2025-2026学年人教鄂教版（新教材）小学科学三年级下册《空气的热胀冷缩》教学设计

2025-2026学年人教鄂教版（新教材）小学科学三年级下册《空气的热胀冷缩》教学设计教材分析本节课是人教鄂教版小学科学三年级下册第四单元《加热与冷却》的核心课时，承接单元前两课时“物体的热胀冷缩”基础，聚焦“空气”这一特殊气体的热胀冷缩现象，是对“热现象”认知的延伸与深化。新教材立足三年级学生具象思维特点，摒弃抽象理论灌输，以“探究实践”为核心，设计了一系列可操作、可观察的实验活动，引导学生从生活现象出发，通过动手实验、观察对比、分析总结，发现空气受热膨胀、遇冷收缩的规律。教材内容遵循“生活感知—实验探究—总结规律—应用拓展”的逻辑，先呈现生活中空气热胀冷缩的常见场景（如气球受热变大、瘪乒乓球复原），再引导学生设计实验验证猜想，最后结合实验结果归纳规律，并联系生活实际说明其应用价值，既贴合新教材“素养导向、实践为先”的最新要求，又为后续学习“热传递”“大气变化”等知识奠定基础，同时培养学生的科学探究能力和严谨的科学态度。的核心素养教学目标科学观念知道空气具有热胀冷缩的性质，能准确描述“空气受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩”的规律。了解空气的热胀冷缩现象在生活中的常见应用，能结合现象简单解释其原理，建立“气体具有热胀冷缩性质”的基础认知。科学思维能结合生活现象，提出“空气是否会热胀冷缩”的猜想，能设计简单的实验方案验证猜想，培养猜想与验证的思维能力。能通过观察实验现象、分析实验数据，归纳出空气热胀冷缩的规律，尝试用文字、图画等方式记录实验结果，培养分析与归纳能力。探究实践能亲手操作“空气受热膨胀”“空气遇冷收缩”的核心实验，学会使用烧杯、气球、试管、热水、冷水等实验材料，规范完成实验操作。能主动参与小组合作探究，积极交流实验观察到的现象，分享自己的发现与思考，尝试解决实验过程中遇到的简单问题（如气球密封不严、实验现象不明显等）。态度责任感受空气热胀冷缩现象的奇妙，激发对热现象的探究兴趣和热爱科学、乐于探究的情感。养成认真观察、规范操作、如实记录实验现象的科学习惯，培养严谨求实、合作互助的良好品质，体会科学知识与生活的密切联系。的教学重难点教学重点通过实验探究，掌握空气热胀冷缩的性质，能准确描述“空气受热体积膨胀、遇冷体积收缩”的规律。能结合教材实验内容，规范完成实验操作，准确观察并记录实验现象。教学难点理解空气是无形的，难以直接观察其体积变化，能通过间接观察（如气球膨胀、水柱移动）感知空气的热胀冷缩现象，建立“间接观察”的科学探究方法。能结合实验现象，分析归纳出空气热胀冷缩的规律，并能简单解释生活中与空气热胀冷缩相关的现象，实现知识的迁移应用。教学过程【教学准备】：每组一套实验材料（烧杯2个、试管1支、气球1个、橡皮筋1根、热水、冷水、冰水、玻璃管1根、橡皮塞1个、小烧杯1个、红墨水、记号笔）、多媒体课件（教材插图、生活中空气热胀冷缩现象视频、实验步骤示意图）、实验记录表、板书贴（热胀、冷缩、空气）。情境导入，激发兴趣师生互动，生活激趣：教师手持一个瘪的气球和一个吹鼓的气球，提问：“同学们，大家看这两个气球，一个瘪瘪的，一个鼓鼓的。谁能想办法，不用嘴吹，让这个瘪气球自己鼓起来？”引导学生自由猜想、大胆发言（如“放在太阳下晒”“放在热水旁边”等），鼓励学生说出自己的理由。教材衔接，引出猜想：教师出示教材第XX页（人教鄂教版新教材《空气的热胀冷缩》开篇插图），引导学生观察：“请大家翻开课本，看看图上的小朋友在做什么？（学生回答：把气球套在烧杯口，放在热水里）你们发现气球有什么变化？”结合插图，引导学生说出“气球鼓起来了”，随后追问：“为什么放在热水里，气球会鼓起来？里面的空气发生了什么变化？”视频辅助，强化感知：播放生活中空气热胀冷缩的短视频（如：夏天自行车轮胎容易爆胎、瘪乒乓球放在热水里复原、热气球升空），视频结束后提问：“刚才的视频里，你们看到了哪些现象？这些现象都和空气有关，你们觉得空气在受热或遇冷时，可能会发生什么变化？”提出猜想，引出课题：教师小结：“大家都猜空气受热会变大、遇冷会变小，这个猜想是否正确呢？今天，我们就一起来探究《空气的热胀冷缩》，通过实验来验证我们的猜想。”（板书课题：空气的热胀冷缩）【设计意图】：以生活化的实物、教材插图、短视频为载体，结合启发性提问，激发学生的好奇心和探究兴趣，引导学生从生活现象出发提出合理猜想，自然衔接教材内容，为后续实验探究奠定情感和认知基础，贴合三年级学生具象思维的特点。探究新知，实验验证结合教材，设计实验方案教材解读：引导学生翻开教材第XX页，观察教材中的实验示意图（“气球套试管”实验），提问：“请大家仔细看教材上的实验，这个实验用到了哪些材料？实验步骤是怎样的？”引导学生结合插图，说出实验材料（试管、气球、热水、冷水）和大致步骤（把气球套在试管口，分别放入热水和冷水中，观察气球变化）。师生互动，完善方案：教师提问：“我们为什么要用热水和冷水对比？实验时要注意什么？”引导学生思考并补充：“对比才能看出空气在不同温度下的变化；要把气球套紧，防止空气漏出来；不能用手直接触摸热水，注意安全。”教师结合学生的回答，结合教材实验要求，完善实验方案，并用多媒体课件展示实验步骤示意图，明确操作要点：①将气球口撑开，紧紧套在试管口（用橡皮筋固定，防止漏气）；②准备两烧杯水，一杯热水、一杯冷水；③将套有气球的试管先放入热水中，观察气球的变化；④再将试管从热水中取出，放入冷水中，观察气球的变化；⑤重复2-3次，记录实验现象。小组讨论：组织学生分组讨论：“如果实验中气球鼓起来了，说明空气发生了什么变化？如果气球瘪下去了，又说明什么？”引导学生初步建立“气球鼓起来=空气体积变大，气球瘪下去=空气体积变小”的认知，为观察实验现象、分析实验结果做好铺垫。【设计意图】：紧密结合教材实验内容，引导学生自主解读教材插图，自主设计实验方案，通过师生互动、小组讨论完善方案，培养学生的自主探究能力和合作意识，同时落实教材中“实验探究”的核心要求，让学生明确实验目的和操作要点。动手实验，观察现象（实验一：气球套试管实验）实验操作：教师强调实验安全（不触摸热水、规范套气球），然后指导学生分组进行实验，按照完善后的实验方案，逐步操作，教师巡视指导，及时纠正不规范操作：①提醒学生将气球套紧，避免漏气导致实验现象不明显；②指导学生将试管完全浸入热水和冷水中，确保试管内的空气能充分受热或受冷；③引导学生耐心观察，及时记录实验现象。师生互动，分享发现：实验结束后，组织各小组汇报实验现象，教师引导学生详细描述：“你们把试管放入热水中时，气球有什么变化？放入冷水中时，又有什么变化？”（学生回答：放入热水中，气球慢慢鼓起来；放入冷水中，气球慢慢瘪下去）。分析现象，初步总结：教师提问：“气球鼓起来，说明试管里的空气体积发生了什么变化？（学生回答：变大了）气球瘪下去，说明空气体积发生了什么变化？（学生回答：变小了）那我们可以得出什么结论？”引导学生总结：空气受热时，体积会变大；空气遇冷时，体积会变小。【设计意图】：让学生亲手操作核心实验，直观观察空气热胀冷缩的现象，通过师问生答、小组汇报，引导学生分析现象、初步总结规律，突破教学重点；同时培养学生的动手操作能力、观察能力和表达能力，落实“探究实践”核心素养。重复实验，验证规律（实验二：水柱移动实验）教材衔接：引导学生观察教材第XX页“水柱移动”实验插图，提问：“刚才我们用气球验证了空气的热胀冷缩，教材上还有一个实验，用玻璃管和水柱，也能观察到空气的热胀冷缩，大家想不想尝试？”激发学生的实验兴趣，结合教材插图，讲解实验原理：“我们把带有玻璃管的橡皮塞塞紧试管口，玻璃管另一端放入装有红墨水的小烧杯中，试管内的空气受热或遇冷，体积会发生变化，从而推动水柱移动。”实验操作：教师讲解实验步骤，结合多媒体课件展示操作要点：①在试管中装入少量空气，将带有玻璃管的橡皮塞紧紧塞在试管口；②在小烧杯中倒入适量红墨水，将玻璃管的另一端浸入红墨水中，用记号笔在玻璃管上标记水柱的初始位置；③将试管放入热水中，观察水柱的变化；④再将试管放入冰水中，观察水柱的变化；⑤记录实验现象。学生分组实验，教师巡视指导，重点指导学生塞紧橡皮塞、标记初始位置，确保实验现象明显。师生互动，深化认知：实验结束后，提问：“将试管放入热水中时，玻璃管里的水柱有什么变化？（学生回答：水柱向上移动）放入冰水中时，水柱又有什么变化？（学生回答：水柱向下移动）”引导学生分析：“水柱向上移动，说明试管内的空气受热体积变大，挤压水柱向上；水柱向下移动，说明空气遇冷体积变小，外界大气压把水柱压向下。”总结规律：教师结合两个实验的结果，引导学生完整总结：“通过两个实验，我们都发现：空气受热时，体积会膨胀；空气遇冷时，体积会收缩。这就是空气的热胀冷缩性质。”（板书：空气→受热→体积膨胀（热胀）；空气→遇冷→体积收缩（冷缩））【设计意图】：通过重复实验，用不同的实验方法验证空气热胀冷缩的规律，增强实验结论的科学性和说服力；结合教材实验内容，让学生进一步掌握实验操作技巧，通过分析水柱移动的现象，理解“间接观察”的科学方法，突破教学难点，同时培养学生严谨求实的科学态度。结合教材，分析生活案例教材案例解读：出示教材第XX页“生活中的空气热胀冷缩”插图（如：夏天自行车轮胎爆胎、瘪乒乓球复原、热气球），引导学生观察：“请大家看教材上的这些场景，它们都是利用了空气的什么性质？”分组讨论：组织学生分组讨论每个案例，结合空气热胀冷缩的规律，分析现象背后的原理，每组负责一个案例，讨论结束后派代表汇报。师生互动，讲解原理：①自行车轮胎爆胎：教师提问：“夏天天气热，自行车轮胎为什么容易爆胎？”引导学生回答：“夏天温度高，轮胎内的空气受热膨胀，体积变大，轮胎内的压力变大，就容易爆胎。”教师补充：“所以夏天给自行车打气，不能打得太足，要留一定的空间，防止空气受热膨胀爆胎。”②瘪乒乓球复原：提问：“把瘪乒乓球放在热水里，为什么能复原？”引导学生回答：“热水的热量传递给乒乓球内的空气，空气受热膨胀，就把瘪下去的部分顶起来了。”③热气球：提问：“热气球为什么能升空？”引导学生回答：“热气球内的空气被加热后，体积膨胀，密度变小，就会向上飘起来。”拓展延伸：提问：“除了教材上的这些例子，我们生活中还有哪些现象用到了空气的热胀冷缩性质？”引导学生结合生活经验，说出“夏天汽车油箱不能加太满”“暖水瓶塞有时候会蹦出来”等，教师补充讲解，进一步强化学生对知识的迁移应用能力。【设计意图】：结合教材案例，引导学生运用所学知识分析生活现象，实现“从实验到生活”的迁移，让学生体会科学知识的实用价值；通过分组讨论、师生互动，深化学生对空气热胀冷缩规律的理解，突破教学难点，同时培养学生的分析能力和知识应用能力。巩固练习，深化认知实验回顾，填写记录表：引导学生结合两个实验的过程和现象，填写实验记录表（内容包括：实验名称、实验材料、实验步骤、实验现象、实验结论），教师巡视指导，提醒学生如实记录、书写规范，养成良好的实验记录习惯。小游戏：“判断对错”。教师出示题目，学生举手回答，说明理由，巩固知识点：空气受热时体积会变小，遇冷时体积会变大。（×，理由：空气受热体积膨胀，遇冷体积收缩）瘪乒乓球放在热水里能复原，是因为空气的热胀冷缩。（√）夏天给自行车打气，打得越足越好。（×，理由：夏天温度高，空气受热膨胀，打得太足容易爆胎）小组抢答：教师提问，小组抢答，巩固空气热胀冷缩的规律和应用：空气的热胀冷缩是指什么？（空气受热体积膨胀，遇冷体积收缩）我们用了哪两个实验验证空气的热胀冷缩？（气球套试管实验、水柱移动实验）生活中，利用空气热胀冷缩的现象有哪些？（至少说出2个）【设计意图】：通过填写实验记录表、判断对错、小组抢答等多种形式，巩固本节课的核心知识点，让学生在轻松愉快的氛围中深化认知，同时培养学生的实验记录能力、判断能力和反应能力，落实“科学思维”核心素养。实践延伸，落实素养家庭小实验：布置家庭实践任务，引导学生结合本节课所学，利用家里的材料（如：塑料瓶、气球、热水、冷水），重复“气球套塑料瓶”实验，观察空气的热胀冷缩现象，记录实验过程和发现，下次课堂上分享自己的实验经历。观察任务：要求学生观察家里、校园里的空气热胀冷缩现象，记录下来，分析现象背后的原理，培养观察能力和知识应用能力。情感渗透：教师强调：“空气的热胀冷缩现象在我们的生活中无处不在，它既给我们的生活带来了便利，也可能带来一些小麻烦（如爆胎）。希望大家能继续保持探究兴趣，认真观察生活中的科学现象，勤于思考、乐于动手，发现更多科学的奥秘。”【设计意图】：将课堂探究延伸到课外，通过家庭小实验和观察任务，让学生在生活中继续探究空气的热胀冷缩现象，巩固所学知识，培养学生的动手能力、观察能力和坚持性；同时渗透科学与生活的联系，落实“态度责任”核心素养。小结本节课我们结合人教鄂教版新教材内容，围绕“空气的热胀冷缩”展开了探究学习。通过两个核心实验——气球套试管实验和水柱移动实验，我们验证了猜想，得出了