湘科版（2017秋） 三年级上册5.3《气体的热胀冷缩》教案

气体的热胀冷缩
一、教材分析
继研究液体的热胀冷缩现象之后，接下来开始指导学生探究气体的热胀冷缩现象。本课与上节课一样也属典型的科学探究课，教材编排体例相同。本节课教材的设计思路是：首先通过学生讨论复原瘪乒乓球的方法，观察瘪乒乓球在热水中的变化，解释瘪乒乓球复原的原因。然后根据观察到的现象，推断现象产生的原因，提出气体是否有热胀冷缩这个科学问题。而在本课设计中，结合学生的前认知对引入部分进行了一些改进，首先让学生思考想要研究关于气体的哪些问题，再从中选择气体是否会热胀冷缩这一问题先行研究。本课探究活动中的重点和难点是引导学生设计实验验证空气是否具有热胀冷缩的性质。教材便从三个方面帮助学生思考和设计实验，最后通过学生有序的实验、观察和描述所看到的现象，分析现象背后的原因都与气体热胀冷缩有一定的关系，逐渐建构气体有热胀冷缩的性质的概念。
二、教学目标
1.科学知识
学生通过实验知道气体有热胀冷缩的性质。
2.科学探究
学生通过问题讨论学会自己设计实验验证猜想。
学生通过实验知道有顺序的观察和描述实验中的现象。
3.科学态度
学生通过实验知道基于证据和推理发表自己的见解。
学生通过生活案例了解用辩证的观点对待气体的热胀冷缩现象。
三、教学准备
演示实验材料：“氦气热胀冷缩”实验视频。
分组实验材料：热水、冷水、锥形瓶、气球、烧杯。
四、教学重难点
重点：学生通过实验验证气体具有热胀冷缩的性质。
难点：学生通过问题讨论设计实验并实施。
五、教学过程
（一）创设情境，引出课题
师：同学们，在之前的学习中我们已经知道气体可以占据空间，并且具有一定的质量，上次课还探究了液体的热胀冷缩，那关于气体，你还有什么想要研究的问题吗？
生：思考，提出问题(气体的种类、气味、热胀冷缩......）。
师：同学们真爱思考，提出了这么多问题，那今天我们就选择，气体是否会热胀冷缩这个问题先行研究。同学们,你们觉得气体有热胀冷缩的性质吗？
生：有。
师：为什么？
生：思考回答。
师：老师跟你们的想法一样，那我们怎样才能验证自己的猜想是否正确呢？
生：做实验。
师：那今天我们就一起通过实验来探究气体的热胀冷缩（板书）。
（设计思想：学生在前面的学习中已经了解了关于气体形状和质量的知识，上一次课还探究了液体的热胀冷缩，因此在引入本次课的学习时，应充分结合学生的前认知后拓展思维，让学生自己提出还想研究哪些关于气体的问题，从中选择进行探究。）
（二）聚焦问题，设计实验
师：实验前我们需要制定实验方案，那第一步，你们想选择什么气体作为研究对象呢？
生：空气（板书）。
师：好，我们的周围都是空气，那你们准备用什么装空气呢？
生：用气球、用口袋、用瓶子......
师：无论我们使用什么容器都得密封好，你们想怎么密封？
生：气球打结，瓶子加盖......
师：如果我们选择气球，就像这样，里面装了一点空气（拿出一个装了一点气的气球），那当它受热时，你们觉得会出现什么现象？
生：气球会鼓起来。
师：那用什么方法让它受热呢？
生：把气球放进热水里。
师：气球可以直接放进很热的水里吗？
生：不能，气球会坏掉。
师：那怎么办？
生：选瓶子装空气，放进热水里。
师：可以，那我们怎么观察瓶里的空气受热是否膨胀呢？
生：不好观察。
师：用气球方便观察，可不能烫，瓶子可以烫却不好观察。你们觉得还可以怎么改进一下？
生：把气球套在瓶子上再放进热水里。
师：同学们真聪明，想到了结合气球和瓶子的优势，这样我们就顺利的解决了空气受热和如何观察的问题。
那老师给大家准备了一个锥形瓶，两个烧杯，还有一个气球。谁能说一说完整的实验方案？
生：完整叙述实验方案。
师：实验中我们还要注意小心使用热水并轻拿轻放玻璃仪器。
师：好，我们已经明确实验步骤与注意事项。而最后的实验结果我们就可以通过图文并茂的方式来呈现。
师：请同学们看到实验记录表，你们觉得我们拿到记录单第一步应该做什么？
生：画出实验前气球的样子。
（设计思想：该活动中重点是指导学生设计实验。设计实验对学生来说有一定的难度。为了启发学生的思路，提供学生进行实验设计的台阶。教师提供了三个问题促进学生思考，这些问题是设计“空气是否有热胀冷缩性质”实验必须考虑和设法解决的问题。而活动是首先让学生自己思考可以利用哪些材料和实验方法，然后在教师的引导下逐渐完善这些方法，形成一个思维“先放后收”的过程，呈现了学生思维的多样性与创新性。）
（三）分组实验，合作探究
师：很好，你们已经知道如何记录了，等一下就请组长上前领取实验器材，首先记录下实验前气球的样子。记录好了请坐好示意我，我再来为大家倒上热水。有了热水后你们就开始实验，实验记录完成后可以小组讨论一下，推选一个代表上来展示。
生：记录初始气球的样子，师倒上热水。
生：分组实验，将观察到的现象记录在实验记录表中。
师：同学们刚刚都很认真的执行了实验方案，现在请同学们说一说你们的实验结果。
生：当我把锥形瓶放入热水中，等待一会后，我观察到气球（鼓起来了）；再把锥形瓶放入冷水中，等待一会后，我观察到气球（瘪下去了）。
师：气球的这些变化说明了什么？
生：锥形瓶放进热水气球鼓起来了说明了空气受热体积会膨胀，放进冷水气球瘪下去说明了空气受冷体积会缩小。
师：其他小组也想来展示一下吗？
（多个小组代表展示）
师：很好，大家的实验中气球的变化是一样的，都说明了空气受热体积膨胀，受冷体积缩小，所以我们可以得出结论，空气有热胀冷缩的性质（板书）。
师：你们做了空气热胀冷缩的实验，老师也有一个实验，但是用的是氦气（板书）。
请看老师的实验材料：这是烧杯，这个桶里面装的是液氮，温度非常低，有零下190℃，这个气球里面装的是氦气（板书）。接下来请看老师的实验操作。
首先将温度很低的液氮倒入烧杯中，再放入氦气球，你们观察到什么？
生：氦气球变瘪了。
师：这说明了什么？
生：氦气受冷会收缩。
师：那同学们你们觉得氦气受热会膨胀吗？
生：会。
师：那怎么让氦气受热呢？
生：用热水。
师：不用那么复杂，我们只需要把氦气球从低温液氮中拿出来，让它处于室温环境下，就相当于加热了。请看，你观察到什么现象？
生：氦气球又鼓了起来了。
师：这说明了什么？
生：氦气受热会膨胀。
师：总结我们刚刚看到的现象，氦气具有什么样的性质？
生：氦气有热胀冷缩的性质。
师：没错，其实空气中还含有很多氧气，氮气（板书），经过科学家研究这些气体都有热胀冷缩的现象，所以我们说气体（板书）也具有热胀冷缩的性质。
（设计思想：学生通过动手实验及结果汇报，发现全班同学观察到的空气的变化是一样的，从而得出空气有热胀冷缩的性质这一结论，然后教师给出不同气体也会热胀冷缩的例子，让学生认识到不仅是空气，其他很多气体都具有热胀冷缩的性质，从而得出气体有热胀冷缩性质的结论，形成一个由特殊到一般的普遍认知规律。）
（四）拓展延伸，归纳总结
师：刚刚我们在实验中观察到了气体的热胀冷缩现象，那同学们在生活中发现过哪些现象是与气体热胀冷缩有关的呢？
生：交流生活经验。
师：没错，生活中也有很多关于气体热胀冷缩的现象，例如（课件展示）夏天自行车充气太足可能会发生爆胎现象。而我们有时灌热水，还未灌满暖瓶的塞子就会跳出来。同学们能解释一下“自行车”的现象和“热水瓶”的现象吗？
生：思考回答。
师小结：这些都是气体热胀冷缩性质的弊端，我们要学会克服，同时，我们也要懂得利用气体的热胀冷缩现象，例如将变瘪的乒乓球复原，还有好玩的热气球，它能带我们领略高处更多美丽的风景。最后希望同学们在今后的生活中也要仔细观察认真体会，学会应用。
今天的课就上到这里，同学们，下课！
（设计思想：在学生得出气体会热胀冷缩的结论后，教师趁热打铁，请学生应用气体具有热胀冷缩的知识解释周围热胀冷缩现象，并引导学生用辩证的观点，从利与弊的视角分析生活中气体的热胀冷缩现象实例，“弊”该怎样克服，“利”怎样利用。）
六、板书设计
气体的热胀冷缩

氦气 种类？
空气 气体有热胀冷缩的性质 气味？
氧气 热胀冷缩？
氮气 ...
......