2025秋湘科版（2024）小学科学三年级上册《液体的热胀冷缩》教学设计

2025秋湘科版（2024）小学科学三年级上册《液体的热胀冷缩》教学设计教学设计理念对标课标，聚焦核心素养：以《义务教育小学科学课程标准（2022年版）》“物质科学领域”中“物质的状态会发生变化，这种变化与温度有关”为核心概念，将“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”四大核心素养贯穿教学，确保目标贴合课标对三年级“能通过实验观察物质的热胀冷缩现象”的要求。立足教材，遵循编排逻辑：湘科版（2024）教材对“液体的热胀冷缩”采用“生活现象—实验验证—普遍结论—原理初探—生活应用”的递进式编排，教案充分利用教材中“温度计原理插图”“水的热胀冷缩实验图”“多液体验证表格”等核心素材，让教学紧扣教材脉络，避免偏离重点。学生主体，践行探究学习：坚持“做中学、思中学”，通过“发现问题—提出假设—设计实验—动手验证—分析结论”的科学探究流程，让学生在亲自操作“水的热胀冷缩实验”“多液体对比实验”中建构知识，而非被动接受“液体有热胀冷缩性质”的结论。生活联结，强化应用意识：从学生熟悉的生活场景（如夏天饮料瓶胀瓶、温度计测温）切入，将抽象的“热胀冷缩”与生活现象关联，再通过解释“为什么冬天水管会冻裂”“温度计为什么能显示温度”等问题，让学生体会“科学源于生活、用于生活”。核心素养教学目标核心素养维度具体教学目标科学观念1.知道液体具有热胀冷缩的性质（受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩）；2.了解温度计是利用液体（如水银、酒精）热胀冷缩的原理制成的；3.能列举生活中液体热胀冷缩的实例（如饮料瓶胀瓶、水管冻裂）。科学思维1.能通过“实验观察（水温变化→水位变化）—逻辑推理”，得出“液体受热体积变大、遇冷体积变小”的结论；2.能通过对比“水、酒精、食用油”的实验结果，归纳出“液体普遍具有热胀冷缩性质”的规律；3.能结合教材微观示意图，初步解释“温度变化影响分子运动，导致体积变化”的原理。探究实践1.能按步骤完成“水的热胀冷缩实验”，正确使用酒精灯（外焰加热）、烧杯、带玻璃管的橡胶塞等器材，准确观察并记录“加热/冷却时玻璃管内水位变化”；2.能小组合作完成“多液体热胀冷缩验证实验”，分工记录不同液体（水、酒精、食用油）在加热/冷却后的现象；3.能设计简单方案，验证“其他液体是否有热胀冷缩性质”（如酱油、醋）。态度责任1.激发对“液体热胀冷缩现象”的探究兴趣，感受实验操作的乐趣；2.培养严谨的实验态度，做到“规范操作器材（如酒精灯使用安全）、如实记录现象”，不随意修改实验结果；3.初步形成“用科学知识解释生活现象”的意识，体会科学与生活的密切联系。教学重难点教学重点：（1）通过“水的热胀冷缩实验”，观察到“水受热时玻璃管内水位上升（体积膨胀），遇冷时水位下降（体积收缩）”的现象，理解液体热胀冷缩的性质；（2）通过对比实验，归纳出“液体普遍具有热胀冷缩性质”的结论；（3）知道温度计是利用液体热胀冷缩原理制成的，能列举生活中液体热胀冷缩的实例。教学难点：理解“玻璃管内水位变化”与“水的体积变化”的关联——水位上升不是水变多了，而是水受热体积膨胀，被挤压到玻璃管中；（2）实验中“控制变量”（如不同液体的初始体积相同、加热时间相同、玻璃管粗细相同），避免无关因素影响实验结果；（3）结合教材微观示意图，初步解释液体热胀冷缩的原理（温度影响分子运动：温度高，分子运动快，间隙变大，体积膨胀；温度低，分子运动慢，间隙变小，体积收缩）。教学过程情境导入：生活现象，引发疑问生活场景提问，激发兴趣：师：同学们，夏天喝饮料时，妈妈会不会提醒我们“不要把装满饮料的瓶子放在太阳下暴晒”？（展示装满可乐的瓶子实物，或教材第20页“饮料瓶胀瓶”插图）大家想想，为什么暴晒后饮料瓶会鼓起来，甚至爆开？生1：太阳晒得太热，里面的饮料变多了？生2：可能是饮料“膨胀”了，把瓶子撑大了！师：还有我们常用的温度计（展示温度计实物，教材第20页温度计插图），为什么温度计能显示体温？里面的红色液体（酒精）会随着温度变化上升或下降？这些现象背后，都和“液体的热胀冷缩”有关。今天这节课，我们就通过实验，揭开液体热胀冷缩的秘密！关联教材，明确学习目标：师：请大家翻开教材第20页，看看教材开篇的“想一想”：“液体受热或遇冷时，体积会发生变化吗？”（展示教材问题）这正是我们今天要探究的核心问题——通过实验观察液体在受热、遇冷时的体积变化，发现液体的热胀冷缩性质。设计意图：从“饮料瓶胀瓶”“温度计测温”两个学生熟悉的生活场景切入，结合教材开篇问题，引发认知冲突（“饮料没多，为什么瓶子会鼓？”），激发探究欲望；同时将生活现象与本节课核心知识关联，为后续实验探究铺垫认知基础。新知探究1：实验1——水的热胀冷缩提出假设，设计实验：师：我们先以“水”为研究对象，看看水受热或遇冷时，体积会不会变化。大家猜想：给烧杯里的水加热，水的体积会变大还是变小？把加热后的水冷却，体积又会怎样？（学生自由发言，提出假设：“加热时体积变大”“冷却时体积变小”“体积不变”）师：怎么验证我们的猜想呢？教材第21页给我们设计了一个巧妙的实验（展示教材“水的热胀冷缩实验”装置图）：用带玻璃管的橡胶塞塞紧装满水的烧杯，加热烧杯时，如果水的体积变大，水会被挤压到玻璃管里，导致玻璃管内的水位上升；如果水冷却后体积变小，玻璃管内的水位会下降。认识实验器材，学习安全操作：（1）器材介绍：师：实验需要这些器材（展示实物）：烧杯（装水）、带玻璃管的橡胶塞（玻璃管要细，便于观察水位变化）、酒精灯（加热）、三脚架、石棉网（均匀受热，防止烧杯炸裂）、冷水槽（冷却）。（2）安全提示：师：使用酒精灯时要注意安全（结合教材第21页“酒精灯使用提示”）：①用火柴点燃，不能用燃着的酒精灯引燃另一个；②加热时用外焰（外焰温度最高）；③熄灭时用灯帽盖灭，不能用嘴吹！石棉网要放在三脚架上，烧杯放在石棉网上，避免烧杯底部直接接触火焰。师生共同操作实验，观察记录：（1）实验步骤（对照教材第21页步骤图）：第一步：往烧杯里装满水，用带玻璃管的橡胶塞塞紧烧杯口（确保水充满烧杯，玻璃管内有少量水柱，标记初始水位）；第二步：将烧杯放在石棉网上，点燃酒精灯，用外焰加热烧杯底部；第三步：观察玻璃管内的水位变化，记录现象；第四步：熄灭酒精灯，将烧杯放入冷水槽中冷却，观察玻璃管内的水位变化，记录现象。（2）学生上台协助：一名学生固定三脚架，一名学生点燃酒精灯（教师指导），一名学生观察水位，其他学生关注实验过程。（3）观察现象，记录结果：师：加热时，大家看到玻璃管内的水位有什么变化？生（齐声）：水位上升了！师：冷却时呢？生：水位下降了，回到原来的位置了！师：请大家把实验现象记录在教材第21页的“实验记录表”中（指导填写：加热→水位上升，冷却→水位下降）。分析现象，得出结论：师：玻璃管内的水位为什么会上升？是水变多了吗？生1：不是！水没有增加，是水受热后体积变大了！师：对！水的总量没变，加热时水的体积膨胀（变大），烧杯装不下了，就被挤压到细玻璃管里，导致水位上升；冷却时水的体积收缩（变小），玻璃管里的水回到烧杯中，水位下降。这个现象说明：水具有热胀冷缩的性质——受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩（板书核心结论，对照教材第21页“实验结论”）。设计意图：通过“假设—器材学习—师生操作—现象分析”的流程，结合教材实验装置图与步骤，让学生直观观察“水的热胀冷缩现象”，初步建立“温度变化→体积变化”的关联；同时强调酒精灯安全操作，培养学生的安全意识与规范操作习惯，落实教材核心实验目标。新知探究2：实验2——多液体热胀冷缩验证提出问题，拓展探究：师：我们发现水具有热胀冷缩的性质，那其他液体（如酒精、食用油）也有这样的性质吗？是不是所有液体都有热胀冷缩的性质？教材第22页的“拓展实验”就要求我们验证“不同液体的热胀冷缩现象”（展示教材拓展实验表格），大家想不想亲自试试？小组合作设计实验，明确变量控制：（1）师：要验证不同液体的性质，实验中要保证“除了‘液体种类’不同，其他条件都一样”，这就是“控制变量”。比如：①烧杯大小相同，装的液体体积相同（都装满）；②玻璃管粗细相同（便于对比水位变化）；③加热时间相同（都加热2分钟）；④冷却方式相同（都放入冷水槽）。教材表格中也明确了“液体种类”是唯一变量，大家要严格按照这个要求操作。（2）分组分工：每4人一组，分工为“器材准备员”（装液体、组装装置）、“操作员”（加热、冷却）、“观察员”（记录水位变化）、“汇报员”（汇报结果）。（3）实验材料：每组3套实验装置（烧杯+玻璃管橡胶塞）、水、酒精（贴标签）、食用油（贴标签）、酒精灯、三脚架、石棉网、冷水槽、记号笔（标记水位）。小组实验，教师巡视指导：（1）实验提示：师：①装液体时要装满烧杯，橡胶塞要塞紧，防止液体漏出；②加热时先预热烧杯底部，再用外焰加热；③观察时重点关注“加热时水位上升高度”“冷却时水位是否回落”，并记录在教材第22页的表格中（表格列：液体种类、加热时现象、冷却时现象、结论）。（2）教师巡视：重点帮助“装置漏气”“加热方式错误”的小组，比如：“这个组的橡胶塞没塞紧，酒精漏出来了，快重新塞紧”“加热时要让外焰接触石棉网，不是直接烧烧杯壁”。小组汇报，归纳普遍结论：师：请各小组汇报实验结果，说说水、酒精、食用油在加热和冷却时的现象。生1：我们组发现：水加热时水位上升，冷却后回落；酒精加热时水位也上升，而且上升得比水高一点；食用油加热时水位上升，上升得比水低，冷却后都回落了！生2：我们组结果一样，三种液体加热时体积都变大，冷却时都变小！师：大家的实验结果一致，这说明什么？生（齐声）：所有液体都具有热胀冷缩的性质！师：非常好！通过对比实验，我们得出普遍结论：液体普遍具有热胀冷缩的性质——受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩（板书结论，对照教材第22页“拓展结论”）。设计意图：通过“控制变量—小组合作—对比实验—归纳结论”的环节，结合教材拓展实验表格，让学生从“水的性质”推广到“液体普遍性质”，培养科学归纳能力；小组合作强化协作意识，教师巡视确保实验规范，落实“探究实践”核心素养。新知探究3：解释热胀冷缩原理，联系生活应用原理初探：微观分子运动（结合教材示意图）：师：为什么液体受热会膨胀，遇冷会收缩呢？我们看不到液体的微小粒子，但教材第23页给我们画了微观示意图（展示教材第23页“分子运动与温度关系”图）：图中红色小球代表液体分子，左图是“温度低时”，分子运动慢，相互靠得近，间隙小，所以体积小；右图是“温度高时”，分子运动快，相互离得远，间隙大，所以体积大。大家能结合图说说热胀冷缩的原理吗？生1：温度高，分子跑得越快，离得越远，体积就变大了；温度低，分子跑得慢，靠得近，体积就变小了！师：说得非常准确！这就是液体热胀冷缩的微观原理——温度影响分子运动速度，进而影响分子间隙，最终导致体积变化。生活应用1：温度计的原理：师：我们现在知道了液体热胀冷缩的性质，那温度计是怎么工作的呢？大家看教材第23页的“温度计原理”插图（展示插图）：温度计里装的是酒精或水银，当测量体温时，液体受热体积膨胀，沿着细玻璃管上升，显示的刻度就变大；当温度下降时，液体遇冷体积收缩，刻度下降。这就是温度计利用液体热胀冷缩原理制成的原因！师生互动：师：如果温度计里的液体没有热胀冷缩性质，还能测温度吗？生：不能！液体不膨胀不收缩，刻度就不会变，测不出温度！生活应用2：解释生活现象（结合教材“生活联系”）：师：教材第23页的“生活联系”板块列举了两个现象（展示教材插图：①冬天水管冻裂；②夏天自行车轮胎气太足会爆胎），我们先看“冬天水管冻裂”：为什么水结冰会导致水管裂？生1：水结冰后体积变大，把水管撑裂了！师：对！水很特别，结冰（液态变固态）时体积会膨胀，这也是水热胀冷缩的特殊情况（4℃以下水会“热缩冷胀”，但三年级阶段重点掌握液态时的热胀冷缩）。再看“夏天饮料瓶不能暴晒”，现在大家能解释了吗？生2：饮料是液体，暴晒后受热体积膨胀，瓶子装不下就会爆开！师：非常好！生活中还有很多这样的例子，比如“瓶装酱油夏天会溢出瓶口”“汽车水箱冬天要加防冻液（防止水结冰体积膨胀冻裂水箱）”，都是液体热胀冷缩的应用。设计意图：通过“微观示意图—原理讲解—生活应用”的环节，结合教材原理图与生活联系板块，帮助学生从“现象”深入到“原理”，再回归“生活应用”，形成“现象—原理—应用”的认知闭环；师生互动强化知识理解，让抽象原理变得具象，突破教学难点。巩固提升：达标检测与生活案例分析判断题（教材第24页练习题）：师：请大家判断下列说法是否正确，并说明理由。（1）“液体受热时体积会收缩，遇冷时体积会膨胀”（）生：错！液体受热体积膨胀，遇冷体积收缩，我们实验时看到加热水位上升，冷却下降！（2）“温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的”（）生：对！教材里说温度计里的酒精或水银会随温度变化膨胀收缩，显示刻度！（3）“只有水具有热胀冷缩的性质，酒精和食用油没有”（）生：错！我们做了对比实验，酒精和食用油也有热胀冷缩性质，所有液体都有！应用题：分析生活案例：师：小明的妈妈买了一瓶醋，夏天放在阳台暴晒后，发现醋从瓶口溢出来了，这是为什么？请用今天学的知识解释。生1：醋是液体，夏天暴晒温度变高，醋受热体积膨胀，瓶子装不下就溢出来了！师：非常准确！这就是液体热胀冷缩的生活体现，大家能再举一个这样的例子吗？生2：冬天家里的瓶装香油，放在窗外，香油体积变小，瓶内会有空隙！师：对！生活中处处有科学，只要我们留心观察，就能用科学知识解释现象。设计意图：通过教材练习题与生活案例分析，及时巩固“液体热胀冷缩性质”“温度计原理”等核心知识，检验学生的学习效果；同时培养学生“用科学知识解释生活现象”的应用能力，落实“科学观念”与“态度责任”的核心素养。小结知识梳理：师：今天这节课，我们围绕“液体的热胀冷缩”展开