資源簡介

教學設計
課題 第八課 固體也熱脹冷縮嗎
學科 科學 教材： 人教版 年級 四年級上
教學分析
《固體也熱脹冷縮嗎》在《課標》中屬于物質科學領域。 課標中涉及的主要概念是：6.3.熱可以改變物質的狀態，以不同方式傳遞，熱是人們常用的 一種能量表現形式。具體的學習內容為：6.3.2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。3-4年級的學習目標為：指導一般物體具有“熱脹冷縮”的性質。 本課是人民教育出版社《科學》四年級上冊第三單元《加熱與冷卻》中的第2課。第一課學 生初步建構了液體都具有熱脹冷縮的性質這個概念。這節課將組織他們用實驗的方式繼續探究固 體是否也有熱脹冷縮的性質。本課之后是《熱空氣》,遷移前面液體、固體熱脹冷縮性質的研究方 法，繼續自主探究空氣受熱會怎么樣。本單元，通過三課的學習，幫助學生歸納概括一般物體有 熱脹冷縮性質的概念。 本課主要培養的思維方法為分析、比較和歸納，選取的重點活動是：“銅球會有熱脹冷縮性質 嗎”、“其它金屬棒會有熱脹冷縮性質嗎”。每次探究活動，學生都要經歷“基于已有經驗做出假設、 通過實驗獲取實證、交流分析實證、歸納總結得出結論”的過程。搜集證據時利用轉化法將不易 觀察到的現象清晰顯現出來，再通過分析、比較加熱與冷卻銅球、金屬棒時出現的相關現象，歸 納概括一般金屬有熱脹冷縮的性質。以此為基礎，啟發學生提出其他種類的固體是否有熱脹冷縮 的性質這樣的問題，鼓勵學生用實驗、舉例、查閱資料等方法獲取實證，最終歸納總結：一般固 體也有熱脹冷縮性質的結論。
教學目標(內容框架)
科學概念：基于科學實驗，描述固體有熱脹冷縮的性質。 科學探究：基于對液體熱脹冷縮的認識，推理和論證固體也有熱脹冷縮的性質。 科學態度：學生在交流活動中愿意傾聽和分享信息。在好奇心的驅使下，對探究物體熱脹冷縮的性 質表現出探究興趣。 科學、技術、社會與環境目標：舉例說出人們在日常生產生活中，充分利用固體“熱脹冷縮”性質 的實例。 教學重點：基于科學實驗，描述固體有熱脹冷縮的性質。 教學難點：基于對液體熱脹冷縮的認識，推理和論證固體也有熱脹冷縮的性質。 教學準備： (一)教師準備 銅球、金屬環、酒精燈、火柴、一杯水，1份。 (二)學生準備 學生活動手冊、簡單電路、鐵架臺、酒精燈、火柴、鋁棒、鐵棒、銅棒、黑袋子。
教學流程示意(可選項)
教學過程(表格描述)
教學 階段 教師活動 學生活動 設置意圖
創設 情境 提出 問題 1.出示銅球(鐵環握在手里不給學生看 到),提問：我們已經知道了液體一般 有熱脹冷縮的性質，銅球是固體，固體 也會熱脹冷縮嗎 (出示課題：固體也 熱脹冷縮嗎) 2.你的觀點和理由是什么 預設：學生根據液體熱 脹冷縮的認識，提出對 固體的看法。 預設：學生可能認為固體的形狀是固定的不會熱脹冷縮；也可能從課外書等途徑聽說過固體可以熱脹冷縮。 讓學生發表各自的觀點和 理由。意在充分發掘學生 已有相關經驗，為新課教 學奠定基礎。
科學 實踐 (一)探究銅球熱脹冷縮的性質 1.假如銅球(貼：銅球)有熱脹冷縮的 性質，那么銅球遇熱和受冷后(貼), 將會出現怎么樣的變化 (2-3人回答) 如果銅球沒有熱脹冷縮的性質，那么 受熱和遇冷以后，將會出現怎么樣的變 化 (2 - 3人) 2.如果銅球熱脹冷縮的變化是微小的， 用肉眼分辨不出來，怎么辦 3.學生思考后，教師打開握在手里的鐵 環，常溫下，銅球恰好通過鐵環。想一 想。如何利用這個裝置，幫助我們比較 銅球體積微小的變化 另外，如何給銅 球加熱 如何讓銅球冷卻 小組討論。 4.學生匯報實驗方法：哪個小組來說一 說，你們想到了什么辦法 5.完成活動手冊的預測：加熱和冷卻銅球后，能否通過鐵環呢 把你的預測記 錄在表格的第一列。 6.教師演示加熱銅球的實驗。(提示： 注意安全，不能用手觸碰銅球，以免燙傷)一邊等待加熱一邊說一說預測情況。 7.討論：你觀察到了那些現象 這說明了什么 教師根據學生的匯報適時板書(貼：不 通過，體積脹大)。 8.演示冷卻：現在我們把銅球放入水中 冷卻，冷卻后銅球會怎么樣 假如銅球 會遇冷體積縮小，我們會看到什么 (貼：能通過，體積縮小) 9.誰能把這個實驗過程連起來說一 說 10.通過加熱與冷卻銅球，你有什么發 現 (貼：熱脹冷縮) (二)探究其他金屬熱脹冷縮的性質 1.我們觀察到了銅球可以熱脹冷縮，銅 棒(貼：銅棒)可以熱脹冷縮嗎 2.鐵、鋁等其他金屬也有熱脹冷縮的性 質嗎 展示鐵棒、鋁棒(貼：鋁棒、鐵 棒),我們能想個巧妙的辦法觀察嗎 3.出示：簡單電路，金屬受熱與冷卻后 體積變化是微小的，肉眼難以直接觀 察，剛才我們借助鐵環來比較銅球體積 的變化，現在能不能將金屬棒接入簡單 電路中，借助小燈泡的亮滅，來判斷 4.出示電路實驗裝置講解：將鋁、鐵等 金屬棒，固定在支架上，分別接入電路 中，代替開關，如果兩種金屬棒緊緊貼 在一起，那么電路聯通，小燈泡亮，如 果兩條金屬棒分開一點，電路斷開，小 燈泡滅。 實驗時：我們先讓金屬棒分開一定距 離，對著其中一邊加熱，如果有熱脹冷 縮的性質，那么……,如果不能熱脹冷 縮，那么 …… 5.加熱或者冷卻金屬棒，觀察小燈泡的 亮與滅，并記錄下來。 (注意：先調整裝置使小燈泡亮起來， 再平移微小縫隙，縫隙寬窄為一張卡紙的厚度，加熱結束，慢慢平移酒精燈，用燈帽蓋滅，自然冷卻，觀察并及時記錄，實驗材料：哪種金屬棒，實驗方法：加熱或者冷卻，現象：小燈泡亮滅情況，看下面還有一行，如果你們小組速度快，可以把酒精燈放到另一側金屬棒下實驗，重復操作，) 匯報交流：描述在實驗過程中觀察到 了哪些現象 怎么樣解釋這些現象 教師根據學生匯報適時板書現象。 7.通過實驗我們發現銅球有熱脹冷縮 性質、銅棒有熱脹冷縮性質、鐵棒有熱 脹冷縮性質、鋁棒有熱脹冷縮性質，這 些物質都屬于金屬，由此可以推想金屬 一般都有熱脹冷縮的性質。 8.演繹推理：鋼軌為什么要預留縫隙 夏天的高壓電線又松弛又下垂，施工時 為什么不把它們拉緊 預設：學生認為如果銅 球可以熱脹冷縮，受熱 體積變脹大，遇冷體積 縮小。 如果銅球不能熱脹冷 縮，遇熱和受冷后體積 不變。 學生嘗試想辦法，說不 出來沒關系。 學生根據提示，小組討 論，設計銅球加熱與冷 卻的實驗。 學生匯報交流，完善實 驗方法：酒精燈加熱、 冷水冷卻，看能不能通 過鐵環。 學生完成手冊的預測 如果銅球會熱脹冷縮，加熱后體積變大，將通不過鐵環，冷卻后體積變小可以通過鐵環。如果銅球不會熱脹冷縮，加熱后體積不會變大，仍然可以通過鐵環。 觀察演示實驗并記錄 學生描述觀察到的現象并分析與解釋：觀察 到加熱后銅球不能通過鐵環了，說明加熱銅 球體積大了。先讓學生說、猜，再從水中取出來試試。 再次描述實驗 小結：銅球有熱脹冷縮 的性質。 預設：學生提出用猜想，認為銅棒也會，認 為與形狀無關。 學生思考：給機會設計 思考 預設：很難想出方法 學生小組討論嘗試設計實驗 認識實驗裝置和原理 學生提出猜想論證 學生打開蓋在儀器上的黑色塑料袋。分組實驗、并隨時記錄。注意實驗中不能用手觸摸金屬棒，以免燙傷。 預設：學生發現加熱銅棒、鐵棒、鋁棒，過一會兒，小燈泡亮了，移 除酒精燈，過一會兒， 冷卻金屬棒，小電珠滅 了，證明鐵、鋁有熱脹冷縮的性質。 學生首次歸納小結：金屬一般有熱脹冷縮的性質。 學生演繹推理，熱脹冷 縮原理解釋鋼軌、電線 的問題。 引導學生基于對液體熱脹 冷縮的研究經驗，對銅球 熱脹冷縮現象提出假設。 觀察實驗之轉化法的引 導。 引導學生制定比較完整的 探究計劃。 觀察實驗現象，收集證據。 根據對銅球熱脹冷縮的研 究，對其它形狀、種類的 金屬做出猜想。 在教師的引導下，基于電 路和熱脹冷縮的知識，設計探究鋁棒、銅棒等其它 金屬熱脹冷縮的實驗。 分組實驗，搜集證據。 用比較科學的詞匯，圖示 符號整理信息，陳述證據 結果。 依據證據運用分析、比較、 概括等方法。分許結果，用比較科學的詞匯描述鋁 棒、銅棒、鐵棒在受熱和 遇冷時出現的現象。 基于觀察，運用比較、分 析、推理的方法概括金屬熱脹冷縮的性質。
拓展 與 應用 1.除了金屬，其他種類的固體是否也有 熱脹冷縮的性質 找找看，生活中的哪 些現象與固體的熱脹冷縮有關 (1)公路立交橋的橋面、橋梁上為什么都有縫隙 (2)煮好的雞蛋為什么用冷水充一充 更便于剝皮 (3)水杯蓋打不開時，可用熱水沖一 沖，為什么 (4)木地板預留縫隙。 2.通過實驗我們知道金屬一般有熱脹 冷縮的性質，通過觀察生活中的現象發 現水泥、熟雞蛋、木地板……也有熱脹 冷縮，這些物質都屬于固體，由此可以 推想固體一般都有熱脹冷縮的性質。 3.課后思考，我們已經知道了固體、液 體一般都有熱脹冷縮的性質，那么氣體也有這樣的性質嗎 學生調取生活經驗嘗試舉例，如果學生不能舉例，教師出示相關現象啟發學生思考與解 釋。 學生二次歸納推理：固體一般都有熱脹冷縮的性質。 預設學生提出問題：氣體可以熱脹冷縮嗎 演繹推理，反思與評價。 歸納推理，得出結論。 學生提出對氣體是否熱脹冷縮的猜想。
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