2.10 固体的热胀冷缩（教学设计）科学湘科版三年级上册（新教材）

湘科版（2024年）科学三年级上册教学设计 课题 2.10 固体的热胀冷缩 课型 新授课 教学目标 科学观念：知道固体和液体、气体一样具有热胀冷缩的性质，能举例说明生活中固体热胀冷缩的现象，建立物质热胀冷缩的完整认知体系。​ 科学思维：通过分析铜球、金属丝实验现象，理解“转换观察法”，培养从实验现象推导科学结论的逻辑思维，提升分析和解决问题的能力。​ 探究实践：能规范操作铜球、金属丝热胀冷缩实验，正确使用酒精灯，准确观察记录实验现象，掌握借助工具放大微小变化的实验方法。​ 态度责任：树立安全实验的意识，养成严谨观察、如实记录的科学态度，体会固体热胀冷缩性质在生活中的应用价值，激发探究物质性质的兴趣。 教学重难点 重点：通过铜球、金属丝实验得出固体热胀冷缩的性质，识别生活中固体热胀冷缩的现象，理解“转换观察法”在实验中的应用。 难点：规范使用酒精灯完成实验操作，准确分析实验现象并推导固体热胀冷缩的结论，理解固体热胀冷缩性质在工程设计中的应用原理。 教学过程 环节一、问题与假设 1.情境导入：展示2022年欧洲热浪导致英国铁轨膨胀弯曲的新闻图片，提问：“同学们，2022年夏天欧洲遭遇高温，英国铁轨出现膨胀甚至弯曲的情况，火车不得不减速。大家想一想，铁轨为什么会膨胀和弯曲呢？”​ 2.引导学生结合之前学过的液体、气体热胀冷缩知识，大胆猜想，如“铁轨受热后体积变大了”“固体也可能和液体、气体一样，受热会膨胀”等，为后续实验探究铺垫。 环节二、探究与实践 1.铜球热胀冷缩实验.​ （1）提出问题与设计方案：“我们用铜球来探究固体是否热胀冷缩，大家思考两个问题：用什么加热和冷却铜球？怎样检测铜球体积有没有变化？” （2）学生讨论后，确定方案：用酒精灯加热铜球，用铜环检测铜球能否通过（判断体积变化）；用冷水冷却加热后的铜球，再次用铜环检测。​ （3）安全提示：教师强调酒精灯使用规范：①酒精灯旁放湿抹布备用；②酒精量控制在 1/4 到 2/3 之间；③禁止两盏酒精灯相互点燃，禁止向燃着的酒精灯加酒精；④必须用灯帽熄灭，不能用嘴吹。​ （4）分组实验与记录：学生分组实验：①加热前，观察铜球能否顺利通过铜环，记录现象；②用酒精灯外焰加热铜球 3-5 分钟，停止加热后，立即用铜环检测，记录现象；③将加热后的铜球放入冷水中冷却，冷却后再用铜环检测，记录现象。教师巡视，纠正不规范操作。​ （5）初步结论：各小组汇报实验现象（加热后铜球不能通过铜环，冷却后能通过），引导学生推理：铜球受热后体积变大，遇冷后体积变小，初步推测固体可能具有热胀冷缩性质。​ 2.金属丝热胀冷缩实验​ （1）实验介绍：展示实验装置（金属丝左端固定，右端连可转动指针），提问：“我们用这个装置探究其他金属是否热胀冷缩。用酒精灯加热金属丝，观察指针角度变化，大家想一想，指针偏转方向和金属丝长度有什么关系？” 学生推测：指针向右偏转，说明金属丝变长；向左偏转，说明金属丝变短。​ （2）分组实验：提供铁丝、铜丝、铝丝，学生分组选择不同金属丝进行实验：①记录加热前指针的初始位置；②用酒精灯加热金属丝，观察并记录指针偏转方向；③停止加热，待金属丝冷却，观察指针是否回到初始位置。​ （3）分析讨论：引导学生围绕问题讨论：①实验中，不同金属丝加热后出现了哪些相同变化？（指针均向右偏转，冷却后回到原位）②引起变化的实验条件是什么？（温度变化，受热）③这些变化说明了什么？（其他金属也具有热胀冷缩性质）​ 3.总结结论：结合铜球和金属丝实验，教师明确：固体与液体、气体一样，也具有热胀冷缩的性质。同时展示生活中固体热胀冷缩现象（水泥路面留缝、高压电线冬天绷紧），加深学生理解。 环节三、拓展与迁移 1.举例分享：“生活中还有哪些固体热胀冷缩的例子呢？” 鼓励学生结合生活经验举例，如 “夏天汽车轮胎的金属轮毂受热膨胀，冬天收缩”“温度计的玻璃泡（固体）也会热胀冷缩，但主要利用液体性质”“煮熟的鸡蛋放入冷水中，蛋壳与蛋白因热胀冷缩程度不同，更容易剥壳” 等。​ 2.应用分析：针对学生举例，简要分析固体热胀冷缩性质的应用或避免其危害的方法，如 “水泥路面留缝是为了防止夏天受热膨胀导致路面开裂”，让学生体会科学知识与生活、工程的联系。​ 3.播放视频 环节四、反思与评价 1.方法回顾：“实验中，我们用什么方法观察到铜球和金属丝受热后体积膨胀的？” 引导学生回答：观察铜球能否通过铜环（借助铜环检测体积变化）、观察指针偏转（借助指针放大金属丝长度变化）。​ 2.方法讲解：这种借用工具或转换观察对象，将难以观察的微小变化放大的方法，称为‘转换观察法’。​ 3.学生互评：以小组为单位，从“科学观念”“科学思维”“探究实践”三个方面进行互评，教师对表现优秀的小组给予肯定。 环节五、巩固与练习 1.选择题​ （1）英国铁轨在高温下膨胀弯曲，主要是因为固体具有（ ）性质​ A. 热胀冷缩 B. 导电性 C. 延展性​​ （2）检测铜球受热后体积是否变化，我们常用的工具是（ ）​ A. 酒精灯 B. 铜环 C. 温度计​ （3）用金属丝实验时，指针向右偏转，说明金属丝（ ）​ A. 变短 B. 变长 C. 体积不变​ （4）下列现象中，利用固体热胀冷缩性质的是（ ）​ A. 水泥路面留缝 B. 高压电线冬天绷紧 C. 煮熟的鸡蛋浸冷水易剥壳​ 2.填空题​ （1）固体与（ ）、（ ）一样，都具有热胀冷缩的性质。​ （2）实验中，我们借助铜环检测铜球体积变化，借助指针观察金属丝长度变化，这种方法叫（ ）。​ （3）熄灭酒精灯时，必须用（ ），坚决不能用嘴吹熄。​ （4）水泥路面留缝是为了防止夏天固体受热（ ），导致路面开裂。​ 3.判断题​ （1）只有铜球具有热胀冷缩性质，铁丝、铝丝没有。（ ）​ （2）用酒精灯加热铜球时，要用外焰加热，因为外焰温度最高。（ ）​ （3）金属丝受热后指针向右偏转，冷却后指针会回到初始位置。（ ）​​ （4）高压电线冬天绷紧，夏天松弛，这与固体热胀冷缩无关。（ ）​ （5）向燃着的酒精灯内添加酒精，只要小心操作就不会有危险。（ ） 板书设计 2.10 固体的热胀冷缩​ 问题：高温下铁轨为何膨胀弯曲？→ 猜想固体热胀冷缩​ 实验探究：​ 铜球实验：加热→不能过铜环（体积胀）；冷却→能过（体积缩）​ 金属丝实验：加热→指针右偏（长度长）；冷却→指针回位（长度缩）​ 结论：固体（与液体、气体）具有热胀冷缩性质​ 作业设计 回家后，观察家里的金属物品（如菜刀、铁锅）在使用（受热）和冷却后是否有细微变化，或寻找其他固体热胀冷缩现象。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $