气体的热胀冷缩（教学设计）-2024-2025学年科学三年级上册湘科版（2017）

教学设计 课程基本信息 授课老师 授课班级 班级人数 课题 气体的热胀冷缩 教学目标 （1）理解空气具有热胀冷缩的性质，能解释生活中与气体热胀冷缩相关的现象。 （2）通过自主设计实验和观察实验现象，培养实验探究能力和科学思维能力。 （3）感受科学知识与生活的紧密联系，激发对科学探究的兴趣。 教学重难点 （1）重点：掌握气体热胀冷缩性质的概念。 （2）难点：独立设计并进行验证气体热胀冷缩性质的实验。 教学内容 （1）本节课的主要教学内容是探究气体的热胀冷缩性质及其在生活中的应用。 （2）本节课主要介绍了气体的热胀冷缩现象、实验设计方法、观察和记录实验现象的技巧等知识点。 （3）通过学习本节课，学生能够理解气体热胀冷缩的基本原理，掌握设计简单实验的方法，培养观察、记录和分析实验数据的能力，同时认识到这一物理现象在日常生活中的广泛应用。 教学过程 一、教学导入 （1）教师出示一个瘪了的乒乓球。 提问：同学们，你们见过这种瘪了的乒乓球吧？谁有办法能让它恢复原状呢？说一说你们的方法。 （生：可以试着用热水烫一下。也可以试着用吹风机吹热。） 教师演示实验：将瘪的乒乓球放入热水中，待其慢慢恢复原状后再次展示给大家看。 问题引导：同学们观察到了什么？瘪乒乓球用热水一烫就复原了。这是怎么回事呢？ （生：可能是空气受热膨胀了。） 二、新课学习 1. 探究空气是否热胀冷缩 问题聚焦：我们知道液体具有热胀冷缩的性质，那么空气是否也有这个性质呢？ 学生做出假设：空气也具有热胀冷缩的性质。 设计实验方案：为了验证我们的假设，我们需要设计一个合理的实验。首先来思考下面几个问题： a. 空气会流动，必须装在容器中。可以用什么容器呢？（生：可以用烧瓶。还可以用密封的塑料袋。） b. 怎样使空气受热或受冷？（生：可以把瓶子放在热水里加热，在冷水里冷却。） c. 空气看不到摸不着，我们如何观察空气有没有发生变化？（生：可以在瓶口套上一个气球，或者使用泡泡液涂在接口处。当空气体积变化时，可以看到气球鼓起来或泡泡的变化。） 交流并完善实验方案：鼓励同学之间相互讨论各自的设计思路，并结合全班的意见形成最优化的实验步骤。 教师提示：确保选择的容器密封性良好，避免因泄漏导致实验失败。 学生分组讨论，提出各自的建议和改进方法。 汇总各组意见，形成最终实验方案。 分组实验： 各小组根据最终确定的方案领取所需材料（烧瓶、气球等），并按照指导开始实施。 在这期间，教师巡视各组情况，及时解答疑难问题。（如有的组遇到无法明显看出气球膨胀情况时可提供进一步建议：确保瓶内外温差足够大；确认装置密封性良好。） 记录现象与数据收集：每组都需认真填写活动手册上的相关表格，记录下每次操作前后观察到的现象及测量的数据值。 教师引导：注意观察气球的变化以及温度变化对气球的影响。 学生记录：详细记录实验过程中气球的变化、温度变化以及任何其他观察到的现象。 整理分析实验数据，总结发现： a. 实验中所有小组均观察到了一些共同点，例如加热时气球逐渐膨胀、冷却后又慢慢收缩。 b. 导致这一系列现象发生的直接因素即是温度的变化。 c. 这些显著特征充分表明气体确实具备随温度升高而体积增大（即扩张）、温度降低则体积减小（即收缩）的物理特性。 得出结论：通过本环节的学习与实践探索，我们已经得出了确凿的结论——气体的确存在热胀冷缩的现象！ 2. 认识生活中的气体热胀冷缩实例 放映PPT展示案例图片，比如夏天自行车轮胎容易爆裂是因为内胎内部气体受热剧烈膨胀超过承受范围从而引发事故；还有就是往暖水壶里加注沸水，壶盖偶尔会自动弹出，也是因为空气受热后体积增大产生的压力推开了盖子。 教师引导：请大家想一想，如果我们在炎热的夏天骑自行车，轮胎为什么容易爆裂？（生：因为高温使得轮胎内的空气受热膨胀，超过了轮胎的承受范围。） 教师继续提问：为什么往保温壶里倒热水时，壶盖有时会自动弹开？（生：因为热量传递使得上方空间内的气体被迅速加热，随着密度下降体积自然增大，产生向外的压力推开壶盖。） 教师补充：这些例子说明了气体热胀冷缩的原理在日常生活中的广泛应用。 组织学生进行讨论：请尝试解释上述例子背后隐藏着怎样的科学道理？ 学生1：夏天太阳直射地面导致路面温度升高，骑行过程中不断摩擦也会让轮胎内温度攀升，因此里面的空气体积变大会给轮胎壁带来巨大张力。 学生2：向保温壶内部注入开水之后，由于热量传递使得上方空间内的气体被迅速加热，随着密度下降体积自然增大，如果此时壶口密闭则会对壶盖产生向外顶的压力使其弹开。 教师总结：同学们的解释非常到位，这些看似平常的生活现象背后蕴含着深刻的物理学知识，即“气体热胀冷缩”的原理，而且它们还广泛应用于各个领域之中。 三、课堂小结 回顾今日所学的知识点：今天我们不仅亲自动手验证了空气具有的热胀冷缩性质，更重要的是学会了如何从简单的事物出发挖掘深藏其中的科学规律。 鼓励思考：希望大家能够继续保持好奇之心去探究更多自然界中有趣的现象！ 学科网（北京）股份有限公司 $$