2025新苏教版四年级下册科学2热胀冷缩 教案

一、教学内容分析本课时是2025新苏教版小学科学四年级下册第二单元“物质的变化”中的第二课“热胀冷缩”。本单元旨在引导学生认识物质在一定条件下会发生变化，而“热胀冷缩”是学生在生活中较为常见但未必能准确理解其原理的物理现象。本课将通过一系列探究活动，帮助学生认识气体、液体和固体在受热和遇冷时体积会发生变化的规律，即“热胀冷缩”，并初步了解这一现象在生活中的应用。这既是对前一单元“温度与水的变化”知识的延伸，也为后续学习物质的更多性质奠定基础。二、教学目标1.知识与技能：通过观察和实验，知道一般情况下，物体受热时体积会膨胀，遇冷时体积会收缩，即热胀冷缩。能举例说明生活中常见的热胀冷缩现象，并尝试用热胀冷缩原理解释。2.过程与方法：经历“提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—观察现象—得出结论—解释应用”的科学探究过程。学习控制变量的实验方法，培养观察、比较、分析和归纳概括的能力。3.情感态度与价值观：对物质的热胀冷缩现象产生探究兴趣，乐于动手实验，愿意与同学合作交流。感受科学与生活的密切联系，体会科学知识的实用价值，培养严谨求实的科学态度。三、教学重难点*教学重点：通过实验探究，认识气体、液体和固体的热胀冷缩现象。*教学难点：设计实验观察固体的热胀冷缩现象；理解热胀冷缩是生活中普遍存在的现象，并能尝试解释其应用。四、教学准备*教师准备：多媒体课件（包含生活中热胀冷缩现象的图片或视频）、演示实验材料（如：平底烧瓶、气球、热水、冷水、烧杯、温度计、铜球和铁环、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网等）。*学生分组实验材料：*探究气体热胀冷缩：空饮料瓶（带盖）或小玻璃瓶、气球、热水、冷水、两个大小相同的烧杯。*探究液体热胀冷缩：平底烧瓶或透明小药瓶、带孔橡皮塞、细玻璃管、染红的水、热水、冷水、两个大小相同的烧杯。*探究固体热胀冷缩（可选，或教师演示为主）：简易固体热胀冷缩演示装置（如：铁架台、金属片、小滚珠、酒精灯、冷水）或铜球铁环组。*学生记录单、铅笔。五、教学过程（一）创设情境，导入新课1.谈话导入：同学们，夏天天气炎热的时候，路面有时候会鼓起来，大家见过吗？（引导学生回忆或观察图片）冬天，水管里的水结冰时，有时候水管会冻裂，这又是为什么呢？这些现象背后隐藏着什么科学秘密呢？今天，我们就一起来探索这个奇妙的科学现象。（板书课题：2.热胀冷缩）（二）探究新知，实验验证1.探究气体的热胀冷缩*提出问题：老师这里有一个空瓶子和一个气球，如果我们把气球套在瓶口上，能不能让气球自己鼓起来呢？（引导学生思考，激发兴趣）*作出假设：学生自由猜测，教师引导：如果我们给瓶子加热，或者把它放进热水里，会怎么样呢？如果放进冷水里又会怎么样呢？*设计实验：*师生共同讨论实验方案：将气球套紧在空饮料瓶的瓶口。*把套有气球的瓶子放入盛有热水的烧杯中，观察气球的变化。*再把瓶子从热水中取出，放入盛有冷水的烧杯中，观察气球的变化。*动手实验：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意安全，仔细观察，并将观察到的现象记录在记录单上。*汇报交流：各小组汇报实验现象。（预期现象：瓶子放入热水中，气球慢慢鼓起来；放入冷水中，气球又慢慢瘪下去。）*分析现象，得出结论：*提问：为什么会出现这种现象呢？瓶子里是什么？（空气）*引导学生思考：空气受热时，气球鼓起来，说明空气的体积变（大）了；空气遇冷时，气球瘪下去，说明空气的体积变（小）了。*小结：空气（气体）受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩。（板书：气体热胀冷缩）2.探究液体的热胀冷缩*提出问题：我们知道了气体具有热胀冷缩的性质，那么液体有没有这样的性质呢？比如水。*作出假设：学生根据生活经验或已有知识进行猜测。*设计实验：*师生共同讨论实验方案：在平底烧瓶中装入约三分之二的染红的水，用带孔橡皮塞塞紧瓶口，将细玻璃管插入橡皮塞中，确保水能够上升到玻璃管中，并在玻璃管的水面处做上标记。*将烧瓶放入盛有热水的烧杯中，观察玻璃管内水面的变化。*再将烧瓶放入盛有冷水的烧杯中，观察玻璃管内水面的变化。*动手实验：学生分组实验，教师强调实验注意事项（如：水不要装太满，玻璃管要插紧，观察水面刻度变化）。*汇报交流：各小组汇报实验现象。（预期现象：烧瓶放入热水中，玻璃管内水面上升；放入冷水中，水面下降。）*分析现象，得出结论：*提问：水面上升，说明瓶内水的体积变（大）了；水面下降，说明水的体积变（小）了。*小结：水（液体）受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩。（板书：液体热胀冷缩）*拓展：是不是所有液体都有这样的性质呢？（是的，大多数液体都具有热胀冷缩的性质。）3.探究固体的热胀冷缩*提出问题：气体和液体都具有热胀冷缩的性质，那么我们身边的固体，比如金属、木头，它们也会热胀冷缩吗？*作出假设：学生猜测，可能有些学生认为固体很硬，不会有明显变化。*演示实验（或分组实验）：*教师演示“铜球穿环”实验：*出示铜球和铁环，让学生观察铜球能否自由穿过铁环。*用酒精灯加热铜球（加热一段时间），再让铜球穿铁环，观察能否穿过。*将加热后的铜球放入冷水中冷却，再尝试穿铁环，观察能否穿过。*或提供替代实验材料（如：铁架台固定金属片一端，另一端靠近一个小滚珠，加热金属片，观察滚珠是否掉落；冷却后，观察滚珠是否又回到原位。）*观察现象：学生仔细观察实验现象。（预期现象：铜球加热后不能穿过铁环，冷却后又能穿过。）*分析现象，得出结论：*提问：铜球加热后，为什么穿不过铁环了？冷却后为什么又能穿过了？*引导学生思考：铜球受热时体积变（大）了，所以穿不过去；遇冷时体积变（小）了，所以又能穿过去了。*小结：铜球（固体）受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩。（板书：固体热胀冷缩）*强调：固体的热胀冷缩现象不如气体和液体明显，但确实存在。（三）总结归纳，深化理解*综合小结：通过以上实验，我们发现气体、液体和固体在受热时体积都会膨胀，遇冷时体积都会收缩。这种现象叫做“热胀冷缩”。（完善板书：热胀冷缩）*追问：那么，是不是所有物体在任何情况下都遵循热胀冷缩的规律呢？（引导学生思考，如：水结冰时体积会变大，这是一种特殊情况，后续会学习。）目前我们研究的是一般情况下的普遍现象。（四）联系生活，拓展应用1.解释现象：*现在，谁能解释一下课前我们提到的夏天路面鼓起来和冬天水管冻裂（水结冰特例，可简单提及）的现象了吗？（路面材料受热膨胀；水管里的水如果结冰体积变大，会把水管撑裂。）*出示图片或视频：夏天，路面会向上拱起；冬天，水管里的水结冰会把水管胀破（强调水结冰是特例）；夏天，架设电线时不能拉得太紧。让学生尝试用热胀冷缩原理解释。2.生活应用：*提问：生活中还有哪些热胀冷缩的应用呢？（学生自由发言）*教师补充并讲解：温度计是利用液体（水银、酒精）的热胀冷缩原理制成的；煮熟的鸡蛋放在冷水中浸泡后容易剥壳（蛋壳和蛋白收缩程度不同）；夏天自行车轮胎不能打气太足，防止受热膨胀爆胎等。3.趣味拓展：“瓶吞鸡蛋”小魔术原理揭秘。（利用大气压和气体热胀冷缩原理）（五）课堂小结，回顾提升*今天我们学习了什么科学知识？（热胀冷缩）*谁能用自己的话说说什么是热胀冷缩？*通过今天的学习，你有什么收获？还有什么疑问吗？六、板书设计2.热胀冷缩物质状态受热时遇冷时:-------:-----:-----**气体**(空气)体积膨胀(气球鼓)体积收缩(气球瘪)**液体**(水)体积膨胀(水面升)体积收缩(水面降)**固体**(铜球)体积膨胀(难穿环)体积收缩(易穿环)一般情况下，物体都有“热胀冷缩”的性质。七、教学反思与拓展*反思：本课通过一系列递进式的探究实验，引导学生从气体到液体再到固体，逐步认识热胀冷缩现象。实验设计力求直观、可操作，以学生为主体，让学生在“做科学”的过程中主动建构知识。但在实际操作中，液体和固体实验的可见度和成功率需要教师提前充分准备和调试。对于固体热胀冷缩现象的理解，学生可能仍有困难，需要通过更形象的比喻或多媒体辅助来强化。*拓展：鼓励学生课后继续观察生活中的热胀冷缩现象，思考其原理和应用