8固体也热胀冷缩吗（教学设计）-2024-2025学年科学四年级上册人教鄂教版

固体也热胀冷缩吗 教学设计 教学目标 （1）能准确说出固体热胀冷缩性质的概念。 （2）能够自主设计并操作实验，探究固体热胀冷缩的性质，且能正确记录实验结果。 （3）对科学探究保持积极的态度，感受科学知识与生活实际的紧密联系。 教学重难点 重点：（1）理解固体一般有热胀冷缩的性质。 难点：（1）设计实验探究金属受热遇冷的变化，并观察记录实验现象。（2）举例说明生活中与固体热胀冷缩性质有关的现象或应用实例。 教学准备 （1）实验材料包。包含铜球、铁环、不同金属棒（如铁棒、铝棒）、酒精灯、火柴、简单电路装置、铁架台、冷水容器。 （2）学生活动手册及记录工具。准备学生活动手册，铅笔、橡皮擦等记录工具，以便学生记录观察到的实验现象和个人想法。 教学过程 一、导入新课 教师通过展示一段关于铁轨在高温下变形的视频或图片，引发学生的兴趣和思考。 （教师：同学们，在日常生活中，你们注意到铁路轨道每两根之间都有一定的缝隙了吗？这是为什么呢？） （生：是不是为了防止钢轨热胀冷缩时会挤压产生损坏？） 教师进一步提问：铁道上的钢轨看起来十分平整，实际上每两根钢轨之间都有缝隙。工人施工的时候为什么不把它们连接紧密？ （生：可能是因为钢轨也会热胀冷缩。） 接下来，教师引出本节课的主题——固体是否也有热胀冷缩的性质？ 二、科学实践活动: 固体受热遇冷有变化吗 1. 提出问题与讨论 （1）教师首先引导学生思考并讨论一些基本问题： 钢轨是固体，那么固体是否也具有热胀冷缩的性质？固体受热或遇冷会发生什么变化？我们的观点和理由是什么？ （生：我认为固体应该也会热胀冷缩，因为在夏天路面会膨胀，在冬天会有裂缝。） （2）接着，教师介绍铜球通过金属环的实验。 （教师：这是一个刚好能通过这个金属环的铜球（证明铜球直径小于圆环）。如果用这个铜球和金属环做实验，看铜球是否热胀冷缩，我们该怎么做？） （学生进行小组讨论，并提出初步方案。） （教师提示：可以考虑加热铜球和冷却铜球的不同情况。） （3）教师明确实验方法和注意事项：用酒精灯把铜球加热二三分钟，观察这时铜球能不能通过金属环。再把铜球放入冷水中冷却，观察这时铜球还能不能通过金属环。实验操作过程中，千万不能用手触摸加热后的铜球，以免被烫伤！ 2. 进行实验 （1）学生分组实验，具体步骤如下：将铜球加热约2-3分钟。观察加热后的铜球能否通过金属环。将铜球放入冷水中冷却一段时间。再次观察冷却后的铜球能否通过金属环。 （2）记录实验现象：（生：加热后铜球不能通过金属环，冷却后铜球又能够通过金属环。） 3. 讨论实验结果 （1）学生对实验现象进行讨论：我们的预测是什么？实验中我们观察到了什么现象？这些现象说明了什么？ （生：我们的预测是加热后铜球会变大，冷却后会变小。实验中我们观察到加热后的铜球不能通过金属环，而冷却后的铜球能通过，这说明铜球具有热胀冷缩的性质。） （2）教师总结：实验证明，铜球确实具有热胀冷缩的性质。 三、研究其他金属的热胀冷缩性质 1. 提出问题与讨论 （1）教师提出新的问题：其他金属也有热胀冷缩的性质吗？ （2）教师演示简单电路装置：电路中有一根铝棒，这根铝棒略微短了一点儿，不能使电路接通。如果将铝棒加热，电路中的小灯泡会有什么现象？这说明了什么问题？如果再用冷水将热铝棒冷却，小灯泡又会出现什么现象，这说明铝棒有什么变化？除了铝棒，我们还可以研究哪些金属？ （生：如果铝棒加热后能使电路接通，冷却后电路断开，说明铝棒也有热胀冷缩的性质。） 2. 学生实验 （1）学生按照上述实验思路进行实验，记录实验现象。（2）记录实验方法和实验现象：加热铝棒：小灯泡亮了。冷却铝棒：小灯泡熄灭。 （3）实验结束后，学生讨论实验结果：我们观察到了什么现象？这些现象说明了什么？ （生：加热铝棒后，小灯泡亮了；冷却后，小灯泡熄灭。这说明铝棒也具有热胀冷缩的性质。） （4）教师归纳结论：实验证明，铜、铝、铁等金属都有热胀冷缩的性质。 3. 回顾生活现象 教师引导学生回顾并解释生活中的现象：铁路上的钢轨之间为什么要预留缝隙？ （生：钢轨在温度升高时会膨胀，在温度降低时会收缩，预留缝隙是为了避免由于热胀冷缩造成的损坏。） 4. 拓展与应用 （1）提出问题：生活中的哪些现象与固体的热胀冷缩性质有关？生活中的哪些地方应用到了固体热胀冷缩的性质？ （2）学生找生活中的现象或实例：夏天电线架空时会松弛，冬天则绷紧。桥梁上的伸缩缝设计也是为了防止热胀冷缩引起的损坏。 （3）师生共同讨论这些现象和应用，加深理解。 四、总结归纳，谈收获 教师引导学生总结本节课的学习内容，并让学生谈谈自己的收获。 （教师：通过这两节课的学习，我们有哪些收获？） （生：我了解了固体一般都有热胀冷缩的性质，比如铜、铝、铁等金属。我还学会了如何设计实验来验证这一性质，并且知道了生活中的许多现象都与热胀冷缩有关。） 教师总结：今天的学习让我们了解到固体普遍具有热胀冷缩的性质，并且这种性质在生活中有着广泛的应用。希望大家以后能够关注更多这样的现象，并学会用科学的方法去探究它们。 课后作业 （1）设计一个实验，记录并分析铜、铁、铝等金属在受热和遇冷时的变化情况，尝试归纳金属的热胀冷缩性质。 （2）观察生活中与固体热胀冷缩性质相关的现象，或找出利用固体热胀冷缩性质解决问题的实例，并简要说明其原理。 学科网（北京）股份有限公司 $$