資源簡介

小學科學教學設計
——物質科學領域
教學指導
1.主要概念（本環節書寫內容可以包含：概念的內容、內容中的關鍵詞、關鍵詞的解析；使用工具有：課程標準、教材、教參、其他素材）
熱脹冷縮：物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮（水例外）。這是由于物體內的粒子(原子)運動會隨溫度改變，當溫度上升時，粒子的振動幅度加大，令物體膨脹;但當溫度下降時，粒子的振動幅度便會減少，使物體收縮。熱脹冷縮是物質的基本屬性之一，在人類的生產生活中經常要利用或應對熱脹冷縮的現象。熱脹冷縮有時是有利的，有時是不利的。
一般來說，氣體熱脹冷縮最顯著，液體其次，固體最不顯著。因為氣體分子之間的引力比液體和固體分子之間的引力小，受溫度的影響就更容易一些。
2.實驗說明（
實驗1：變化的氣球
實驗類型：分組實驗
實驗步驟及現象：將氣球套在燒瓶口上，,確保密封后，先將燒瓶放人盛有熱水的水槽中，可以發現氣球逐漸鼓起來；再將燒瓶放到盛有冷水的水槽中，可以發現氣球癟下去了。
注意事項：瓶口氣球要扎緊
實驗2：移動的液柱
實驗類型：分組實驗
實驗步驟及現象：用有導管的橡膠塞塞住燒瓶口，確保密封，在水平玻璃彎管中有一小段紅色水柱，用雙手緊捂燒瓶，過一會兒看到液柱向遠離燒瓶的一端運動，松手后，液柱向靠近燒瓶方向移動。
注意事項：燒瓶口要密封
實驗3：氣泡實驗
實驗類型：分組實驗
實驗步驟及現象：用有導管的橡膠塞塞住燒瓶口，確保密封后，將導管另一端放水中，用雙手緊捂燒瓶，過一會兒看到水中有氣泡冒出。
注意事項：燒瓶口要密封
說明問題：實驗1、實驗2和實驗3都說明空氣受熱時體積會影脹，遇冷時體積會收縮。
實驗4:銅球鉆鐵環
實驗類型：分組實驗
實驗步驟及現象：先用酒精燈加熱銅球，再用鐵環從底部往上套銅球，會發現銅球受熱膨脹，無法通過鐵環；將受熱后的銅球放入冷水中冷卻后，再用鐵環套一下發現銅球能通過鐵環。
說明問題:固體有熱脹冷縮的性質。
注意事項：用鑷子夾取銅球，以免燙傷。
3.考點說明
①填空題：室外架設的電線，夏天長度會變（ 長 ），冬天長度會變（ 短 ）。
②判斷題：水有熱脹冷縮的性質,空氣有熱脹冷縮的性質,銅和鋼有熱脹冷縮的性質……所有物體都有熱脹冷縮的性質。（ × ）
③選擇題：寧得太緊的塑料瓶打不開時，可以把瓶蓋部分放入（ ），使瓶蓋膨脹，就容易擰開。
A.開水中 B.冷水中 C.都一樣
4.知識關聯（已經學過什么、本節課學習什么、未來學習什么）
已經學過：（1）三年級上冊《物體的形態》①固體，液體和氣體②固體、液體的體積和質量③氣體的體積和質量。空氣具有流動性，受熱時體積膨脹，降溫時體積縮小，沒有固定的體積。（2）溫度計的秘密。
本節課學習：一般物體（大多數氣體、固體、液體）具有熱脹冷縮的性質。
未來學習：熱氣球上升的秘密。
二、教學設計
“生命對話”課堂教學設計
課題 自行車胎為什么爆裂
版本信息 青島版五四制小學科學 年級 三年級
課型 模擬實驗對比實驗概念課科學史 設計者
目標 確立 依據 課標分析 1.課標摘錄 學習內容：加熱或冷卻時物體的體積會發生變化；加熱和冷卻也可以改變某些物質的狀態。 學習目標：描述一般物體具有“熱脹冷縮”的性質。 2.課標分析： 學什么：熱脹冷縮的性質 “熱脹冷縮”是指物體受熱時會膨脹，遇冷時會收縮的特性。 “一般物體”生活中常見的大多數固體，液體，氣體。 ①在炎熱的夏季，自行車胎為什么容易爆裂 ②固體在受熱或遇冷時體積有什么變化 ③找一找生活中物體熱脹冷縮的現象 怎么學： 1.從具體現象與事物的觀察、比較中，提出可探究的科學問題：自行車胎為什么爆裂 2.按照猜想-提出方案-實驗-結論的路徑進行探究實驗。 ①猜想車胎被曬熱時可能出現爆裂現象的原因,以及利用氣球、燒瓶、玻璃管等材料設計實驗、進行探究。 ②探究銅球分別在經酒精燈加熱和經冷水冷卻的情況下能否穿過鐵環。③利用熱水可以使癟了的乒乓球鼓起來和冬、夏兩季電線的松緊程度不同等。 3.結合現象和數據闡釋一般物體具有熱脹冷縮的性質。 4.說一說熱脹冷縮在生活中的應用。 學到什么程度：“描述”基于已有經驗和對知識的理解描述實驗現象及過程。 1.結合生活經驗說一說氣體，固體具有熱脹冷縮的性質。 2.能基于實驗現象分析，概括一般物體具有熱脹冷縮的性質。 3.找一找生活中的熱脹冷縮現象并說一說它的應用原理。 水泥路面破裂、踩扁的乒乓拿熱水燙燙就鼓起來了、電線夏天架設要下垂多些,冬天會繃的較緊、把煮熟的雞蛋放在冷水中浸一浸,蛋就很容易剝開等。
教材分析 教材由三部分組成：第一部分活動準備，提出問題“一般情況下，液體有熱脹冷縮的性質， 氣體、 固體有沒有熱脹冷縮的性質”呢？通過問題引領學生在了解液體有熱脹冷縮的基礎上對氣體、固體進行探究。第二部分活動過程，由三部分組成，①在炎熱的夏季，自行車胎為什么容易爆裂？引導學生分析討論，設計實驗，認識氣體的熱脹冷縮。②固體在受熱或遇冷時體積有什么變化？分別把銅球加熱和放入冷水中是否通過鐵環，認識到銅也有熱脹冷縮的性質， 通過設計其他固體的熱脹冷縮實驗，發現固體也有熱脹冷縮的性質，在此基礎上，發現一般情況下，物體具有熱脹冷縮的性質。③找一找生活中物體熱脹冷縮的現象，用學到的科學知識解決生活問題，解釋生活現象，發現身邊處處有科學。第三部分拓展活動，利用物體熱脹冷縮的性質做一個“小噴泉”。指導學生課后利用物體熱脹冷縮的性質制作自己喜歡的玩具或開展有趣的游戲活動，培養學生的實踐能力和創新精神。 本課通過具體的問題引領學生繼續探究氣體和固體的熱脹冷縮的性質，讓學生感受到科學探究的樂趣，體會到科學就在身邊，科學能為我們解決現實生活中的許多問題，了解到歸納推理的科學研究方法。
學情分析 三年級學生對物體的熱脹冷縮的性質已經有基本的認識，但是對固體的熱脹冷縮現象了解不是很清楚，也很少對生活中這一現象進行歸納總結。自行車胎爆裂是氣體受熱膨脹的結果，這也是學生不清楚的。
學習 目標 1.結合生活經驗說一說氣體，固體具有熱脹冷縮的性質。 2.通過具體實驗發現固體和氣體具有熱脹冷縮的性質。 3.找一找生活中的例子闡釋一般物體具有熱脹冷縮的性質。
教學重難點 重點：知道一般情況下,液體、固體和氣體具有熱脹冷縮的性質。 難點：通過實驗探究知道固體和氣體具有熱脹冷縮的性質。
教學準備 教師準備: (1)多媒體課件。 (2)水槽、帶橡皮塞的直角玻璃彎管、燒瓶、冷水、熱水、氣球、玻璃杯、酒精燈等。 學生準備: (1)尋找生活中熱脹冷縮的現象。 (2)氣球、皮筋、乒乓球、紅墨水等。
信息技術 應用 技術支持：◎問卷星◎影音剪輯◎√課件拼合◎影音錄制◎其他（ ） 認知工具：◎環境創設◎√自主學習探究◎知識建構協同◎情感體驗激勵、其他（ ） 功能支持：◎信息提煉◎√信息分析◎信息評價 ◎邏輯思維訓練◎辯證思維訓練◎辯論◎情境建構 ◎ 其他（ ） 備注：僅勾選核心內容，每項不超過3項。
教學過程
課前預學
復習舊知：水的三態變化 查閱資料：尋找生活中熱脹冷縮的現象。
課中展學
活動一、 在炎熱的夏天，自行車胎為什么容易爆裂？
【教師】請同學們猜測一下,是什么原因導致了輪胎的爆。 【學生】學生猜想假設交流并匯報:烈日炎炎下,自行車胎內的空氣膨脹,自行車多易發生爆裂。 【教師】用什么辦法驗證我們的猜想呢 【學生】交流、討論并設計實驗。 實驗1：將氣球套在燒瓶口上，,確保密封后，先將燒瓶放人盛有熱水的水槽中，可以發現氣球逐漸鼓起來；再將燒瓶放到盛有冷水的水槽中，可以發現氣球癟下去了。 實驗2：用有導管的橡膠塞塞住燒瓶口，確保密封，在水平玻璃彎管中有一小段紅色水柱，用雙手緊捂燒瓶，過一會兒看到液柱向遠離燒瓶的一端運動；松手后，液柱向靠近燒瓶方向移動。 實驗3：用有導管的橡膠塞塞住燒瓶口，確保密封后，將導管一端放水中，用雙手緊捂燒瓶，過一會兒看到水中有氣泡冒出；松手后，不再產生氣泡。 【學生】學生匯報：空氣受熱時體積會影脹，遇冷時體積會收縮。 【學生】學生解釋自行車胎爆裂的原因。 【教師】我們通過實驗發現氣體受熱時體積影脹,遇冷時體積縮小，氣體具有熱脹冷縮的性質。 評價任務
1.結合生活經驗說一說氣體，固體具有熱脹冷縮的性質。 2．猜想車胎被曬熱時可能出現爆裂現象的原因 3．利用氣球、燒瓶、玻璃管等材料設計實驗、進行探究。
活動二、固體在受熱或過冷時體積有什么變化
【教師】通過實驗，我們知道了氣體有熱脹冷縮的性質。現在,老師給大家表演個魔術，請同學們仔細觀察，看看有什么發現。 (演示實驗:教師將完整電路做成暗箱，用酒精燈加熱電路開關的某個金屬元件，使其受熱膨脹以連接電路,小電珠發亮。撤掉酒精燈后,小電珠又滅了。) 【學生】學生猜測：固體也有熱脹冷縮的性質嗎？ 我們的猜想到底對不對呢 固體是不是也像氣體一樣有熱脹冷縮的性質呢 讓我們一起設計實驗驗證一下吧。 【學生】(學生設計實驗驗證猜想) 學生匯報：先用酒精燈加熱銅球，再用鐵環從底部往上套銅球，會發現銅球受熱膨脹，無法通過鐵環；將受熱后的銅球放入冷水中冷卻后，再用鐵環套一下發現銅球能通過鐵環。 【教師、學生】師生得出結論:固體有熱脹冷縮的性質。 【教師】教師解釋之前演示實驗的原理：金屬受熱膨脹后會連接電路，小電珠亮了；冷卻之后電路斷開，小電珠滅了。 認識一般物體熱脹冷縮的性質。 【教師】我們已經知道液體、氣體、固體都有熱脹冷縮的性質。根據這個事實，同學們有什么進一步的想法？能不能用一句概括性的話說明這個規律？ (學生回答) 【教師、學生】師生小結：一般情況下，物體(液體、固體、氣體)具有熱脹冷縮的性質。 【教師】教師播放生活中一些液體熱脹冷縮現象的視頻,使學生進一步加深對液體這一性質的理解。 評價任務
1.猜想銅球分別在經酒精燈加熱和經冷水冷卻的情況下能否穿過鐵環。 2.設計實驗方案。 3.進行探究實驗，觀察實驗現象，做詳細記錄。 4.描述實驗現象并解釋現象背后的原因。 5.比較，分析，概括得出結論。
活動三、找一找生活中的熱脹冷縮現象
觀察利用熱水可以使癟了的乒乓球鼓起來和冬、夏兩季電線的松緊程度不同的情景。讓學生認識到科學與生活的關系,引導學生運用學到的知識解釋生活現象,解決生活問題。 評估任務
1.能夠找到生活中更多的有關物體熱脹冷縮的現象。 2.解釋應用原理。
活動四：（拓展活動）
利用熱脹冷縮的性質，進行有趣的制作，培養學生的實踐能力和創新精神。 1.利用熱脹冷縮的性質制作一個“小噴泉”。 2.兩個煮熟的雞蛋,一個放入冷水中，另一個靜置。過一段時間給兩個雞蛋剝皮，觀察哪個雞蛋的蛋殼更好剝，嘗試解釋其中蘊含的科學道理。
課后延學 找一找熱脹冷縮現象在生活中應用的例子，寫一份調查報告。
知識圖示或思維導圖
教學反思 目標——問題——歸因——改進： 目標：目標能否達成？ 問題:1.實驗過程是否有待進一步優化？2.學生活動是否可以設計得更有趣味性？ 歸因：評估任務和評價指標設計得是否具體，明確？ 改進：學習單是否需要進一步優化？
三、當堂檢測
1．基礎訓練
(1)填空題
①空氣受熱時體積會( ）,遇冷時體積會( ),這說明空氣有（ ）的性質。
②一般情況下（ ）、（ ）、（ ）都具有熱脹冷縮的性質。
③ 鐵路上的鋼軌是一段一段的，接頭的地方都有一定的空隙，其目的是（ ）。
④固體、液體、氣體熱脹冷縮的程度（ ），在相同情況下，（ ）受熱膨脹的體積變化的最明顯，（ ）受熱膨脹的體積變化的較明顯，（ ）受熱膨脹體積變化的最不明顯。
(2)判斷下列說法是否正確,對的畫"V",錯的畫“X"。
①物體熱脹冷縮的性質對人們的生活有害無益。
②因為任何物體都有熱脹冷縮的性質,所以破了的乒乓球用熱水燙一下也可以鼓
③用厚一點的玻璃杯可以減小冬天倒開水時杯子破裂的概率。
(3)選擇正確答案的序號填在括號里。
①自行車爆胎多發生在( )。
A.春季
B.夏季
C.冬季
②下列選項中,不屬于物體熱脹冷縮現象的是( )。
A.夏天路面鼓脹
B.冬天玻璃瓶裝熱水時破裂
C.冬天水面結冰
2.操作練習
（1）選擇題
①做空氣熱脹冷縮的實驗時,裝空氣的容器應該是( )的。
A.密封
B.敞口
C.都可以
②在空氣熱脹冷縮的實驗中，把氣球套在瓶口上的作用是（ ）。
A、為了吹大氣球 B、密封瓶子 C、借助氣球發現瓶內空氣體積的變化
③寧得太緊的塑料瓶打不開時，可以把瓶蓋部分放入（ ），使瓶蓋膨脹，就容易擰開。
A.開水中 B.冷水中 C.都一樣
（2）探究題
設計實驗，探究空氣具有熱脹冷縮的性質
3.聯系生活
我們生活中還有哪些地方用到了熱脹冷縮的原理？
參考答案：
1.基礎訓練
（1）填空題
①變大，變小，熱脹冷縮②固體，液體，氣體③防止熱漲冷縮造成鐵路損壞,引起交通事故
④不同，氣體，液體，固體
（2）判斷題
①×②×③×
（3）選擇題
①B②C
2.操作練習
（1）選擇題①A②C③A
（2）探究題
用一塊薄的橡皮膜松松地蒙在鐵制罐頭瓶口，用細線扎緊。將瓶底烘烤，這時橡皮膜會向外鼓出。
3.聯系生活
我們生活中還有哪些地方用到了熱脹冷縮的原理？
水泥路面破裂、踩扁的乒乓拿熱水燙燙就鼓起來了、電線夏天架設要下垂多些,冬天會繃的較緊、把煮熟的雞蛋放在冷水中浸一浸,蛋就很容易剝開等。
四、附錄：
實驗探究單
名稱 實驗1：變化的氣球
猜想
實驗方案
實驗現象
結論
名稱 實驗2：移動的液柱
猜想
實驗方案
實驗現象
結論
名稱 實驗3：神秘的氣泡
猜想
實驗方案
實驗現象
結論
名稱 實驗4：銅球鉆鐵環
猜想
實驗方案
實驗現象
結論

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