《固体也会热胀冷缩吗》（教学设计）-2025-2026学年人教鄂教版科学三年级下册

2025-2026学年人教鄂教版（新教材）小学科学三年级下册《固体也会热胀冷缩吗》教学设计 1、 教材分析 《固体也会热胀冷缩吗》是人教鄂教版小学科学三年级下册第四单元《加热与冷却》的课文，承接“液体的热胀冷缩”相关知识，既是对热胀冷缩现象的延伸与拓展，也是后续学习“气体热胀冷缩”“热胀冷缩的应用”的重要基础。教材贴合新教材“做中学、学中思、学用结合”的核心理念，以生活中常见的固体物品为探究对象，采用“提出问题—猜想假设—实验探究—得出结论—应用拓展”的探究流程，通过图文结合的方式，直观呈现实验器材、实验步骤和现象，注重引导学生通过动手实验、观察分析、合作交流，验证“固体是否会热胀冷缩”的猜想，培养科学探究能力。教材内容贴近三年级学生生活实际，选取铁钉、铜球、钢尺等易获取、易操作的固体材料，兼顾知识性与实践性，既落实科学核心素养要求，又渗透“从现象到本质”的科学思维方法，让学生体会科学与生活的密切联系，符合新教材对小学中段科学教学“启蒙性、探究性、生活化”的定位。 2、 核心素养教学目标 （1） 科学观念 1. 知道固体在受热时会膨胀、遇冷时会收缩，明确固体也具有热胀冷缩的性质。 2. 能结合生活实例，了解固体热胀冷缩现象在生活中的简单应用，建立“物质受热、遇冷会发生变化”的基础认知。 （2） 科学思维 1. 能根据已有的“液体热胀冷缩”知识，猜想固体是否会热胀冷缩，培养初步的猜想与假设能力。 2. 能通过观察实验现象、分析实验数据，归纳出固体热胀冷缩的性质，尝试解释生活中的固体热胀冷缩现象，培养初步的观察分析、归纳推理能力。 （3） 科学探究 1. 能在教师指导下，规范完成铜球热胀冷缩、钢尺热胀冷缩等实验操作，学会使用酒精灯、烧杯、三脚架等简单实验器材。 2. 能主动参与小组合作探究，积极思考、大胆提问，如实记录实验现象，体验科学探究的基本过程，学会合作交流与分享。 （4） 态度责任 1. 激发对热现象的好奇心和探究兴趣，培养认真观察、如实记录、严谨细致的科学态度，体会科学探究的乐趣。 2. 认识到科学知识源于生活、用于生活，愿意关注生活中的科学现象，主动思考科学现象背后的原理，培养运用科学知识解决实际问题的意识，树立“科学服务于人类”的观念。 3、 教学重难点 （1） 教学重点 1. 通过实验探究，认识到固体具有热胀冷缩的性质。 2. 能规范完成铜球热胀冷缩、钢尺热胀冷缩的实验操作，如实观察并记录实验现象。 （2） 教学难点 1. 理解固体热胀冷缩现象的本质，能结合实验现象归纳出固体热胀冷缩的性质。 2. 能联系生活实际，解释常见的固体热胀冷缩现象，将科学知识与生活应用结合起来。 4、 教学过程 （1） 导入新课：情境激趣，提出问题 1. 情境呈现：教师出示提前准备好的实验器材（铜球、铁圈、酒精灯、钢尺），以及教材封面和内页的固体热胀冷缩相关图片，提问：“同学们，上节课我们学习了液体的热胀冷缩，知道水、牛奶等液体受热会膨胀、遇冷会收缩。那我们身边的固体，比如铁钉、铜球、钢尺，它们受热或遇冷时，会不会也发生类似的变化呢？我们今天就一起走进科学课堂，探究《固体也会热胀冷缩吗》这个问题。” 2. 师生互动： （1） 师：“上节课我们观察到，水受热时水面会上升，遇冷时水面会下降，这是液体的热胀冷缩现象。那大家猜想一下，固体会不会也有这样的现象？” （2） 生自由发言（预设：会，因为冬天的水管会冻裂，可能是水结冰体积变大，但固体不知道；不会，固体看起来很硬，受热遇冷应该不会变；可能有的固体有，有的没有）。 （3） 师：“大家的猜想都很有道理！科学讲究证据，要知道固体到底会不会热胀冷缩，我们不能只靠猜想，还需要通过实验来验证。今天我们就通过两个简单的实验，一起来寻找答案。” 3. 设计意图：结合上节课“液体热胀冷缩”的知识，通过情境提问、猜想假设，调动学生已有的知识经验，自然引出本节课的核心问题；激发学生的探究兴趣，引导学生树立“猜想需要实验验证”的科学观念，为后续实验探究铺垫。 （2） 探究新知一：实验探究一——铜球的热胀冷缩 1. 教材内容讲解：引导学生打开教材，观察教材中“铜球热胀冷缩实验”的图文内容，明确实验目的的是验证铜球（固体）是否会热胀冷缩，实验器材包括铜球、铁圈、酒精灯、三脚架、石棉网、冷水、烧杯，实验步骤分为三步：第一步，先将铜球放在铁圈上，观察铜球能否顺利通过铁圈；第二步，用酒精灯加热铜球，加热一段时间后，再将铜球放在铁圈上，观察铜球能否通过铁圈；第三步，将加热后的铜球放入冷水中冷却，冷却后再放在铁圈上，观察铜球能否通过铁圈。教材强调，加热时要注意安全，酒精灯使用要规范，实验过程中要认真观察、如实记录现象。 2. 师生互动： （1） 师：“请大家认真阅读教材中的实验步骤，和同桌一起讨论，这个实验我们要观察什么？每个步骤有什么注意事项？” （2） 生同桌讨论后，全班交流，教师结合教材内容逐一讲解注意事项，重点强调酒精灯的使用规范：“酒精灯要用火柴点燃，不能用燃着的酒精灯引燃另一个；加热时，要用酒精灯的外焰加热铜球，不能用手触摸加热后的铜球，以免烫伤；加热结束后，要用灯帽盖灭酒精灯，不能用嘴吹灭。” （3） 教师示范：结合教材步骤，现场示范实验操作，边示范边讲解，重点展示铜球加热前、加热后、冷却后能否通过铁圈的观察要点，提醒学生注意观察铜球的变化（肉眼虽看不到明显体积变化，但通过能否通过铁圈可以判断）。 （4） 学生分组实验：生分组进行实验操作，每组发放一套实验器材，教师巡视指导，及时纠正不规范操作，如“用内焰加热”“用手触摸铜球”“酒精灯使用不当”等，对操作不熟练的学生进行个别指导，确保每位学生都能参与实验，认真观察实验现象。 （5） 师：“请大家认真记录实验现象，填写下面的实验记录表（结合教材实验要求设计）：” 实验步骤 实验现象（铜球能否通过铁圈） 我的发现 加热前 加热后 冷却后 （6） 实验交流：师：“谁来分享一下你们小组的实验现象和发现？”（预设：加热前，铜球能顺利通过铁圈；加热后，铜球不能通过铁圈；冷却后，铜球又能顺利通过铁圈） （7） 师：“为什么加热后的铜球不能通过铁圈，冷却后又能通过了呢？”（引导学生思考，教师补充讲解：铜球受热时，体积会变大，所以不能通过铁圈，这是“热胀”；铜球遇冷时，体积会变小，所以又能通过铁圈，这是“冷缩”，说明铜球具有热胀冷缩的性质）。 3. 设计意图：以教材实验为核心，通过“读教材—讨注意—看示范—动手做—交流总结”的流程，层层递进，帮助学生掌握实验操作方法；让学生在实验中观察、记录、思考，直观感受铜球的热胀冷缩现象，初步建立“固体具有热胀冷缩性质”的认知，同时培养学生的动手操作能力和严谨的科学态度，落实“科学探究”核心素养。 （3） 探究新知二：实验探究二——钢尺的热胀冷缩 1. 教材内容讲解：引导学生阅读教材中“钢尺热胀冷缩实验”的图文内容，明确该实验的目的是进一步验证固体的热胀冷缩性质，实验器材包括钢尺、铁架台、酒精灯、石棉网、冷水、烧杯、细线，实验步骤分为三步：第一步，将钢尺用细线固定在铁架台上，让钢尺的一端悬空，在悬空端下方放一个小纸条（或小棋子），使钢尺的末端刚好接触纸条；第二步，用酒精灯加热钢尺的中间部分，观察纸条的变化；第三步，停止加热，用冷水喷洒钢尺，观察纸条的变化。教材提示，实验时要注意加热安全，观察时要集中注意力，重点关注钢尺的微小变化。 2. 师生互动： （1） 师：“刚才我们通过实验发现铜球具有热胀冷缩的性质，那其他固体也会这样吗？我们再用钢尺来做一个实验，进一步验证我们的发现。请大家结合教材步骤，说说这个实验的关键是什么？” （2） 生自由发言，教师总结：“这个实验的关键是观察加热和冷却时，钢尺的长度是否发生变化，而这种变化比较微小，我们可以通过纸条的移动来判断——如果钢尺变长，会推动纸条移动；如果钢尺变短，会离开纸条。” （3） 教师示范：结合教材步骤，现场示范实验操作，边示范边讲解，重点强调：“钢尺要固定牢固，悬空端要水平；加热时，酒精灯外焰要对准钢尺中间，不要集中在一点加热；观察时，要注意纸条的变化，及时记录。” （4） 学生分组实验：生分组进行实验操作，教师巡视指导，提醒学生注意安全，认真观察实验现象，如实填写实验记录表（结合教材要求设计）： 实验步骤 实验现象（纸条的变化） 我的发现 加热前 钢尺末端刚好接触纸条 钢尺长度不变 加热时 冷却后 （5） 实验交流：师：“请大家分享一下你们的实验现象，加热时纸条发生了什么变化？冷却后又发生了什么变化？”（预设：加热时，纸条被钢尺推动，说明钢尺变长了；冷却后，纸条回到原来的位置，说明钢尺变短了） （6） 师：“这个实验现象和铜球实验的现象一样吗？这说明什么？”（引导学生回答：一样，说明钢尺也具有热胀冷缩的性质） （7） 师：“我们通过铜球和钢尺两个实验，都观察到了热胀冷缩的现象，那是不是所有的固体都会热胀冷缩呢？”（结合教材提示，简单补充：大多数固体都会热胀冷缩，但也有少数固体例外，比如锑和铋，它们受热时会收缩、遇冷时会膨胀，这是特殊情况，我们三年级暂时不需要深入研究）。 3. 设计意图：通过第二个实验，进一步验证固体的热胀冷缩性质，让学生感受到实验探究的严谨性——单一实验不能得出普遍结论，需要多次实验、多种材料验证；引导学生观察微小变化，培养学生细致的观察能力；同时补充特殊情况，拓宽学生的知识面，避免绝对化认知，落实“科学思维”核心素养。 （4） 探究新知三：生活中的固体热胀冷缩现象 1. 教材内容讲解：引导学生观察教材中“生活中的固体热胀冷缩现象”的图文内容，教材呈现了三个典型实例：一是铁路钢轨之间的缝隙，二是桥梁上的伸缩缝，三是玻璃瓶盖打不开时，用热水烫一烫就能打开。教材通过这些实例，引导学生将实验探究得出的科学知识与生活实际结合起来，理解固体热胀冷缩现象的应用价值。 2. 师生互动： （1） 师：“请大家认真观察教材中的图片，结合我们今天学到的知识，说说这些图片展示的是什么现象？为什么会出现这样的现象？” （2） 生分组讨论，每组选择一个实例进行分析，教师巡视指导，引导学生结合固体热胀冷缩的性质进行解释。 （3） 全班交流： 1 师：“铁路钢轨之间为什么要留缝隙？”（引导学生回答：夏天温度高，钢轨受热会膨胀，如果不留缝隙，钢轨会相互挤压、变形，甚至弯曲；冬天温度低，钢轨遇冷会收缩，缝隙会变大，这样就能保护钢轨，防止损坏）。 2 师：“桥梁上的伸缩缝有什么作用？和钢轨的缝隙原理一样吗？”（引导学生回答：原理一样，桥梁也是固体，受热会膨胀、遇冷会收缩，伸缩缝能给桥梁的膨胀和收缩留出空间，防止桥梁因热胀冷缩而损坏）。 3 师：“玻璃瓶盖打不开时，用热水烫一烫就能打开，这是为什么？”（引导学生回答：玻璃瓶盖和瓶子都是固体，用热水烫一烫，瓶盖受热会膨胀，体积变大，就容易从瓶子上拧下来了）。 （4） 案例拓展：师：“除了教材中的这些例子，大家在生活中还见过哪些固体热胀冷缩的现象？”（预设：冬天的水管冻裂，是因为水管里的水结冰体积变大，但水管是固体，遇冷收缩，承受不住冰的压力而破裂；夏天电线会变得下垂，是因为电线受热膨胀，长度变长；冬天钢笔里的墨水会冻住，是因为墨水遇冷收缩，同时钢笔外壳也会收缩，导致墨水无法流出）。 （5） 师：“这些生活中的现象，都能用我们今天学到的‘固体热胀冷缩’的知识来解释，这说明科学知识就在我们身边，只要我们认真观察，就能发现更多科学奥秘。” 3. 设计意图：结合教材实例，引导学生将科学知识与生活实际结合起来，理解固体热胀冷缩现象的应用价值；通过案例拓展，调动学生的生活经验，让学生感受到科学与生活的密切联系，培养学生运用科学知识解释生活现象的能力，突破“知识应用”的教学难点，落实“科学观念”和“态度责任”核心素养。 （5） 课堂巩固：回顾总结，强化应用 1. 师生互动： （1） 师：“今天我们学习了《固体也会热胀冷缩吗》，谁来说一说，我们通过哪两个实验验证了固体的热胀冷缩性质？实验现象分别是什么？”（生回顾回答，教师结合实验内容，简单补充，强化记忆）。 （2） 师：“固体热胀冷缩的性质是什么？”（引导学生回答：固体受热时体积会膨胀，遇冷时体积会收缩）。 （3） 师：“生活中有哪些固体热胀冷缩的现象？请举例说明，并解释原因。”（生自由发言，教师及时纠正和补充，帮助学生巩固知识应用）。 （4） 小游戏：“判断对错，说明理由”，教师说出相关说法，学生举手判断对错，并说明理由： 1 所有固体都会热胀冷缩。（错，大多数固体都会，少数固体例外，比如锑和铋） 2 铜球加热后体积变大，冷却后体积变小，这是铜球的热胀冷缩现象。（对，符合固体热胀冷缩的性质） 3 铁路钢轨之间不留缝隙，也不会损坏。（错，夏天钢轨受热膨胀，会相互挤压变形） 4 用热水烫玻璃瓶盖，是利用了固体热胀冷缩的性质，让瓶盖更容易打开。（对，瓶盖受热膨胀，体积变大） 2. 设计意图：通过回顾提问、小游戏等形式，巩固本节课的核心知识点，强化学生对固体热胀冷缩性质的记忆；让学生在判断对错、说明理由的过程中，进一步理解知识点，提高知识应用能力，同时活跃课堂气氛，让学生在轻松的氛围中巩固所学。 5、 小结 本节课我们结合人教鄂教版教材内容，学习了《固体也会热胀冷缩吗》的相关知识，通过铜球热胀冷缩、钢尺热胀冷缩两个实验，验证了“大多数固体具有热胀冷缩的性质”这一结论，即固体受热时体积会膨胀，遇冷时体积会收缩。我们还了解了生活中很多固体热胀冷缩的现象，知道了这些现象背后的科学原理，体会到了科学知识与生活的密切联系。 通过本节课的实验探究，我们不仅学会了科学知识，还锻炼了动手操作能力、观察分析能力和合作探究能力，养成了认真观察、如实记录、严谨细致的科学态度。希望同学们课后能继续关注生活中的科学现象，主动用所学的科学知识解释这些现象，积极参与科学探究活动，感受科学的魅力，培养自己的科学素养，为后续学习更多科学知识打下坚实的基础。同时，也要记住实验安全规范，在安全的前提下，探索更多科学奥秘。 学科网（北京）股份有限公司 $