苏教版科学四上《加热和冷却》教学设计

[原创]《加热和冷却》教学设计董茂娉教学内容：苏教版小学科学四年级上册第二单元第3课第二课时教学策略：新课程强调：亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，而且必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动。教师是科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴。所以这一课要使学生认识液体、固体具有热胀冷缩的性质，了解热胀冷缩这一现象产生的原因，就必须由学生自己去探究，亲身去经历，从实践中自己发现问题，解决问题，获得知识。教学目标：（一）知识与技能：1、认识到加热和冷却会改变物体的体积。2、知道液体、固体具有热胀冷缩的性质。3、能用液体、固体的热胀冷缩解释生产、生活中的一些现象。（二）过程与方法：1、能够设计实验，证明液体具有热胀冷缩的性质。2、能够通过给铜球加热和冷却，认识固体的热胀冷缩。（三）情感、态度与价值观：1、感受并体验科学并不神秘，科学就在身边。2、喜欢用学到的科学知识解决生活中的问题，改善生活。教学重难点：重点：固体、液体具有热胀冷缩的性质。难点：发现液体具有热胀冷缩的性质。教学准备： 1、固体热胀冷缩实验装置（铜球、铁圈等）、酒精灯、火柴、水槽（装冷水）、湿抹布2、为每组准备：液体热胀冷缩实验装置（锥形瓶20个、细塑料管、胶塞，课前需检查液柱高度）、烧杯20个、红墨水、醋、酒精、食用油、橙汁、牛奶、冷水、暖壶（实验中用到的热水要课前准备好）。3、备用：烧瓶、插有弯玻璃管的胶塞、气球、空瓶子、热水、滴管、乒乓球4、多媒体课件（液体热胀冷缩动画需提前调好顺序）、实验记录表（需提前打印好下发）、课前黑板上写好实验注意事项5、课前提醒学生注意：①分组实验时播放轻音乐，音乐停，大家就停止实验。②实验过程中，如果时间允许，要把实验再做一遍，认真观察和做实验记录。教学过程：创设情境，提出问题在日常生活中，有许多现象是大家司空见惯的，并不被我们注意。可是往往在平常的现象中，却蕴含着丰富的科学道理。同学们有没有发现，在加热装满水的水壶的时候，常常会看到什么现象？请同学们仔细观察下面这段录像（出示烧开水的视频：水壶烧水，水溢出）。1、提问：你看到了什么现象？对于这种现象你有什么问题？生：我看到在炉子上烧一满壶水，水还没有烧开，壶里的水就直往外溢，这是为什么呢？生：水在加热过程中到底发生了什么变化?……2、谈话：“同学们观察得真仔细！还能提出这么有价值的问题来，真了不起！”壶里的水为什么会往外溢呢？水在加热的过程中到底发生了什么变化，这节课我们就一起来研究这些问题，继续学习第3课《加热和冷却》（板书课题），看看加热和冷却可以对物体产生什么影响。（明确本课学习目标）自主探究，合作交流一、认识加热和冷却对液体体积的影响1、谈话：请同学们大胆的猜测一下，壶里的水为什么会往外溢呢？ 生：（1）因为水变多了；（2）因为水里有热气；（3）因为水占的地方大了；（4）……2、设计实验方案：真不错，同学们都有自己的猜想，猜想对于科学研究是非常重要的。刚才还有同学说是因为水的体积变大了，可是水壶里面的水在加热过程中我们看不到，你能不能设计一个模拟实验让我们观察到水的变化，来验证我们的猜想呢？设计时大家可以考虑以下几个问题（大屏幕提示）：（1）实验中需要水，用什么装水进行研究呢？（可以像教材上那样用锥形瓶）（2）怎样才能把水的变化看得更清楚？（可以仔细看书上的方法：在锥形瓶内装满水，为了便于观察，可以把水染成红色；用中间插有细塑料管的胶塞塞紧瓶口，因为胶塞要占据空间，所以这时红色的水会上升到塑料管中；用黑皮圈在塑料管的液面位置作一个记号。）（3）要研究水在加热和冷却情况下的变化，用什么方法使水受热或受冷？（加热的方法有很多，酒精灯、蜡烛等等，但最简单的方法就是用热水和冷水。）3、实验：同学们真不简单！想出了这么好的方法，说明同学们都很善于动脑筋！好，根据同学们的意见：（1）我们用锥形瓶代表水壶，在锥形瓶内装满水；（2）为了便于观察，我们把水染成红色；用中间插有细塑料管的胶塞塞紧瓶口，这时红色的水会上升到塑料管中；我们用黑皮圈在塑料管的液面位置作一个记号。（3）在两个烧杯中分别倒入热水和冷水，把锥形瓶分别放入盛有热水和冷水的烧杯中，观察水在加热和冷却的情况下到底会有什么变化。每个小组旁边的水池里有一套这样的实验装置，一个烧杯里已经装好冷水，等一会我去倒热水，在实验中还有几点需要注意：（屏幕演示或指课前黑板上写好的：①安全实验（小心不要被热水烫着；玻璃仪器要轻拿轻放；锥形瓶要注意拿着瓶口，不要拿橡皮塞）②（小组成员）分工合作③仔细观察（实验现象）④（用实验记录表一认真）做好(实验)记录。如果实验完成，可以反复做几次，看结果是不是一样。师：现在请水池边的同学把装有实验器材的水槽轻轻地端出来，等我给你们组倒好热水以后，就可以开始实验了。 4、各小组自行实验并记录，师倒热水后巡视指导。（课前提醒学生注意：①分组实验时播放轻音乐，音乐停，大家就停止实验。②实验过程中，如果时间允许，要把实验再做一遍，认真观察和做实验记录。）5、汇报实验结果。师：（音乐停）请各组材料员把锥形瓶从烧杯中拿出来，实验材料整理好，桌面擦干净。说说在实验中，你们观察到了哪些现象？（学生汇报实验结果的同时，用课件来演示说明实验过程。动画描述：动画的主体是一个胶塞上插有玻璃管的装满红颜色水的烧瓶，背景是分别盛有热水、冷水的两个烧杯。将烧瓶分别放在盛热水、冷水的烧杯中，观察玻璃管中液面高度的变化（注意：移动容器时的规范动作，观察时眼睛与刻度线的关系）。（1）“我们发现把锥形瓶放入热水中后，塑料管里的液面上升了；把锥形瓶放入冷水中后，塑料管里的液面下降了。”（2）塑料管内的液面上升，说明水发生了什么变化？（水的体积变大了）是不是锥形瓶里的水突然增多了？（不是，因为锥形瓶是密封的，没有往里面加水。）为什么塑料管里的液面上升，就说明水的体积变大了？（塑料管内液面上升，是因为水占据的空间变大了，物体占据的空间大小就是物体的体积，体积变大叫做体积膨胀。板书：体积膨胀）塑料管内液面下降，说明水发生了什么变化？（说明水的体积变小了，体积变小叫做体积收缩。板书：体积收缩）（3）锥形瓶里的水是在什么条件下体积膨胀，在什么条件下体积收缩的？（完成板书：受热→体积膨胀、受冷→体积收缩）（4）你能把水的体积变化和所需要的条件联系起来，说说水有什么性质吗？6、小结：通过以上实验，说明水有受热体积膨胀、受冷体积收缩的性质。简单地说，水有热胀冷缩的性质。（板书：热胀冷缩）7、现在你能不能用学到的知识解释一下，烧开水时，壶里的水为什么会溢出来呢？（壶里的水受热体积膨胀了，所以会溢出来。） 8、实验：水有热胀冷缩的性质，那其他液体有没有这种性质呢？老师这里给大家准备了醋、酒精、食用油、橙汁、牛奶（出示），它们有没有热胀冷缩的性质呢？谁来预测一下？（生预测）现在请组长把你们组装水的锥形瓶交到前面来，然后任意选择一种液体，用同样的方法来实验，注意观察，将实验现象记录在实验记录表二上面。等我给你们组倒好热水以后，就可以开始实验了。（学生自主选择液体进行实验，师再倒热水。课件温馨提示：实验时将所选的液体先放入热水中，再放入冷水中。别忘了在液面处做记号。）9、“哪个组愿意把自己的探究结果告诉给大家？别忘了说清楚你们组是用什么液体来实验的？实验中看到什么现象？说明这种液体有什么性质？”（小组汇报实验情况）10、提问：现在你已经知道水、醋、酒精、食用油、橙汁、牛奶都有热胀冷缩的性质，而这些又都是液体，（板书：液体）根据这些事实，你可以推想出什么？11、小结：由此可以推想，液体一般都有热胀冷缩的性质。二、认识加热和冷却对固体体积的影响1、出示“固体热胀冷缩演示器”。2、谈话：液体有热胀冷缩的性质，固体有没有热胀冷缩的性质呢？（生预测）大家看，我这里有个铜球，它是个固体，现在铜球恰好能从这个铁圈中通过。我们用酒精灯给铜球加热，过一会用冷水使铜球冷却，看看铜球有没有热胀冷缩的性质，可以吗？加热之前我们先一起回顾一下正确使用酒精灯的方法：（1）打开瓶帽，将瓶帽竖放在灯旁。（2）用点着的火柴自下而上斜向点燃酒精灯的灯芯，把火柴熄灭后扔到垃圾桶里。（3）把被加热物体放在火焰中温度最高的外焰部分加热。（此时，可以开始加热铜球）（4）用完酒精灯后，用灯帽自右上方斜向盖灭火焰，然后拿起来，再盖一次。3、实验：现在我已经开始加热铜球，请同学们认真观察，同时思考以下几个问题。（师加热铜球，同时提问，以使铜球加热足够长的时间。）（1）请同学们预测一下，铜球受热以后体积会不会膨胀？（“会”或“不会”）（2）怎样才能知道铜球受热以后体积膨胀了呢?（找学生回答：“如果铜球不能从铁圈中通过，那就说明铜球受热以后体积膨胀了；如果铜球仍然能从铁圈中通过，就说明铜球受热以后体积没有膨胀。）（3）“认为铜球加热以后不能从铁圈中通过的同学举手，认为铜球仍然能从铁圈中通过的同学举手。“ “现在，我也不能确定铜球到底能不能从铁圈中通过，所以接下来就是见证奇迹的时刻！注意看！”（师演示铜球过铁圈，发现铜球不能从铁圈通过。）“现在我们将铜球放入冷水中冷却，再试着让它通过铁圈，注意观察”（师演示铜球过铁圈，发现铜球又能从铁圈通过。）“加热后的铜球千万不要用手触摸，以免烫伤。（师将加热后的铜球先放地上。）”4、分析：刚才我们看到，加热后铜球确实不能从铁圈中通过，说明铜球的体积怎么样？（体积膨胀了，指板书：加热时，体积膨胀）冷却后我们看到铜球又能够从铁圈中通过，说明了什么？（指板书：说明冷却时，体积收缩了。）我们把铜球受热时体积膨胀，冷却时体积收缩的现象叫做热胀冷缩。5、小结：也就是说，固体也具有热胀冷缩的性质。（板书：固体）拓展延伸，巩固应用1、思考：热胀冷缩现象在我们日常生活中有很多应用。下面请同学们看一段录像资料，看看生活中哪些地方用到了热胀冷缩的原理？（看课件资料）2、提问：你还知道生活中哪些地方用到了热胀冷缩的原理？（学生自由发言）（1）（可出示温度计加以提示）为预防甲型H1N1流感，最近我们每天用体温计测体温，同学们注意对比观察一下，温度计和液体热胀冷缩的实验装置有什么相似之处吗？（有）温度计是利用什么原理发明的呢？（温度计是利用物体热胀冷缩的原理发明的。温度计中的液体受热了体积会膨胀，液柱上升，温度计的读数就会增加；冷却时液体体积会收缩，液柱下降，温度计的读数就会减小。）（2）有些瓶装的、纸盒装的液体都不装满，是不是厂家比较小气，不舍得装满呢？（不是，这些液体有热胀冷缩的性质。不装满是为了防止液体在瓶内、纸盒内受热膨胀引起包装破裂。）（3）铺水泥地时，每隔一段路要留一道窄沟，就是为了防止水泥膨胀或者收缩，造成路面不平整。（4）电线杆之间的电线，夏季由于热胀的缘故，电线较松，冬季由于冷缩的缘故，电线紧绷。夏天架电线时要注意架得松一点，不要绷得太紧，避免到了冬天电线冷缩时绷断。 （5）铁路的铁轨之间留有空隙，是为了防止铁轨热胀弯曲或冷缩拉断。（我给大家讲一个真实的故事：1825年，英国铺设了第一条铁路，由于当时的人不知道热胀冷缩的原理，铁轨是一根连一根的焊接在一起的。结果到了炎热的夏天，铁轨变得七扭八歪，左右弯曲，有的地方甚至还朝上拱起，弄得火车总是脱轨；而到了寒冷的冬天，铁轨竟冻裂成一段一段的，后来火车都不敢走这条路了；所以现在铁路的铁轨之间都要留有空隙，就是为了防止铁轨热胀弯曲或冷缩拉断。）（6）火车的金属轮子分内外两层，是靠热胀冷缩的原理组装和拆卸的。（7）瓶盖或者钢笔帽拧不下来时，可以用热水把瓶盖或者钢笔帽烫一烫，就能拧下来了。（8）冬天用玻璃杯接热水时，都要注意先用热水涮涮杯子，以免玻璃热胀冷缩不均匀导致玻璃杯破裂。（9）“孔明灯”也是应用了热胀冷缩的原理。（10）建议妈妈在做美容护理时，蒸汽洗面之后，再用冷水洗脸，可以使脸部皮肤毛孔收缩，使皮肤更细腻光滑。（11）工厂里的蒸汽管道上，总是装有一些U形的管子，当管道受热伸长或受冷缩短时，只会改变U形管的弯曲程度，而不会影响其他部分。（12）水饺、汤圆等在水中受热后体积膨胀了，会浮在水面上。……4、小结：“你知道的真多！知识真丰富！我们大家要向你学习！”刚才同学们都说得很好，生活中看似平常的小事，如果细细想来，还真的有许多科学道理。生活中的科学真是随处可见呀。只要你细心观察，认真思考，积极动手实践，相信同学们一定会发现更多科学的奥秘！5、课堂评价：学习了本课，你感觉有哪些收获？生：我知道了液体、固体有热胀冷缩的性质。生：我知道生活中许多地方用到了热胀冷缩的原理。……6、当堂检测：同学们有没有信心做几道检测题？（有） 请看大屏幕，这是几道判断题，请同学们做手势来判断对错。（看具体时间决定做几道题）：判断题：（1）水具有热胀冷缩缝的性质，但其他液体没有热胀冷缩缝的性质。（×）（2）夏天架电线时要架得松一些，以防止冬天电线遇冷收缩时绷断。（√）（3）铁轨之间留有空隙，是为了防止铁轨热胀弯曲或冷缩拉断。（√）填空题：（1）水在一般情况下，受热时体积会（膨胀），冷却时体积会（收缩）。（2）温度计是利用（热胀冷缩）的原理制成的。7、小结：我们知道，物体有三种形态：固体、液体和气体。通过今天的学习，我们知道了液体和固体有热胀冷缩的性质，那气体有没有热胀冷缩的性质呢？我们下节课继续研究。板书设计：3、加热和冷却　　　　　　液体和固体受热→体积膨胀受冷→体积收缩｝热胀冷缩附实验记录表：实验记录表（一）第小组实验过程看到的实验现象说明把锥形瓶放入热水中水在受热时会（） 把锥形瓶放入冷水中水在冷却时会（）我们的结论：水有（）的性质。实验记录表（二）第小组选择的材料（在所选材料的后面打“√”）在热水中的发现（可用符号↑↓表示）在冷水中的发现（可用符号↑↓表示）醋  酒精  食用油  橙汁  牛奶  我们的结论：