冀人版（2017秋）三年级科学上册教案12.热胀冷缩

《热胀冷缩》教学案例
一、教材分析
物体受热温度升高，粒子的运动速度加剧，于是粒子之间的间隙会增加，物体的体积就要增大。相反，温度降低时，物质的体积就要减少。我们生活当中，有很多热胀冷缩的现象，也有很多为了预防热胀冷缩造成的危害，在设计上注重预防的实例。本节内容就是要引导学生对身边的事物展开调查，看看物体在受热和遇冷以后会发生什么变化，观察身边利用热胀冷缩原理的实例。所以，教材从三种常见的物质形态：固体、液体和气体来研究热胀冷缩现象。
二、教学目标
1.知识与技能
认识固体、液体和气体的热胀冷缩现象及其在日常生活中的应用；
学会用粒子理论解释物体的热胀冷缩现象。
2.过程与方法
通过观察固体的热胀冷缩、体验气体和液体热胀冷缩的活动，掌握物质具有热胀冷缩的特性；
通过讨论，能解释热胀冷缩原理在实际应用的一些实例。
3.情感态度与价值观
在活动中培养学生科学的观察和记录的方法；
通过对日常生活中实例的解释，激发学生关注和探索身边事物、现象的兴趣。
三、教学重点和难点
1.教学重点
认识物体具有的热胀冷缩现象；
热胀冷缩的原理在日常生活中的运用。
2.教学难点
用粒子理论解释物体的热胀冷缩。
四、教学准备
一套测试固体膨胀的仪器、酒精灯、火柴、大烧杯、水槽（两个）、热水、自来水、锥形瓶、平底烧瓶、胶头滴管、红墨水、玻璃管、橡皮塞
五、教学过程
（一）教学内容与过程设计
1.新课引入
师：同学们，今天我们来共同学习物体的热胀冷缩。首先，我们来做个小魔术。大家请看：我把一个好的乒乓球给压扁放在热水中，会有什么奇迹出现呢？
学生可能给出的各种答案：1.没什么变化；2.可能更扁了；3.会恢复原状……
师：把压扁的乒乓球完全浸没到热水中（水温要高，水温低的话现象不明显）……
师：我们看到了什么？
师生：乒乓球恢复原状了。
（注：在此过程中，提醒同学仔细观察）
师：为什么会产生这样的现象（乒乓球恢复原状）？
学生1：热水把热传给了压扁的乒乓球，球内的温度升高，所以压扁的乒乓球会恢复原状。
学生2：球内的压强增大，把压扁的部分顶起来了，所以恢复原状。
师：两位同学回答的都非常好。学生1提到了球内的温度升高，学生2用到了我们所学的压强知识。
教师引入新课：热胀冷缩概念：物体的温度升高时，粒子的运动会加剧，于是粒子之间的间隙会增加，物体的体积就要增大。相反，温度降低时，物体的体积就要减少。这就是物体的热胀冷缩。
（注：通过小魔术创设学习情景，激发学生学习新内容的兴趣。使学生带着问题进入新课的学习。）
2.膨胀和收缩
师：三种状态的物质都有热胀冷缩的现象吗？
（注：要求学生带着问题，仔细观察实验现象并对实验现象进行分析记录。）
（1）固体的加热和冷却（教师演示实验）
器材：金属球、金属圈、酒精灯、火柴、冷水
教师演示：一套金属球和金属圈演示固体的热胀冷缩。
学生观察：
①未加热时，金属球可以通过金属圈；
②加热一定时间后，金属球不能通过金属圈；
③把加热后的金属球放入冷水里面冷却后，金属球又能通过金属圈。
（注：A.加热的时间要长一些；B.可用冷水冷却，但是在把加热后的金属球放入冷水时，离第一排的同学远一点。）
师：如果不放到冷水里面，加热后的金属球还能再通过金属圈吗？
生：可以的，只要冷却的时间足够长。
师：因此，我们可以说：固体……
师生：固体受热膨胀，遇冷收缩。
（2）液体的加热和冷却（教师指导学生上讲台做好演示实验）
师：液体和气体受热和遇冷时，会产生什么现象？
器材：玻璃管，橡皮塞，装满红墨水的小烧瓶，盛有热水和冷水的水槽各一个。
师：设计实验方案，请同学走上讲台，并做好观察和记录。
学生演示实验：
①观察刚开始时玻璃管中红墨水的位置，并做好标记；
②把装满红墨水的小烧瓶放到盛有热水的水槽中观察玻璃中红墨水的位置；
③把装满红墨水的小烧瓶从盛有热水的水槽中放到盛有冷水的水槽中观察玻璃中红墨水的位置；
（注：玻璃管中红墨水水位的变化是缓慢的，教师提醒学生一定要观察仔细。另外，为了更明显看到现象可在玻璃管上画上红线）
学生通过观察，描述实验现象：把装满红墨水的小烧瓶放到盛有热水的水槽中，玻璃管中红墨水水位上升，然后再放到盛有冷水的水槽中，玻璃管中红墨水水位下降。
师：因此，我们可以说：液体……
师生：液体受热膨胀，遇冷收缩。
（3）气体的加热和冷却（教师指导学生上讲台做好演示实验）
师：我们知道固体和液体都受热膨胀，遇冷收缩，那么气体的会不会也有这种性质呢？我们如何来验证？
生：老师可以在针筒里面储存一些气体，把前端密封好，放到热水里看看活塞有没有移动。
师：想法很好，值得一试。由于老师今天没有准备针筒，希望同学们回家试试。
师：展示自制的实验教具。
器材：玻璃管、橡皮塞、平底烧瓶、胶头滴管、稀释过的红墨水。
师生：进行小水珠的制作，并做好演示实验。
教师提醒学生注意：手握平底烧瓶观察小水珠的移动方向和放到冷水里小水珠的移动方向有何不同？
（注：教师可在学生中走动，让学生手握平底烧瓶、放开平底烧瓶，分别观察气体受热和遇冷时小水柱的移动方向。）
师：我们看到了什么现象？
生：受热时（手握平底烧瓶），小水珠向右移；遇冷时（双手放开平底烧瓶或放到冷水中），小水珠向左移。
师：因此，我们可以说：气体……
师生：气体受热膨胀，遇冷收缩。
（4）固体、液体和气体的膨胀速度比较
师：固体、液体和气体的膨胀速度有什么不同呢？
生：膨胀速度：气体>液体>固体
3.
物体热胀冷缩的原理
师：播放多媒体动画：“粒子模型解释物质在正常、受热、遇冷时的情况”。
师：热胀冷缩现象产生的原理：物体受热时，粒子的运动加剧，粒子之间的间隙增大，物体膨胀；遇冷时，粒子的运动减缓，粒子之间的间隙缩小，物体收缩。
师：我们用热胀冷缩原理来解释小魔术的秘密。
生：压扁的乒乓球放到热水中，球内粒子运动速度加快，粒子之间的间隙增大，体积膨胀，所以压扁的乒乓球会恢复原状。
（注：这部分内容比较抽象是教学上的难点，通过动画演示帮助学生从微观的角度理解热胀冷缩原理。）
4.
预防热胀冷缩
师：展示教材的图片。组织学生讨论，引导学生思考：电线不拉紧、高架桥中留有缝隙、蒸汽管要转弯、铁轨的接缝处要留有空隙的原因。
生：防止热胀冷缩造成危害。
师：除了教材中提到的例子外，日常生活中还有哪些预防热胀冷缩造成危害的例子。
学生1：夏天给车胎充气时，不充那么足；
学生2：饮料瓶不能装得很满；
……
(注：让学生多举一些日常生活中常见的例子，打开学生的思维，进一步巩固所学的知识。)
5.热胀冷缩原理的应用
（1）双金属片：不同的金属的膨胀程度不同；
（2）火警警报系统模型：双金属片的具体应用；
（3）体温计：提醒学生注意体温计前端弯钩的结构。
（注：以图片和实物演示为主。）
（二）教学小结
师：通过本节课的学习，我们知道固体、液体和气体受热时膨胀，遇冷时收缩。
师：如何用粒子模型来解释？
师生：物体受热时，粒子运动加剧，粒子之间的间隙相应增大，形成物体受热膨胀的现象。
师生：物体遇冷时，粒子运动减缓，粒子之间的间隙相应减小，形成遇冷收缩的现象。
师：我们生活当中为了预防热胀冷缩造成的危害，设计时就做了防范措施，比如？
生：电线不拉紧、高架桥中留有缝隙、蒸汽管要转弯、铁轨的接缝处要留有空隙等。
师：通过这节课的学习，我们解答了生活中的很多现象。在今后的学习、生活中，我们还要继续观察生活中的类似现象，多问几个为什么，也可以利用已有的知识进行小创新、小发明，好吗？
（三）教学反思
本节课的教学指导思想是“学生为主体、教师为主导、实验为基础”，采用实验的教学方法，以“提出问题—作出假设—实验验证—得出结论”为教学主线，分别探究了固体、液体和气体的热胀冷缩的性质。在整个教学过程中充分体现了学生的主体地位和教师的主导作用，达到了预定的教学目标。但是在讲到火警警报系统模型时，只是让同学利用所学的双金属片知识，对模型进行了分析，感觉没有实际的模型演示印象深刻。
6