4.膨胀与收缩教学设计初中科学沪教版上海七年级第二学期-沪教版（上海）

4.膨胀与收缩教学设计初中科学沪教版上海七年级第二学期-沪教版（上海）课题课时设计意图一、设计意图通过生活实例（如踩瘪乒乓球复原、铁轨缝隙）引发学生思考，结合课本中水的热膨胀、金属球热胀冷缩实验，引导学生观察现象、归纳热胀冷缩规律，培养实验探究能力。联系实际应用（如温度计原理），帮助学生理解科学知识与生活的联系，落实“从生活走向科学”的课程理念，符合七年级学生以直观思维为主的学习特点。核心素养目标二、核心素养目标通过热胀冷缩现象的观察与实验，形成物质热性质的科学观念；运用归纳推理分析实验数据，发展科学思维能力；经历实验设计与操作，提升探究实践能力；联系生活实例（如温度计、铁轨），体会科学应用价值，培养严谨求实的科学态度。重点难点及解决办法重点：热胀冷缩的概念及规律（来源：课本水的热膨胀实验、金属球热胀冷缩演示）。

难点：不同物质膨胀程度差异及应用原理（来源：金属球通过环的实验、温度计工作原理）。

解决方法：通过对比实验（水银与酒精温度计）观察膨胀差异；利用动画模拟微观粒子运动，理解膨胀本质；结合铁轨缝隙、桥梁伸缩缝等实例，强化规律应用。突破策略：引导学生自主设计实验，记录数据归纳结论，深化对热胀冷缩普遍性与特殊性的认识。教学资源准备1.教材：确保每位学生配备沪教版七年级科学第二学期教材，重点参考“膨胀与收缩”章节内容。

2.辅助材料：准备金属球通过环的对比实验视频、铁轨缝隙生活实例图片、热胀冷缩原理示意图。

3.实验器材：分组配备烧杯、热水、冷水、金属球、金属环、酒精灯、温度计等，确保器材安全完整。

4.教室布置：设置分组实验操作台，配备多媒体设备展示动态实验过程，便于观察现象。教学过程设计###1.导入新课（5分钟）

**目标**：通过生活实例引发学生对“热胀冷缩”现象的思考，激发探索欲望。

**过程**：

开场提问：“同学们，你们见过踩瘪的乒乓球吗？如果把它放进热水里，它会慢慢复原，这是为什么呢？夏天公路上的沥青路面为什么有时会鼓起包，冬天铁轨之间为什么要留缝隙？”

展示图片：踩瘪乒乓球复原过程、铁轨缝隙、夏季路面鼓包现象。播放短视频：金属球受热后通过金属环的实验片段。

简短介绍：“这些现象都隐藏着一个共同的科学规律——‘膨胀与收缩’。今天我们就来探究物体温度变化时体积变化的奥秘。”

###2.热胀冷缩基础知识讲解（10分钟）

**目标**：帮助学生理解热胀冷缩的概念、原理及普遍性。

**过程**：

讲解定义：“一般物体在温度升高时体积膨胀，温度降低时体积收缩，这种现象叫做热胀冷缩。”

结合课本图示（沪教版七年级科学下册PXX）展示粒子模型：温度升高时，分子（或原子）运动加剧，间距增大，物体体积膨胀；温度降低时，分子运动减慢，间距减小，物体体积收缩。

实例分析：“生活中常见的温度计，就是利用液体热胀冷缩的原理制成的；实验室用的酒精灯，灯帽松开是为了防止酒精受热膨胀导致灯帽卡住。”

###3.热胀冷缩案例分析（20分钟）

**目标**：通过典型实验与生活实例，深化学生对热胀冷缩规律的理解，认识其应用与危害。

**过程**：

**案例1：水的热膨胀实验（课本实验）**

展示实验步骤：在烧瓶中装满冷水，插入细玻璃管，放在热水里，观察液柱变化；再放入冰水中，观察液柱变化。引导学生记录现象，总结“水在4℃以上遵循热胀冷缩规律”。

**案例2：金属球热胀冷缩演示**

演示课本实验：铜球刚好通过铁环，对铜球加热后，不能通过铁环；冷却后，又能通过。提问：“为什么加热后铜球不能通过铁环？这说明了什么？”引导学生得出“固体热胀冷缩比液体更明显”。

**案例3：热胀冷缩的应用与防护**

展示图片：桥梁的伸缩缝、高压电线夏季松弛的现象、火车车轮的轮箍安装工艺。分析：“桥梁留伸缩缝是防止热胀损坏；电线夏季松弛是避免拉断；轮箍加热后套在车轮上，冷却后收缩紧固。”

小组讨论：“生活中还有哪些利用或防止热胀冷缩的例子？每组列举2-3个，并说明原理。”

###4.学生小组讨论（10分钟）

**目标**：培养合作探究能力，引导学生将知识与生活实际结合。

**过程**：

将学生分为4人一组，每组讨论主题：“热胀冷缩现象在生活中的应用及潜在问题”。

讨论任务：

①举1个利用热胀冷缩的实例（如温度计、体温计）；

②举1个需要防止热胀冷缩危害的实例（如玻璃瓶盖拧不开时用热水烫）；

③思考：“如果所有物质都不热胀冷缩，我们的生活会有什么变化？”

每组记录讨论结果，推选1名代表准备展示。

###5.课堂展示与点评（15分钟）

**目标**：锻炼学生表达能力，促进全班交流，深化对知识的理解。

**过程**：

各组代表依次上台展示（3组，每组2分钟），教师引导其他学生倾听并记录亮点。

例如：

第1组展示：“我们组选的是体温计，水银受热膨胀上升，指示温度；玻璃管细，便于观察微小变化。”

第2组展示：“冬天玻璃瓶盖拧不开，用热水烫瓶盖，瓶盖受热膨胀，就容易拧开了。”

教师点评：“第1组抓住了体温计‘液柱明显变化’的特点；第2组能运用‘固体热胀冷缩’解释生活问题。大家思考：为什么用热水烫瓶盖而不是烫瓶子？”（引导学生明确“瓶盖与瓶子材质不同，膨胀程度不同”）

###6.课堂小结（5分钟）

**目标**：回顾核心知识，强化科学应用意识。

**过程**：

回顾本节课重点：“今天我们学习了热胀冷缩的概念、原理（分子运动解释），并通过实验和生活实例认识到它的普遍性。”

强调应用价值：“热胀冷缩既是科学规律，也是解决实际问题的工具——比如设计时要留缝隙，仪器要选合适材料。”

布置作业：“①观察家中或学校中的1个热胀冷缩现象（如铝合金门窗缝隙），记录现象并解释原理；②设计一个小实验，验证某物质的热胀冷缩（如用吸管和水自制简易温度计）。”学生学习效果在科学思维方面，学生通过对比实验（如水银温度计与酒精温度计的膨胀差异）和案例分析（桥梁伸缩缝、高压电线夏季松弛），学会运用“归纳推理”从现象总结规律，并能运用“控制变量法”设计简单实验验证物质热胀冷缩的普遍性。例如，学生提出“用不同液体（水、油）装入相同试管，插入细管加热，比较液柱上升高度”的探究方案，体现对课本“探究影响热胀冷缩因素”的迁移应用。

生活应用能力显著提升，学生能主动识别并解释日常现象：如踩瘪乒乓球遇热水复原（气体热胀冷缩）、冬季玻璃瓶盖拧不开时用热水烫瓶盖（固体热胀）、夏天路面鼓包（沥青受热膨胀）等，并能结合课本知识说明温度计、体温计的工作原理，理解“液柱明显变化”的设计意义。小组讨论中，学生列举“高压电线夏季预留垂弧”“铁路轨道间留缝隙”等实例，分析其“防止热胀损坏”的应用逻辑，体现对课本“热胀冷缩的防护”内容的深度理解。

此外，学生科学态度得到培养，实验操作中注重安全规范（如酒精灯的正确使用），数据记录客观严谨，对“金属球加热后能否通过铁环”的异常现象（如环未对准）能主动排查原因，培养求实精神。课后作业中，学生完成“观察家中铝合金门窗缝隙变化”“用吸管和水自制简易温度计”等任务，将课本知识转化为实践成果，如某学生记录“夏季门窗缝隙变大，冬季变小”，并解释“铝合金热胀冷缩导致”，体现知识的内化与应用。

综上，学生通过本节课学习，不仅扎实掌握课本核心知识，更形成“观察—实验—推理—应用”的科学探究能力，能将热胀冷缩规律与生活实际紧密结合，实现从“被动接受”到“主动建构”的转变，为后续学习物质性质奠定坚实基础。教学评价1.课堂评价：通过分层提问了解概念掌握情况，如“热胀冷缩的微观本质是什么？”（考查分子运动理解）、“为什么铁轨要留缝隙？”（联系应用实例）；观察学生分组实验操作（如金属球热胀冷缩演示、水的热膨胀实验），重点记录器材使用规范、数据记录准确性及小组协作能力；课堂小测采用判断题（如“所有物质都遵循热胀冷缩规律”）和简答题（如“设计实验验证酒精的热胀冷缩”），即时反馈学生对课本重点（普遍性、差异性）的理解程度，对错误率高的知识点（如水的反常膨胀）当堂讲解巩固。

2.作业评价：批改观察记录作业（如“铝合金门窗缝隙季节变化”）时，关注学生是否能结合课本知识（金属热胀冷缩特性）解释现象，标注典型错误（如混淆气体与固体膨胀程度）；对实验设计作业（如“自制简易温度计”）评价方案可行性（变量控制、安全性）与原理应用（液体热胀冷缩），点评时肯定创新点（如用不同液体对比），指出不足（如未标注刻度划分），鼓励学生通过修正方案深化对课本“热胀冷缩应用”的理解，促进知识向实践转化。课后拓展1.拓展内容：推荐阅读《科学探索》中“物质的热性质”章节，重点阅读“热胀冷缩的微观解释”“不同物质的膨胀差异”部分；观看视频“生活中的热胀冷缩现象”，包括桥梁伸缩缝设计、温度计工作原理的动态演示