8固体也热胀冷缩吗（教学设计）-2024-2025学年科学四年级上册人教鄂教版

8固体也热胀冷缩吗（教学设计）-2024-2025学年科学四年级上册人教鄂教版授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：8固体也热胀冷缩吗

2.教学年级和班级：四年级

3.授课时间：2024-2025学年

4.教学时数：1课时核心素养目标培养学生观察、实验、推理和交流的科学探究能力，引导学生理解物质的热胀冷缩现象，提升学生的科学思维和科学探究素养。通过实践活动，让学生体验科学方法，培养对科学的好奇心和求知欲，增强学生的社会责任感和环保意识。重点难点及解决办法重点：理解并证明固体物质的热胀冷缩现象。

难点：通过实验观察和数据分析，解释固体物质在不同温度下的体积变化。

解决办法：

1.重点：通过实际操作和小组讨论，引导学生设计并执行实验来观察固体（如金属条、塑料块）在加热和冷却过程中的长度变化，从而得出热胀冷缩的结论。

2.难点：利用多媒体展示不同固体材料的体积变化曲线，帮助学生建立直观的物理模型。同时，指导学生使用数学工具（如比例尺、坐标图）分析实验数据，增强学生对数据处理的实际操作能力。通过小组合作，共同解决问题，突破理解难点。教学资源准备1.教材：人教鄂教版四年级上册科学教材。

2.辅助材料：准备固体热胀冷缩现象的图片、动画视频，以及相关图表。

3.实验器材：金属条、塑料块、温度计、加热器、冷却器、尺子等。

4.教室布置：设置实验操作台，划分小组讨论区，确保学生安全操作。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.情境创设：展示不同材料的物体在温度变化下的图片，如金属条、塑料块、玻璃杯等，引导学生观察并思考这些物体在冷热交替时的变化。

2.提出问题：引导学生提出关于物体热胀冷缩的疑问，如“为什么这些物体在温度变化时会变形？”“固体也会热胀冷缩吗？”

3.引导思考：简要回顾固体、液体、气体的热胀冷缩现象，为后续新课学习做好铺垫。

讲授新课（20分钟）

1.讲解固体热胀冷缩的原理：通过动画或实验演示，展示固体在不同温度下的体积变化过程，引导学生理解固体热胀冷缩的原因。

2.举例说明：结合实际生活，举例说明固体热胀冷缩现象在生活中的应用，如铁路轨道、桥梁的伸缩缝等。

3.比较分析：比较固体、液体、气体的热胀冷缩特点，引导学生分析不同物质的膨胀和收缩规律。

4.深入讲解：针对教学重难点，深入讲解固体热胀冷缩的测量方法、实验操作步骤等。

巩固练习（10分钟）

1.小组讨论：将学生分成小组，讨论以下问题：

-固体热胀冷缩的原理是什么？

-如何利用固体热胀冷缩现象解决实际问题？

-固体热胀冷缩与生活有哪些联系？

2.学生代表发言：各小组选派代表分享讨论成果，教师进行点评和补充。

课堂提问（5分钟）

1.提问1：固体热胀冷缩的原理是什么？

-学生回答后，教师进行总结和讲解。

2.提问2：固体热胀冷缩与我们的生活有什么联系？

-学生回答后，教师结合实例进行讲解。

师生互动环节（5分钟）

1.教师提问：请同学们举例说明固体热胀冷缩在生活中的应用。

2.学生回答：学生根据教师提问，举例说明固体热胀冷缩在生活中的应用。

3.教师总结：教师对学生的回答进行总结，强调固体热胀冷缩现象在生活中的重要性。

创新教学：

1.利用多媒体技术，展示固体热胀冷缩的动画演示，提高学生的学习兴趣。

2.鼓励学生动手实验，通过实际操作加深对固体热胀冷缩现象的理解。

教学双边互动：

1.教师提问，学生回答，形成良好的师生互动。

2.学生分组讨论，分享讨论成果，提高学生的合作能力和表达能力。

解决问题及核心素养能力的拓展要求：

1.通过实验探究，培养学生观察、分析、推理的能力。

2.通过实例讲解，引导学生关注生活中的科学现象，提高学生的科学素养。

3.通过小组讨论，培养学生的合作意识和团队精神。

教学过程流程环节：

1.导入环节：5分钟

2.讲授新课：20分钟

3.巩固练习：10分钟

4.课堂提问：5分钟

5.师生互动环节：5分钟

教学时间共计45分钟。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够理解并描述固体物质的热胀冷缩现象，知道这是物质在温度变化时体积发生变化的一种物理现象。

-学生能够区分固体、液体和气体的热胀冷缩特点，并解释这些差异的原因。

-学生能够通过实验和观察，识别和测量固体物质在加热和冷却过程中的体积变化。

2.能力提升：

-观察能力：学生在观察固体物质在不同温度下的变化过程中，提升了观察能力，能够细致地观察到细微的变化。

-实验操作能力：通过实际操作实验，学生掌握了实验的基本步骤和安全规范，提高了实验操作能力。

-推理能力：学生能够根据实验结果和已知知识，进行逻辑推理，得出合理的结论。

-数据分析能力：学生学会了如何记录和分析实验数据，能够使用图表等形式展示实验结果。

3.思维发展：

-科学思维能力：学生在探究固体热胀冷缩现象的过程中，培养了科学思维，学会了如何提出问题、设计实验、收集证据和解释现象。

-创新思维能力：学生在讨论固体热胀冷缩现象的应用时，能够提出一些创新的解决方案，如如何设计更有效的铁路伸缩缝。

4.学习态度：

-学习兴趣：通过实验和实际案例，学生对科学产生了浓厚的兴趣，愿意主动探索和学习相关知识。

-学习责任感：学生在实验过程中，能够认真负责地完成每一个步骤，体现了对学习的责任感。

-团队合作精神：在小组讨论和实验中，学生学会了与他人合作，共同解决问题，培养了团队合作精神。

5.实用性：

-学生能够将所学知识应用于实际生活，如理解房屋建设中为什么要设置伸缩缝，以及如何根据固体热胀冷缩原理设计更有效的产品。

-学生能够认识到科学知识在解决实际问题中的重要性，增强了学以致用的意识。板书设计①固体热胀冷缩现象

-定义：物质在温度变化时体积发生变化的现象。

-原因：温度升高，分子运动加剧，分子间距增大；温度降低，分子运动减慢，分子间距减小。

-表现：固体物体在加热时体积膨胀，冷却时体积收缩。

②固体与液体、气体的热胀冷缩比较

-液体：加热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但膨胀和收缩程度比固体小。

-气体：加热时体积膨胀，冷却时体积收缩，膨胀和收缩程度比固体和液体大。

③固体热胀冷缩的测量

-方法：使用温度计和尺子测量固体在不同温度下的长度。

-数据记录：记录不同温度下的长度数据，绘制温度-长度曲线。

④固体热胀冷缩的应用

-铁路伸缩缝：防止铁路因热胀冷缩而变形。

-桥梁设计：考虑热胀冷缩因素，设计伸缩缝和支撑结构。

-日常生活：理解房屋、管道等在温度变化下的行为。

⑤实验步骤

-准备实验器材：金属条、塑料块、温度计、加热器、冷却器、尺子等。

-实验操作：将固体加热和冷却，观察并记录长度变化。

-数据分析：分析实验数据，绘制温度-长度曲线。

-结论得出：根据实验结果，得出固体热胀冷缩的结论。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.创设情境：在导入环节，我尝试通过生活化的情境引入课程内容，比如展示不同材料的物体在不同温度下的变化图片，这样的方式能够激发学生的兴趣，让他们更加关注和思考。

2.实践为主：在教学过程中，我强调了实验操作的重要性，让学生通过实际操作来感受和理解固体热胀冷缩的现象，这种实践导向的教学方法有助于学生更好地掌握知识。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.实验器材准备：我发现部分实验器材的准备不够充分，有的学生无法及时进行实验，影响了课堂进度。这可能是因为我对实验器材的预判不足，未来需要提前做好实验器材的检查和准备。

2.学生参与度：在小组讨论环节，部分学生参与度不高，有的学生只是被动地听其他同学发言，缺乏主动思考和表达的机会。这可能是由于我在分组和分配任务时没有做到充分调动每个学生的积极性。

3.评价方式单一：评价学生主要依赖于实验报告和课堂表现，缺乏多元化的评价方式，学生的综合能力没有得到全面的评估。

反思改进措施（三）改进措施

1.提前检查实验器材：为了保证实验的顺利进行，我将提前检查和准备实验器材，确保每个学生都有机会参与实验，并及时解决实验过程中可能出现的问题。

2.提高学生参与度：为了提高学生的参与度，我将改进小组讨论的方式，鼓励每个学生都参与到讨论中来，可以通过设定角色、分配任务等方法，确保每个学生都有机会发言和表达自己的观点。

3.多元化评价方式：为了更全面地评价学生的能力，我将引入多种评价方式，如课堂提问、小组合作表现、实验报告质量等，以多元化的评价标准来评估学生的学习成果。同时，我还将鼓励学生进行自我评价和同伴评价，以提高他们的反思能力和合作能力。典型例题讲解例题1：一根金属条，在室温下的长度是1米，当温度升高到100℃时，它的长度变为1.01米，求该金属线的热膨胀系数。

解答：首先，计算金属条在温度升高时的长度变化量：

ΔL=L₂-L₁=1.01米-1米=0.01米

然后，计算温度变化量：

ΔT=T₂-T₁=100℃-20℃=80℃

接着，使用热膨胀系数公式：

α=ΔL/(L₁*ΔT)

代入数值计算：

α=0.01米/(1米*80℃)=0.000125（℃⁻¹）

例题2：一块塑料块的体积在温度从20℃升高到40℃时，增加了1%，求该塑料块的热膨胀系数。

解答：首先，计算体积变化量：

ΔV=V₂-V₁=1%*V₁

假设原始体积V₁为100cm³，则：

ΔV=1%*100cm³=1cm³

然后，计算温度变化量：

ΔT=T₂-T₁=40℃-20℃=20℃

接着，使用热膨胀系数公式：

α=ΔV/(V₁*ΔT)

代入数值计算：

α=1cm³/(100cm³*20℃)=0.00005（℃⁻¹）

例题3：一个立方体金属块，边长为2cm，当温度从0℃升高到100℃时，它的体积膨胀了多少？

解答：首先，计算温度变化量：

ΔT=T₂-T₁=100℃-0℃=100℃

然后，使用热膨胀系数公式：

ΔV=V*α*ΔT

假设金属块的热膨胀系数α为0.00001（℃⁻¹），则：

ΔV=(2cm)³*0.00001（℃⁻¹）*100℃

ΔV=0.00001*8cm³*100℃

ΔV=0.0008cm³

因此，金属块的体积膨胀了0.0008cm³。

例题4：一辆汽车的轮胎在夏季高温时，体积膨胀了5%，求轮胎在夏季高温时的最大压力变化（假设轮胎的原始压力为2.5bar）。

解答：首先，计算体积膨胀量：

ΔV=5%*V

假设轮胎的原始体积V为5升，则：

ΔV=5%*5升=0.25升

然后，使用波义耳定律（P₁V₁=P₂V₂）计算压力变化：

P₂=P₁*(V₁/(V₁+ΔV))

代入数值计算：

P₂=2.5bar*(5升/(5升+0.25升))

P₂=2.5bar*(5/5.25)

P₂≈2.38bar

因此，轮胎在夏季高温时的最大压力变化约为0.12bar。

例题5：一个玻璃杯，在温度从25℃升高到50℃时，它的直径增加了0.5毫米，求该玻璃杯的热膨胀系数。

解答：首先，计算直径变化量：

ΔD=D₂-D₁=0.5毫米

然后，计算温度变化量：

ΔT=T₂-T₁=50℃-25℃=25℃

接着，由于直径变化是线性膨胀，使用线性膨胀系数公式：

α=ΔD/(D₁*ΔT)

代入数值计算：

α=0.5毫米/(50毫米*25℃)

α=0.00002（℃⁻¹）课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略，确保教学目标的达成。以下是我对课堂评价的几个方面的具体实施：

（1）提问评价：在课堂教学中，我会通过提问来检验学生对知识的掌握程度。例如，在讲解固体热胀冷缩现象时，我会提问：“同学们，谁能告诉我固体在加热时会怎样变化？”通过学生的回答，我可以了解他们对这一现象的理解程度。

（2）观察评价：在实验操作过程中，我会仔细观察学生的操作是否规范，是否能够按照实验步骤进行。例如，在学生进行金属条加热实验时，我会观察他们是否正确使用加热器，是否能够准确记录温度和长度变化。

（3）测试评价：在课程结束后，我会通过小测验或随堂测试来评估学生对知识的掌握情况。测试题包括选择题、填空题和简答题，以检验学生对固体热胀冷缩现象的理解和计算能力。

2.作业评价

作业是巩固课堂知识的重要手段，对作业的评价可以帮助学生及时了解自己的学习情况，教师也可以通过作业评价发现教学中的不足。

（1）认真批