教科版（2001）五年级下册科学教案 2.4 空气的热胀冷缩

《空气的热胀冷缩》案例设计

设计理念
随着新课程改革的深入，科学的课堂教学方式已经逐步由传统的教师讲授式转变为以学生为主体的活动探究式。教师与学生、学生与学生之间共同针对某些教学问题进行探索，在探索中相互交流与质疑，从而了解彼此的想法，进而促进问题的解决。同时，建构主义学习理论认为：教学不是教师简单地将知识传授给学生，而是学生主动构建的过程。学习者在一定情境下，借助教师的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获取知识。
根据以上理念，本节课主要是以学生自主探究为主要学习形式，并以螺旋式上升的问题为载体，同时辅以多媒体课件、直观仪器等教学材料，先引导学生对所学知识有一定了解，再进行深入地探讨与交流，最终达到意义上的建构。此外，在课堂教学过程中，逐步渗透STS的教育思想，帮助学生建立起科学、技术与社会之间的联系，引导学生在实践背景下学习科学知识，并在尝试解决实践问题的过程中进一步深入了解科学核心概念。
教学内容分析及学情分析:
教科书中设计观察空气在热水、常温水和冰水中的体积变化实验，是对热胀冷缩现象的一个重要体验；模拟空气“微粒”运动游戏是对物体热胀冷缩性质的本质解释，学生只有去实践、体验过，才能理解其中的意义所在，才能有更多意外的收获。
1、本节课以小实验——奇妙的喷泉引入，让学生观察到奇妙的喷泉现象，从而引发学生的探究欲望，激发学生的学习兴趣。
2、让学生自主设计、想办法来探究科学知识、现象，调动了学生的积极性和主动性，体现了以学生为主体教学理念。通过学生合作讨论，积极寻求、交流解决问题的方法、策略，体现了探究科学方法的多元化，同时也突破了本节课的重难点。
3、通过教科书提供的实验演示、模拟游戏，让学生体会到了空气的热胀冷缩现象，同时也体验到其本质所在。
4、解释生活中的现象，是培养学生综合、灵活运用科学知识的能力，同时也让学生感受到科学知识来源于生活，也应服务于生活。
教学目标：
1、 气体受热后体积会胀大，受冷后体积会缩小。
2、 用多种方法观察空气的热胀冷缩现象，并用文字或图画进行描述和交流。
3、 热胀冷缩现象与物体内部微粒的动力有关，尝试用“模型”解释现象。
4、 对现象产生更浓的探究兴趣。
教学准备：
学生每组：热水、常温下的水、冰水；锥形瓶、小气球、烧杯各3个。
教师演示：平底烧瓶、玻璃管、水槽各1个。
教学重点：
探究证明气体会热胀冷缩吗
教学难点：
尝试用“模型”解释热胀冷缩现象
教学过程：
一. 引入
教师演示实验：奇妙的喷泉 ——在平底烧瓶中装入半瓶水，滴入几滴红墨水，用橡胶塞将烧杯口密封好，在橡胶塞中插入一根空心的玻璃管，将装有半瓶水的烧瓶放在热水中，观察有什么现象发生。
尝试解释:为什么装有半瓶水的烧瓶放在热水中，玻璃尖嘴会喷出水柱来？
二. 设计实验
目的：观察空气是否会热胀冷缩。
要求：把空气装在瓶子里，使瓶内的空气受热或受冷。观察瓶内空气的体积变化，我们就知道空气是否热胀冷缩。
讨论：空气是看不见的，怎样才能知道它的体积有没有变化呢？
学生分组设计、汇报、修正。
用文字或图画进行描述和交流。 如：A、通过容器的鼓凹来发现；B、借助其他能鼓凹的物体来发现；C、用红墨水封口的液体热胀冷缩装置来发现；D、吹肥皂泡的装置来发现
三. 分组实验
研究：空气受热受冷后体积的变化。
方法：在三个锥形瓶口上分别套小气球，再把锥形瓶分别放入热水、常温下的水、冰水中观察气球的变化。如：教科书第33、34页插图的提示。
比较：气球的变化，即空气在热水、常温下的水、冰水中体积的变化。
讨论：与水相比，空气的热胀冷缩有什么特别的地方？
空气变化得更快、体积变化也比水明显。
四. 解释热胀冷缩现象：
讨论：温度变化了，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现象吗？
模拟空气“微粒”运动游戏：
请一部分同学扮作空气微粒，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“空气微粒”安静地挨个站在中间时，拉手的同学需要围成多大的圈？在地上作好记号。然后请“空气微粒”们手舞足蹈或作剧烈运动，拉手同学需要围成多大的圈？
从游戏中，我们明白什么？
尝试建立自己的假说。
阅读教科书第35页微粒热运动学说。
五.拓展——解释生活中的现象：
1、回顾解释：奇妙的喷泉是怎么回事？
2、为什么夏天给自行车打气不能打太足？
3、为什么踩瘪的乒乓球在热水中一烫就能恢复原状？
教学评价：
1、只要学生提出的设计方案有道理，教师应多鼓励，发挥学生的想象力和创造力，同时也要多引导、修正，形成一套完善的探究体系。
2、学生实验时，要学会团结合作、动手操作、聆听发言、交流汇报。
3、科学要求学生学会提出质疑、实验探讨、形成理论。能关注生活中的科学现象，并且尝试应用所学的科学知识进行解答。