《受冷与受热》教学设计-2026-2027学年冀人版（新教材）小学科学四年级上册

《受冷与受热》教学设计-2026-2027学年冀人版（新教材）小学科学四年级上册一、学情分析四年级学生在前两课学习物质混合、溶解、混合物分离，认识了部分物理变化，在低年级已经认识水的三态（冰、水、水蒸气），知道水遇冷结冰、受热蒸发，但缺少系统认知：很多物质受冷、受热都会发生体积或者状态改变，热量是改变物质状态的重要条件。学生以具象思维为主，容易混淆汽化、凝固、熔化等科学术语，难以区分“体积热胀冷缩”和“物态变化”两种不同变化。学生能够观察到冷热带来的直观现象，但是很难自主归纳普遍规律，容易形成“所有物质受热体积变大”的片面认知。同时学生具备基础实验操作能力，但对于密封气体、液体热胀冷缩对比实验设计思考不足，需要教师借助器材演示、阶梯式提问引导，区分热胀冷缩现象和物质三态变化，搭建完整物质变化认知体系，落实单元整体学习目标。二、教材分析本课是冀人版2026秋新教材四年级上册第一单元《物质的状态与变化》第四课时，为本单元收尾核心课，整合单元前序溶解、分离等物理变化内容，聚焦热量对物质产生的影响，分为两大核心学习板块：第一板块，认识固体、液体、气体受热体积膨胀、遇冷体积收缩，也就是热胀冷缩现象；第二板块，认识热量改变物质状态，水的三态变化与热量得失的关系，拓展其他物质熔化、凝固现象。教材配有多组演示实验示意图，包含气体密封烧瓶+气球、液体密封玻璃管、固体铜球热胀冷缩实验装置，同时有水三态变化循环示意图。教材强调区分两种变化：体积大小变化（热胀冷缩）、物质状态改变（固态、液态、气态转化）；所有变化过程，物质本身没有产生新物质，均属于物理变化。本课承接单元全部前置内容，完成“物质混合—溶解—分离—冷热引发物质变化”完整逻辑闭环，帮助学生建构物质可以发生多种物理变化的大概念，同时为后续物质性质、物质变化相关单元学习奠定基础。三、核心素养教学目标依据义务教育科学课程标准，确立四维核心素养目标：1.科学观念：知道大多数固体、液体、气体具有热胀冷缩的性质；认识热量变化可以改变物质状态，理解水的三态转化与吸热、放热的关系；区分热胀冷缩现象和物态变化，明确两类变化都属于物理变化。2.科学思维：观察冷热作用下物质变化现象，对比归纳热胀冷缩一般规律；绘制水三态变化示意图，分析热量在物态转化中的作用，区分两种不同类型的物理变化。3.探究实践：能够观察教师演示热胀冷缩系列实验，描述实验现象；可以自主设计简单对比实验，收集证据支撑猜想；能够规范记录物态变化现象，绘制循环示意图。4.态度责任：认真观察演示实验，尊重实验证据；了解热胀冷缩、水三态变化在生产生活中的应用，明白科学规律可以解释自然现象，树立保护水资源、认识自然变化的科学意识。四、教学重难点教学重点：认识大多数物质具有热胀冷缩性质；掌握水的三态变化条件，理解吸热、放热决定物质状态转化。教学难点：区分热胀冷缩（体积改变，状态不变）和物态变化（状态改变）两种物理变化；理解气体、液体、固体热胀冷缩现象的内在原理，辨析特殊案例（水结冰反常膨胀）。五、教学过程单元回顾，情境导入教师单元复习提问：前面我们学习了物质混合、溶解，还学会分离混合物，这些变化过程，有没有生成新的物质？预设学生回答：没有新物质，都是物理变化。教师创设生活情境：夏天路面缝隙会变窄，电线拉得更松弛；冬天水管如果没有做好防护容易冻裂；烧水的时候水还没烧开，水面就往外溢出。教师抛出问题：这些现象都和什么因素有关？冷热会让物质发生哪些改变？今天学习本单元最后一课《受冷与受热》，板书课题。设计意图：回顾单元整体知识，建立单元知识串联，利用学生身边真实生活现象制造认知冲突，激发探究欲望，明确本课探究主题：冷热带给物质的两类变化。探究活动一：认识热胀冷缩教师出示教材三组演示实验图文：分别探究气体、液体、固体的热胀冷缩。实验1：密封烧瓶瓶口套气球，分别放入热水、冷水；实验2：密封细玻璃管装满有色液体，分别置于热水、冷水；实验3：铜球与金属环，常温铜球刚好穿过圆环，加热铜球后尝试穿过圆环，冷却后再次测试。教材提示：绝大多数物质受热体积膨胀，遇冷体积收缩，称为热胀冷缩。教师依次开展演示实验，同步引导学生观察，师生问答互动：演示实验1（气体热胀冷缩）：师：烧瓶放入热水之后，瓶口气球发生了什么变化？放到冷水里气球又如何？

生：热水中气球鼓起，冷水中气球变瘪。

师：烧瓶里面空气总量没有增加减少，为什么气球大小改变？

生：空气受热体积变大，遇冷体积变小。教师小结：气体受热膨胀，遇冷收缩。演示实验2（液体热胀冷缩）：师：装有有色液体的细玻璃管浸入热水，液面如何变化？放入冷水呢？

生：热水中液面上升，冷水中液面下降。

师：液体总量没有增减，液面升降说明什么？

生：液体受热体积膨胀，遇冷收缩。演示实验3（固体热胀冷缩）：师：常温铜球可以顺利穿过金属圆环，酒精灯加热铜球之后，还能穿过去吗？冷却之后呢？

生：加热后穿不过去，冷却之后又可以穿过圆环。教师总结：固体同样具备热胀冷缩的特点。教师黑板绘制汇总表格整理三组实验现象：物质状态受热现象遇冷现象结论气体体积膨胀体积收缩气体热胀冷缩液体体积膨胀体积收缩液体热胀冷缩固体体积膨胀体积收缩固体热胀冷缩教师补充教材特殊知识点：大部分物质遵循热胀冷缩，但是水结冰是特例，水结成冰之后体积反而变大，也就是反常膨胀，冬天水管冻裂就是这个原因。教师继续辨析概念：热胀冷缩改变的是物质体积大小，物质本身固态、液态、气态没有发生改变。教师提问巩固：温度计利用了哪一类物质的热胀冷缩原理？预设学生回答：温度计里面的液体，依靠液体热胀冷缩测量温度。设计意图：依托教材三组经典演示实验开展教学，阶梯式问答引导学生观察现象、归纳规律，表格梳理实验结论，补充水的反常膨胀特例，区分热胀冷缩变化特征，落实本课重点教学。探究活动二：热量改变物质状态教师过渡：冷热除了改变物质体积，还可以改变物质状态，教材重点研究水的固态、液态、气态三者之间如何转化，配有水三态循环示意图，标注每个转化过程吸热、放热条件，标注熔化、凝固、蒸发、凝结科学名词。教师结合示意图讲解教材基础概念：冰是固态的水，日常的水是液态，水蒸气是气态的水。热量得失决定水的状态变化。开展师生互动问答，梳理转化过程：师：固态冰变成液态水，需要受热还是遇冷？这个过程教材叫做什么？

生：冰融化需要受热，叫做熔化。

师：液态水变成固态冰，需要受热还是遇冷？这个过程叫什么？

生：遇冷，叫做凝固。

师：液态水变成水蒸气，是什么过程？需要吸热还是放热？

生：蒸发，需要吸收热量。

师：水蒸气遇冷变成液态小水珠，是什么变化？

生：凝结，释放热量。教师带领学生在黑板绘制水三态转化循环简图，标注每个变化吸热、放热。教师拓展教材案例：除了水之外，蜡烛、巧克力受热熔化变成液体，冷却之后凝固变回固体，同样是热量改变物质状态。教师设置对比辨析提问：冰块融化成水，和冰块受热体积膨胀，两种变化一样吗？引导学生区分：熔化是物质状态改变；热胀冷缩只是体积大小改变，状态不变，但是两种变化都没有产生新物质，全部属于物理变化。设计意图：使用教材三态示意图辅助教学，问答拆解物态转化条件，绘图帮助学生建立循环认知，对比辨析本课两大变化类型，攻克教学难点，构建完整物质物理变化认知。联系自然与生活拓展应用教师展示自然现象：露水形成、霜的出现、云雾降雨、河面结冰，请学生运用本课知识解释成因；同时列举生活应用：铁轨预留伸缩缝、高压电线夏季放松冬季拉紧、玻璃瓶盖子加热更容易拧开，分析其中热胀冷缩原理。组织学生小组交流发言，运用课堂所学解释现象，实现知识迁移应用。六、课堂小结师生整体梳理本课及本单元全部内容：本节课我们学习受冷、受热带来两类物质变化，大多数