1.2 热胀冷缩（教学设计）科学苏教版四年级下册

2.热胀冷缩（教学教案） 四年级科学下册同步精品课堂（苏教版） 核心素养 科学观念：※通过学习与实践，掌握酒精灯的使用方法。 科学思维：※通过实验与分析，知道绝大多数物体具有热胀冷缩的性质。 探究实践：※能够运用物体热胀冷缩的性质解释生活中的一些现象。 态度责任：※认识到液体、气体、固体都具有热胀冷缩的性质。重点 ※设计实验验证液体、气体、固体具有热胀冷缩的性质。难点 教学内容 热胀冷缩是指物体受热时膨胀，遇冷时收缩的特性。固体和液体的热胀冷缩幅度比较小，在生活中不易觉察到，因而对热胀冷缩现象很多学生并不了解，对其在生活中的应用更是知之甚少。为此，教材设计了一系列既贴近生活又富有趣味的活动，带领学生探究物体受热和遇冷时体积的变化，以揭示这一科学现象。本课教学内容分四个部分。 第一部分包括两个活动。活动一，开篇借助复习旧知的方法，测量两杯水的温度，引发思考：为什么温度计放在热水中液柱会上升，放在冷水中液柱会下降？聚焦研究主题：冷和热对物体体积会产生影响。活动二，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。 教学准备 教师材料：水槽、烧瓶、胶塞、细玻璃管、高锰酸钾水溶液、气球、温度计、铜球实验装置、酒精灯、火柴。 学生分组材料：实验记录单。 教学过程 活动一 探索温度计液柱上升或下降的原因 这两支温度计里的液柱上升或下降的原因是什么？ 分 析 热水的温度高，温度计插入烧杯中，液柱里的液体受热体积增大，所以液柱上升；冷水的温度低，温度计插入烧杯中，液柱里的液体受冷体积缩小，所以液柱下降。 活动二 研究液体受热和遇冷时体积的变化 探究问题：水在受热和遇冷时，体积会有什么变化？ 实验假设：水在受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小。 实验材料：空心管、胶塞、烧瓶、色素、水槽、冷水热水等。 实验步骤：（1）准备一个中间插有空心管的胶塞和配套的烧瓶。 （2）往烧瓶里加满染了颜色的水，用胶塞塞紧瓶口，记下空心管里水面的位置。 （3）把烧瓶放入热水中，观察空心管里水面的位置有什么变化。 （4）再把烧瓶放入冷水中，观察空心管里水面的位置又有什么变化。 实验现象： 放入热水中 放入冷水中 玻璃管内液面上升 玻璃管内液面下降 实验分析：烧瓶里的冷水受热后体积开始增大，水柱也开始慢慢上升。随着水温的升高，体积增大加快，水柱上升也加快，直到烧瓶内水温停止上升，水柱也停止上升。随着水温的下降，烧瓶里水的体积开始缩小，水柱也慢慢下降。将烧瓶放入冷水中，烧瓶里的热水遇冷加快了温度的下降，体积缩小加快，水柱下降速度也就加快。 实验结论：液体受热时体积会增大；液体遇冷时体积会缩小。 设计意图： 通过实验认识液体具有热胀冷缩的性质。 活动三 研究气体受热和受冷时体积的变化 探究问题：空气在受热和遇冷时，体积会有什么变化？ 实验假设：气体受热时体积增大，遇冷时体积缩小。 实验材料：气球、烧瓶热水、冷水、水槽。 实验步骤：（1）用气球嘴套住烧瓶瓶口。 （2）将烧瓶放入热水中，观察气球的变化。 （3）再将烧瓶放入冷水中，观察气球的变化。 实验现象： 放入热水中 放入冷水中 气球鼓起来了 气球变瘪了 实验分析：当把烧瓶放入热水中时，烧瓶和气球内的空气体积变大；当把烧瓶放入冷水中时，烧瓶和气球内的空气体积缩小。说明气体受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小。 实验结论：气体受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小。 设计意图： 在固体、气体、液体中，通常气体的热胀冷缩现象最为明显，让学生通过实验认识气体具有热胀冷缩的性质。 活动四 研究固体受热和冷却后体积的变化 1.正确使用酒精灯的方法。 （1）打开灯帽，将灯帽竖放在灯旁。 （2）用点着的火柴从灯芯下端自下而上斜向点燃酒精灯。 （3）用外焰加热物体。 （4）加热完成后，用灯帽自灯芯右上方斜向盖灭火焰，然后取下灯帽再盖一次。 2.铜球在受热和冷却后体积的变化。 探究问题：铜球在受热和冷却后，体积会有什么变化？ 实验假设：铜球受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小。 实验材料：铜球、铁圈、酒精灯、水槽、水、火柴。 实验步骤：（1）观察常温下铜球通过铁圈的情况。 （2）用酒精灯给铜球加热后，观察铜球是否能通过铁圈。 （3）将铜球放入水中冷却后，观察铜球是否能通过铁圈。 实验现象： 加热铜球 冷却铜球 铜球不能通过铁圈 铜球又能通过铁圈了 实验分析：（1）在加热前，先用铁圈去套铜球，铜球恰好能从铁圈中通过，这说明铜球的直径比铁圈小。 （2）加热一段时间后（约5分钟） ，再用铁圈去套铜球，铜球不能通过铁圈了，这说明铜球加热后体积变大了。 （3）将铜球放入水中冷却后，再用铁圈去套铜球，铜球又能顺利地通过铁圈了，这就说明铜球遇冷后体积缩小了。 实验结论：固体受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小。 3.物体的热胀冷缩。 绝大多数物体受热时体积会增大，遇冷时体积会缩小，这种现象叫作热胀冷缩。热胀冷缩是因温度改变而引起的固体、液体和气体的体积变化。大多数物质在温度升高时，体积（或长度、面积）增大，但也有少数物质在一定温度范围内（例如水在0~4℃）温度升高时，体积反而缩小。 设计意图： 固体的热胀冷缩现象不如液体和气体的热胀冷缩现象那么明显，也是最容易被忽略的。通过一系列动手实验和观察，有助于学生对热胀冷缩建立完整的认识。 活动五 生活中的热胀冷缩现象 1.夏天轮胎容易爆胎。 轮胎里充满了空气，当夏天来临，天气比较热，空气受热体积会增大，从而引发爆胎。所以轮胎在夏天不要打满气。 2.瘪的乒乓球放到热水里能够复原。 乒乓球里面是空心的，充满了空气，当瘪的乒乓球放入热水中时，空气受热体积会增大，会将瘪的那部分鼓起来，因此能将乒乓球复原。 3.夏天架电线时，电线不能拉得太紧。 因为固体也会热胀冷缩，当冬天来临时，电线遇冷体积会缩小，所以夏天架电线时，电线不能拉得太紧。 设计意图： 学生通过回想生活中的一些现象，思考物体热胀冷缩的性质在生活中的应用，将学习和生活密切相连，巩固所学内容。 活动手册 课堂总结 本课通过一系列既贴近生活又富有趣味的活动，了解液体、气体、固体中大多数物体在受热时，体积都会增大；遇冷时，体积都会缩小，从而理解热胀冷缩的原理。 板书设计 1 学科网（北京）股份有限公司 $$