是也有热胀冷缩的性质呢。
7.4探究固体和气体热胀冷缩的性质
7.4.1引发学生思考：能否利用现有材料和液体实验设计出合理的实验方案？（出示实验材料：铜球、铁圈、酒精灯、火柴、杯子、冷水；瓶子、气球、杯子、热水、冷水
7.4.2介绍酒精灯的使用方法。
7.4.3学生活动：学生汇报实验设计步骤，学生相互评价，老师评价）补充，完成实验方案的设计。
7.4.5实验要求：音乐停，实验停。边实验边认真填写记录单。
7.4.6学生实验、助理为北边每组加热水，老师巡视指导，大约5分钟音乐停）
[设计意图]分组实验既扩大了实验探究及实验结论的受众面，又培养了学生自己设计实验、解决问题的能力。
7.4.7提问：由刚才你们小组的实验你知道了什么呢？
7.4.8学生回答：固体、气体也能热胀冷缩。
7.4.9提问：现在谁可以解释一下为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的，冬天却是直的的呢？
为什么扁了的乒乓球放在开水中可以鼓起呢？
7.5联系实际、学以致用
7.5.1讲解：但极个别的物体（金属锑、0-4摄氏度的水）却与此相反，所以在总结规律时不能以偏概全，要遵循严谨的科学态度。
7.5.2科学要为生活服务，大家能不能举出几个生活中利用热胀冷缩带便利的例子呢？（老师及时评价）
（篮球放在太阳下晒、轴承加工、古代修路火烧开石、加热螺帽）
7.5.3提问：热胀冷缩在生活中是不是处处都造福人类呢？
7.5.4讲解：生活中热胀冷缩的危害：水管爆裂、路面鼓起和断裂、夏天汽车爆胎
可见任何事都有两面性，有利有弊。微小的变化我们不经意，但是大量的微小变化聚集到一起，量变达到质变就会给我们的生活带危害甚至灾难，我们一定要用科学知识改变生活造福人类。
[设计意图]通过讨论让学生认识到热胀冷缩在生活中的广泛应用，意识到“生活中处处有科学”的道理，认识到事物都有两面性学会扬长避短，树立“学科学用科学’的意识。
7.6总结延伸
7.6.1提问：通过这节课你知道了什么？
7.6.2教师总结：本节课我们学习了加热和冷却，知道了大多数的物体都有热胀冷缩的性质，当给一个物体加热或者冷却时体积就会发生变化，或许咱们用肉眼看不见，但它却真实的存在，看不见的东西不一定不存在，存在的东西不一定看得见。为了让我们看的更远，看得更清，一定要用知识不断武装自己的大脑。
[设计意图]通过自己总结，使学生能将所学按自己的理解方式，用自己的语言表达出。强化记忆，加深理解，逐渐学会归纳总结知识。
8、板书设计：
9.教学评析：
科学课是科学教师与孩子们共同走进科学世界的钥匙，科学课堂应该是教师对孩子学习科学的一种引领，基础的科学知识的掌握是必不可少的，这是孩子们进一步探究科学世界的基础；科学兴趣的培养是孩子们探求科学世界的不竭动力；一个个有关科学的问题是孩子深入去探究的小目标；科学的探究方法与相关的能力却是孩子们挖掘科学宝藏的工具。这些便是每一节科学课的追求。
一、认识液体热胀冷缩的性质
利用小玻璃瓶和细吸管的有效组合，学生能够很清晰地了解水的热胀冷缩的性质，而且利用小组做不同液体的实验，时间利用合理，最后交流达到了资源共享的目的。科学探究既是科学的教学方式，也是科学的学习方式，本节课的结构是非常典型的适合于探究内容，因而在设计方面注重体现这一理念，从对学生探究的“引”——“扶”——“放”，几个层次的探究实验，学生们在老师的引领之下，从按着老师的要求做探究到自己设计实验做探究，学生的体验是充分的，认识也是深刻的。
二、认识固体热胀冷缩的性质
让学生看夏天和冬天图片，这样不同的季节里，同样的电线有什么不同？为什么会有这样的现象？做了铜球通过铁环的实验，抓住怎样看见铜球在加热和冷却时产生了热胀冷缩，给学生带来了思维的挑战，抓住把铜球看不见的热胀冷缩看得见这个重点，突破难点，加热和冷却铜球这个实验比较经典，但是很危险，在这一环节中给予了更多的关注，通过实验学生也知道了不同的季节里，同样的电线为什么不一样长。让学生深刻认识到可以借助物体观察肉眼看不见的变化。。
三、让学生根据现有的材料自己设计加热和冷却空气的实验，小组同学勇跃参与到讨论中，让学生充分的展示自己的创造力和合作能力，既给了学生自主权，又使空气的热胀冷缩性质更有说明力。
这一节实验探究课在问题分析上，层次比较明晰。在实验的设计上，既注重了实验的全面性，又注重了对学生的导与放。在预测的基础上，不是仅以一个实验来说明，而是引入了多个实验来验证，体现了科学的严谨性在实验的组织上，注重示范与引导、放与扶的关系，放手让学生自主设计实验、自行选择器材，教师只对有需要的学生进行有针对性的辅导，这对于培养学生的科学思维和提高探究能力很有好处，同时也保护了孩子探究的乐趣与欲望。
2.热胀冷缩
1.教材分析
《热胀冷缩》是苏教版小学科学四年级下册第一单元《冷和热》中的第二课，热胀冷缩是热学的基本现象，《热胀冷缩》课是学生进一步理解冷和热的动手实践课程。本课结合学生的认知规律从现象质疑，通过学生活动，得出热胀冷缩的结论，揭示生活中常见现象的本质，再联系身边的实际应用达到学以致用的目的。同时为后面的学习奠定了良好的基础。
本课教学内容分四个部分。
第一部分研究液体受热和遇冷时体积的变化。先由学生就“水在受热和遇冷时，体积会有什么变化”这一问题作出假设，然后根据教材提示设计出实验方案，再根据实验现象得出结论：液体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第二部分，研究气体受热和遇冷时体积的变化。学生在已有经验的基础上讨论并设计出实验方案，进而根据实验现象得出结论：气体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第三部分，研究固体受热和遇冷时体积的变化。学生根据教师提供的材料确定实验方案，由于该实验较复杂，且酒精灯是学生第一次使用，因此教师要先做演示实验，再由学生完成实验。根据实验现象得出结论：固体受热时体积膨胀，遇冷时体积缩小。第四部分，解释生活中的热胀冷缩现象，将学习和生活密切联系，巩固所学内容。
学情分析
四年级学生已经具备了一定的知识，初步理解了冷、热和温度等概念，但对常见的热学现象不能给出科学的解释，仍然处于感性认识阶段，对生活中常见的热胀冷缩基本原理以及实践操作还不甚以解。而这些问题恰好为本课的教学设计提供了切入点，在教学中通过激发学生的探究兴趣，达到培养学生观察、分析、解决问题的能力的目的，逐步树立“做中学”的学习意识。
3.学习目标
3.1知识与技能：
3.1.1认识到加热和冷却会改变物体的体积。
3.1.2知道大多数液体、固体、气体具有热胀冷缩的性质。
3.1.3会利用热胀冷缩解释生活中的现象，并能为生活生产服务。
3.2过程与方法：
3.2.1能够通过模仿实验，体验液体具有热胀冷缩的性质。
3.2.2能够通过设计实验，认识固体、气体的热胀冷缩现象。
3.3情感、态度与价值观：
3.3.1通过自主探究活动初步学会合作交流，树立“做中学”的意识。
3.3.2学会理论联系实际的基本方法。
3.3.3理解事物都有两面性的道理，学会扬长避短。
4.教学重点难点
教学重点：固体、液体、气体具有热胀冷缩的性质。
教学难点：生活中的热胀冷缩的现象以及利用。
教学资源准备
Ppt 液体热胀冷缩装置，各种液体，气体热胀冷缩装置，固体热胀冷缩装置，酒精灯，火柴，冷水，热水
6教学流程图
7、教学过程
7.1提出问题，导入新课
7.1.1提问：在日常生活中，有许多现象都是大家司空见惯的，但并不被我们所关注。可是往往在平常的现象中，却蕴含着丰富的科学道理。同学们看这两瓶水（一瓶自己装的满水，一瓶是买来的水，差一点满），用眼睛看能发现什么区别吗？
7.1.2评价提问：这个同学观察得非常仔细，微小的差别也没有逃过大家的眼睛。满的这瓶是老师自己装的，没满的这瓶是刚在商店买的，那为什么商家不把水装满呢？是不是仅仅这一瓶有问题呢？其他的呢？（ppt出示不同品牌的瓶装液体图片）
7.1.3讲述：如果说一瓶有问题，可能是偶然，不可能所有的商家都有问题。任何现象的背后一定有他的科学道理，今天老师就带领大家一起去探个究竟，揭开商家的小秘密。老师喜欢勤动脑、勤动手、守纪律的孩子，你们能做到吗？
7.1.4引出课题：那就让我们一起出发，走进今天的课堂。 板书课题：《热胀冷缩》
[设计意图]从生活中实例入手，通过对各种瓶装液体的观察，激发学生兴趣，引发探究欲望，使学生带着疑问走进课堂，明确探究目的。
7.2合作探究、归纳结论
7.2.1.加热和冷却对液体体积的影响
7.2.1.1学生有理由猜测，教师ppt出示实验材料，学生根据实验材料设计实验方案。
实验材料：锥形瓶 、玻璃管、橡皮塞、杯子、红墨水（一二组）、酱油（三四组）、牛奶（五六组）、果汁（七八组）、冷水、热水
师生总结完善实验方案。
实验步骤：
1、在玻璃管上标记液面位置。
2、把锥形瓶放在杯子中用开水加热，液面稳定后标记位置。
3、把锥形瓶放在冷水杯子中冷却，液面稳定后标记液面位置。
实验要求：
1、音乐停，实验停。认真填写试验记录单，得出结论。
2、小心不要被热水烫着，玻璃仪器要轻拿轻放。
3、一到四组浇热水。五到八组浇冷水。
（学生实验、科学实验小助理加热水，老师巡视指导，大约10分钟音乐停）
【板书】 液体
7.2.1.2讲解：我们一起看看哪一组的实验记录比较有特点。（老师将实验记录汇总到大屏幕上。）
7.2.1.3提问：我们发现液面有升有降，液面上升说明液体的什么发生了变化？
7.2.1.4讲解：体积增大（在科学上我们叫做“膨胀”），所以液面上升。体积减小（在科学上我们叫做“收缩”），所以液面下降。那么液体在什么条件下膨胀，什么条件下收缩呢？
7.2.1.5总结：热胀冷缩。绝大多数的物体在受热时，体积会膨胀；冷却时体积会收缩，这种现象叫做热胀冷缩。也有特殊的，比如冰。（播放冰热缩冷胀的视频）
【板书】 热胀冷缩
7.2.1.6提问：为什么商家不把矿泉水装满呢？是偷工减料吗？
7.2.1.7总结：是为了防止热胀冷缩把瓶子胀破。
[设计意图]通过学生合作探究不同液体受热和冷却时的体积变化，总结出液体的热胀冷缩结论，揭密生活常见现象背后所隐藏的科学原理，既培养学生动手操作能力，又培养学生善于观察勤于思考的良好学习态度。
7.3加热和冷却对固体、气体体积的影响
7.3.1提问：那是不是只有液体才能热胀冷缩呢？老师列举几个生活中的现象大家解释一下敢不敢？
7.3.2教师举例：（1）为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的呢，工人为什么不把电线拉直呢？（电线图）
（2）小明不小心把乒乓球踩扁了急得直哭，姐姐帮他想了一个好办法？乒乓球为什么很快鼓起了呢？（扁的乒乓球在热水中鼓起）
7.3.3总结学生发言并提问：电线的确比较重，但通过工具完全可以将电线拉得很直。工人叔叔为什么不那么做呢？乒乓球鼓起来真的是因为气体也具有热胀冷缩的性质吗？大家试着根据提供的材料设计实验，探究固体和气体是不是也有热胀冷缩的性质呢。
7.4探究固体和气体热胀冷缩的性质
7.4.1引发学生思考：能否利用现有材料和液体实验设计出合理的实验方案？（出示实验材料：铜球、铁圈、酒精灯、火柴、杯子、冷水；瓶子、气球、杯子、热水、冷水
7.4.2介绍酒精灯的使用方法。
7.4.3学生活动：学生汇报实验设计步骤，学生相互评价，老师评价）补充，完成实验方案的设计。
7.4.5实验要求：音乐停，实验停。边实验边认真填写记录单。
7.4.6学生实验、助理为北边每组加热水，老师巡视指导，大约5分钟音乐停）
[设计意图]分组实验既扩大了实验探究及实验结论的受众面，又培养了学生自己设计实验、解决问题的能力。
7.4.7提问：由刚才你们小组的实验你知道了什么呢？
7.4.8学生回答：固体、气体也能热胀冷缩。
7.4.9提问：现在谁可以解释一下为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的，冬天却是直的的呢？
为什么扁了的乒乓球放在开水中可以鼓起呢？
7.5联系实际、学以致用
7.5.1讲解：但极个别的物体（金属锑、0-4摄氏度的水）却与此相反，所以在总结规律时不能以偏概全，要遵循严谨的科学态度。
7.5.2科学要为生活服务，大家能不能举出几个生活中利用热胀冷缩带便利的例子呢？（老师及时评价）
（篮球放在太阳下晒、轴承加工、古代修路火烧开石、加热螺帽）
7.5.3提问：热胀冷缩在生活中是不是处处都造福人类呢？
7.5.4讲解：生活中热胀冷缩的危害：水管爆裂、路面鼓起和断裂、夏天汽车爆胎
可见任何事都有两面性，有利有弊。微小的变化我们不经意，但是大量的微小变化聚集到一起，量变达到质变就会给我们的生活带危害甚至灾难，我们一定要用科学知识改变生活造福人类。
[设计意图]通过讨论让学生认识到热胀冷缩在生活中的广泛应用，意识到“生活中处处有科学”的道理，认识到事物都有两面性学会扬长避短，树立“学科学用科学’的意识。
7.6总结延伸
7.6.1提问：通过这节课你知道了什么？
7.6.2教师总结：本节课我们学习了加热和冷却，知道了大多数的物体都有热胀冷缩的性质，当给一个物体加热或者冷却时体积就会发生变化，或许咱们用肉眼看不见，但它却真实的存在，看不见的东西不一定不存在，存在的东西不一定看得见。为了让我们看的更远，看得更清，一定要用知识不断武装自己的大脑。
[设计意图]通过自己总结，使学生能将所学按自己的理解方式，用自己的语言表达出。强化记忆，加深理解，逐渐学会归纳总结知识。
8、板书设计：
9.教学评析：
科学课是科学教师与孩子们共同走进科学世界的钥匙，科学课堂应该是教师对孩子学习科学的一种引领，基础的科学知识的掌握是必不可少的，这是孩子们进一步探究科学世界的基础；科学兴趣的培养是孩子们探求科学世界的不竭动力；一个个有关科学的问题是孩子深入去探究的小目标；科学的探究方法与相关的能力却是孩子们挖掘科学宝藏的工具。这些便是每一节科学课的追求。
一、认识液体热胀冷缩的性质
利用小玻璃瓶和细吸管的有效组合，学生能够很清晰地了解水的热胀冷缩的性质，而且利用小组做不同液体的实验，时间利用合理，最后交流达到了资源共享的目的。科学探究既是科学的教学方式，也是科学的学习方式，本节课的结构是非常典型的适合于探究内容，因而在设计方面注重体现这一理念，从对学生探究的“引”——“扶”——“放”，几个层次的探究实验，学生们在老师的引领之下，从按着老师的要求做探究到自己设计实验做探究，学生的体验是充分的，认识也是深刻的。
二、认识固体热胀冷缩的性质
让学生看夏天和冬天图片，这样不同的季节里，同样的电线有什么不同？为什么会有这样的现象？做了铜球通过铁环的实验，抓住怎样看见铜球在加热和冷却时产生了热胀冷缩，给学生带来了思维的挑战，抓住把铜球看不见的热胀冷缩看得见这个重点，突破难点，加热和冷却铜球这个实验比较经典，但是很危险，在这一环节中给予了更多的关注，通过实验学生也知道了不同的季节里，同样的电线为什么不一样长。让学生深刻认识到可以借助物体观察肉眼看不见的变化。。
三、让学生根据现有的材料自己设计加热和冷却空气的实验，小组同学勇跃参与到讨论中，让学生充分的展示自己的创造力和合作能力，既给了学生自主权，又使空气的热胀冷缩性质更有说明力。
这一节实验探究课在问题分析上，层次比较明晰。在实验的设计上，既注重了实验的全面性，又注重了对学生的导与放。在预测的基础上，不是仅以一个实验来说明，而是引入了多个实验来验证，体现了科学的严谨性在实验的组织上，注重示范与引导、放与扶的关系，放手让学生自主设计实验、自行选择器材，教师只对有需要的学生进行有针对性的辅导，这对于培养学生的科学思维和提高探究能力很有好处，同时也保护了孩子探究的乐趣与欲望。