初中科学七年级上册：温度的测量（第四课时）教案

初中科学七年级上册：温度的测量（第四课时）教案

一、课标依据与教材分析

（一）课程标准关联分析

本节课内容主要对应《义务教育初中科学课程标准（2022年版）》中的“物质科学”领域。具体关联如下：

1.核心概念：“物质的运动与相互作用”下的“温度是表示物体冷热程度的物理量，温度的测量需要使用温度计”等相关要求。

2.学业要求：学生能说出温度的概念和常用单位；能正确使用实验室温度计、体温计等测量工具进行测量；能解释生活中与温度相关的常见现象。

3.跨学科概念：渗透“系统与模型”、“尺度、比例和数量”、“能量与物质”等跨学科概念，引导学生理解测量工具是建立定量模型的桥梁。

（二）教材内容与地位分析

本节课是“科学测量”主题单元的最后一课时，在此之前，学生已经学习了长度、体积、质量等基本物理量的测量，初步建立了测量的基本思想——“与公认标准进行比较”。温度测量是本单元的深化与综合，其特殊性在于：

1.感知的间接性：温度的“冷热”感觉具有主观性，必须通过工具客观量化，这深刻体现了科学测量的本质。

2.原理的抽象性：温度计的工作原理涉及物质的热胀冷缩特性，是学生首次接触利用物质属性制作测量工具的例子。

3.应用的广泛性：从实验室研究到日常生活（气象、医疗、烹饪），温度测量无处不在，是连接科学学习与生活实践的关键节点。

本节内容承接前序知识，并为后续学习物态变化、热传递、分子热运动等内容奠定坚实的测量技能与概念基础。

（三）学情分析

七年级学生处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期，具有以下特点：

1.已有认知：对“冷热”有丰富的生活体验，知道摄氏温度的单位“℃”，部分学生能使用家用温度计。

2.认知障碍：

1.3.概念混淆：易将“温度”与“热量”混为一谈。

2.4.原理模糊：对温度计“为什么能量温度”知其然不知其所以然。

3.5.操作不规范：使用温度计时，对读数时机、视线要求、测量位置等操作要点缺乏严谨认知。

6.学习动力：对动手实验兴趣浓厚，乐于探究生活现象背后的科学原理，但耐性和细致程度有待培养。

二、教学目标

基于以上分析，确立以下四维教学目标：

（一）科学观念

1.理解温度是表示物体冷热程度的物理量，知道摄氏温标的规定方法。

2.掌握常用液体温度计（实验室温度计、体温计）的工作原理——液体的热胀冷缩。

3.能区分温度与热量，形成正确的物理量观念。

（二）科学思维

1.通过比较不同物体冷热程度的需要，经历“定性感知”到“定量测量”的科学思维发展过程。

2.通过分析温度计的设计与改良，培养模型建构与工程技术思维。

3.能够运用温度概念和测量数据，对简单的热现象进行推理和解释。

（三）探究实践

1.能独立、规范地使用实验室温度计测量液体温度，并准确记录数据。

2.通过“自制简易温度计”项目，亲历设计、制作、校准、评价的完整工程实践过程。

3.初步学习根据测量目的（如测体温、气温、水温）选择合适的温度计。

（四）态度责任

1.在实验操作中养成实事求是、严谨细致的科学态度。

2.认识到精确测量对科学研究、工业生产、医疗健康的重要性，培养技术责任感。

3.关注温度与环境的联系，初步形成节能环保的意识。

三、教学重难点

1.教学重点：

1.2.温度计的工作原理（液体热胀冷缩）。

2.3.实验室温度计的正确使用方法与读数。

3.4.摄氏温标的规定与理解。

5.教学难点：

1.6.温度计刻度（温标）的定标原理与方法。

2.7.体温计特殊结构（缩口）的设计思想及其与测量目的的关联。

3.8.引导学生从“使用工具”跃升到“理解并评价工具”。

四、教学准备

（一）教师准备

1.多媒体资源：教学课件（包含温度计发展史动画、各类温度计图片、操作微视频）；实时投屏系统。

2.演示器材：实验室温度计（红水、煤油各一支）、体温计、寒暑表、数字温度计、红外测温仪各一；自制大型玻璃泡温度计模型；热水杯、冷水杯各一个；温度计挂图。

3.分组实验器材（按4人小组准备）：

1.4.实验室温度计（0-100℃）一支

2.5.烧杯三个（分别盛约1/3的冷水、温水、热水，水温提前调好并保密）

3.6.铁架台、夹子（用于固定温度计）

4.7.吸水纸

8.自制温度计项目材料（按4人小组准备）：

1.9.小玻璃瓶（或青霉素小瓶）一个

2.10.细吸管一根

3.11.红色墨水（或食用色素）少许

4.12.橡皮泥（或橡皮塞）一块

5.13.大烧杯两个（一个装冰水混合物，一个装沸腾后稍冷却的热水，注意安全）

6.14.白色卡纸、刻度尺、记号笔

15.评价工具：课堂观察记录表、小组项目评价量规。

（二）学生准备

预习教材相关内容；思考并记录两个生活中与温度测量相关的问题。

五、教学实施过程（共计2课时，90分钟）

第一课时：从感知到测量——温度计的原理与使用

环节一：创设情境，引发认知冲突（预计时间：8分钟）

1.活动导入：“谁是神触觉？”

1.2.教师准备三盆水：A（热水，约50℃）、B（温水，约30℃）、C（冷水，约10℃）。

2.3.邀请三位志愿者上台。志愿者甲将左手浸入A盆，右手浸入C盆，30秒后，同时将双手浸入B盆。

3.4.提问：“请描述你此刻双手在B盆中的感觉。”志愿者通常会报告左手感觉凉、右手感觉热。

4.5.追问全班：“同一盆水，为什么两只手感觉不一样？我们如何客观、准确地知道这盆水的冷热程度？”

5.6.设计意图：通过经典的“感觉欺骗”实验，强烈冲击学生“感觉即事实”的朴素观念，深刻揭示定性感知的局限性，从而无可辩驳地引出对客观、定量测量工具的迫切需求，点燃学习动机。

7.引出课题：

1.8.教师总结：我们的感觉会“骗人”。在科学上，我们需要一个客观的物理量来描述物体的冷热程度，这个量就是温度。要准确知道温度，就必须使用专门的测量工具——温度计。

2.9.板书课题：温度的测量。

环节二：追本溯源，探究测温原理（预计时间：15分钟）

1.原理初探：

1.2.问题链驱动：

1.2.3.“温度变化时，物体会发生什么我们容易观察到的变化？”（引导学生回忆：夏天电线松驰、乒乓球瘪了用热水烫会鼓起来等）。

2.3.4.“这些变化有什么共同点？”（物体体积随温度变化，一般热胀冷缩）。

3.4.5.“能否利用这个性质来显示温度的高低？”

5.6.教师展示自制大型玻璃泡温度计模型（一个装有红色液体的玻璃瓶，插着细管）。将其先后放入热水杯和冷水杯中，让学生观察细管中液柱的变化。

6.7.学生归纳：温度升高，液柱上升；温度降低，液柱下降。这说明我们可以利用液体热胀冷缩的性质来测量温度。

8.模型建构与深化：

1.9.小组讨论：“这个装置现在能告诉我们具体的温度值吗？它缺少什么？”（缺少刻度，即温标）。

2.10.教师讲解温标的定义。重点介绍摄氏温标的规定方法，这是国际通用且学生最熟悉的温标。

3.11.动态演示（结合课件动画）：

1.4.12.0℃的规定：在标准大气压下，冰水混合物的温度。

2.5.13.100℃的规定：在标准大气压下，水沸腾时的温度。

3.6.14.等分刻度：将0℃到100℃之间均匀分成100等份，每一份就是1摄氏度。

7.15.板书要点：摄氏温标（℃）、两个基准点、等分思想。

环节三：知行合一，掌握规范操作（预计时间：20分钟）

1.观察与辨析：

1.2.教师分发实验室温度计。学生小组观察，并完成观察任务单：

1.2.3.温度计由哪几部分构成？（玻璃泡、毛细管、刻度、单位）

2.3.4.它的量程和分度值是多少？

3.4.5.里面的液体是什么？（通常为煤油染红或酒精染红，水银温度计已逐步淘汰，此处进行安全教育）。

5.6.教师展示体温计、寒暑表，引导学生比较它们在量程、分度值和外观上的不同，初步渗透“测量工具的选择取决于测量需求”的思想。

7.规范操作学习：

1.8.微视频导学：播放《实验室温度计的正确使用》规范操作微视频（约2分钟）。

2.9.教师示范与口诀提炼：教师边操作边讲解测量一杯水温度的全过程，并引导学生共同提炼操作口诀：

1.3.10.估：估测被测物温度，选择合适温度计。

2.4.11.看：观察量程和分度，认清单位是前提。

3.5.12.放：玻璃泡全浸液体中，不碰容器底和壁。

4.6.13.等：待液柱稳定不变化，温度计不能离液体。

5.7.14.读：视线要与液面平，仰视偏低俯视高。

6.8.15.记：读数单位要带上，记录数据备分析。

9.16.关键点突破（用板书图示强调“视线平齐”）：

1.10.17.通过三种视线（俯视、平视、仰视）的示意图，让学生直观理解读数误差的产生，强化“平视”规范。

18.分组实践与反馈：

1.19.任务一：测量与记录。各小组测量面前三个烧杯（冷水、温水、热水）的温度，将数据记录在表格中。教师巡视指导，重点纠正操作错误。

2.20.任务二：误差分析。教师通过投屏展示某组的读数（可能包含典型错误）。引导学生讨论：“这个读数可靠吗？可能在哪里出现了操作问题？”在分析中巩固操作要点。

环节四：首课总结与项目发布（预计时间：7分钟）

1.课堂小结：师生共同梳理本节课核心知识脉络：为什么测（定性不可靠）→凭什么测（热胀冷缩原理）→怎么标（摄氏温标规定）→怎么用（规范操作口诀）。

2.项目式学习任务发布：

1.3.“今天，我们都成为了合格的温度计‘使用者’。下节课，我们要挑战更高阶的角色——温度计‘设计者’！”

2.4.发布“自制简易温度计”项目任务书：

1.3.5.目标：利用提供的材料，制作一个能相对显示温度高低的简易温度计，并尝试为其标上刻度。

2.4.6.挑战：如何使你的温度计更灵敏（液柱变化更明显）？如何让你的刻度更准确？

3.5.7.要求：小组合作，画出设计草图，记录制作和校准过程，准备下节课进行展示和评比。

6.8.学生领取项目材料包，课后可进行初步构思。

第二课时：从使用到创造——温度计的设计与进化

环节一：项目实践——自制简易温度计（预计时间：25分钟）

1.明确要求与启动（3分钟）：

1.2.回顾项目任务，展示评价量规（从设计合理性、制作工艺、校准尝试、团队合作等方面评价）。

2.3.各小组利用课前领取的材料开始项目制作。教师提供“技术锦囊”海报作为支架，提示关键点：

1.3.4.如何保证装置气密性？（橡皮泥封口要严）

2.4.5.如何让液柱变化更明显？（用细吸管、液体染色）

3.5.6.如何确定“0℃”和“100℃”？（使用提供的冰水混合物和热水）

7.小组协作与制作（15分钟）：

1.8.学生小组开展设计、组装、测试活动。教师巡回指导，扮演“技术顾问”角色，不直接给出方案，而是通过提问启发学生思考，例如：“你觉得瓶子里留多少空气合适？”“吸管插深一点和浅一点有区别吗？”

2.9.鼓励学生记录在尝试过程中遇到的问题和解决方案。

10.初步展示与反思（7分钟）：

1.11.邀请2-3个有代表性（如成功、有创意、遇到典型困难）的小组上台展示他们的作品，并简述设计思路和遇到的挑战。

2.12.引导性提问：“你们的温度计和实验室温度计比，最大的不足是什么？”（刻度粗糙、玻璃泡大小不一、液体不同导致膨胀程度不同等）。

3.13.设计意图：通过亲身制作，学生深刻体会到温度计设计的精妙与不易，将学习从“应用层面”提升至“工程设计与评价层面”，理解标准化的重要性。

环节二：深度解析——体温计的特殊设计（预计时间：12分钟）

1.聚焦问题：

1.2.“我们自制的温度计离开被测液体后，读数会怎样？”（会变，因为玻璃泡温度变化了）。

2.3.“这在测量水温时没问题，但如果是测量体温呢？医生把体温计从你腋下拿出来读数时，你希望液柱变化吗？”（不希望，需要保留最高温度读数）。

4.探究结构：

1.5.分发体温计（已消毒或使用模型），让学生仔细观察其与实验室温度计的细微差别，重点寻找能“留住”读数的结构。

2.6.学生用放大镜观察，会发现毛细管处的“缩口”（一个特别细的弯道）。

3.7.播放动画：解释缩口工作原理。升温时，水银膨胀压力大，能“挤过”缩口上升；降温时，水银收缩，在缩口处断开，使上部液柱无法退回，从而固定最高体温示数。使用后需用力甩，让液柱回落。

8.领悟思想：

1.9.教师总结：体温计的缩口设计，是一个为解决特定测量需求（离开人体读数）而进行的精巧工程设计。这体现了“形式服务于功能”的技术哲学。引导学生思考技术发明如何以人为本。

环节三：拓展视野——温度测量的过去与未来（预计时间：10分钟）

1.科技史话：

1.2.课件图文介绍温度计发展简史：从伽利略的空气温度计，到佛罗伦萨的酒精温度计，再到华伦海特和华氏温标、摄尔修斯和摄氏温标，直至现代的数字与红外技术。

2.3.核心讨论：“从温度计的发展史中，你看出技术进步的趋势是什么？”（引导学生说出：更精确、更便捷、量程更广、从模拟到数字等）。

4.现代技术巡礼：

1.5.教师展示并简要演示数字温度计、红外额温枪/耳温枪、热电偶温度传感器（连电脑显示实时曲线）等。

2.6.跨学科联系：

1.3.7.联系信息技术：数字传感器如何将温度信号转化为电信号再显示为数字？

2.4.8.联系生命科学：不同动物的体温相同吗？恒温与变温有何意义？

3.5.9.联系地球科学：气象站如何测量气温？全球变暖的1.5℃阈值意味着什么？

环节四：综合应用与课堂总结（预计时间：13分钟）

1.综合应用活动：“测温专家会诊”

1.2.呈现几个真实情境问题，小组讨论选择并正确使用哪种温度测量工具及理由：

1.2.3.监控新冠疫情期间进入校园人员的体温。（红外额温枪，快速、非接触）

2.3.4.精确测量化学实验中反应溶液的温度。（实验室温度计，精度高）

3.4.5.在家自我监测是否发烧。（电子体温计或传统体温计，安全、准确）

4.5.6.测量炼钢炉内的温度。（热电偶等高温温度计，量程大）

5.6.7.了解今天一整天的气温变化。（自动气象站温度传感器，连续记录）

7.8.各组发表观点，在辩论中深化对“测量工具的选择取决于测量目的、对象、环境与精度要求”的理解。

9.全课总结与升华：

1.10.引导学生以概念图或思维导图的形式，总结“温度测量”单元的知识、技能与思想方法体系。

2.11.教师进行情感价值观升华：温度测量，从古老的“一拃”、“一步”般的身体感知，发展到今天精密的数字化、遥感化测量，是人类科学理性与技术创新共同驱动的缩影。希望同学们不仅学会使用温度计，更能拥有科学测量者的严谨、技术设计者的巧思和关注人类福祉的责任。

六、板书设计

温度的测量

一、温度（T）：物体冷热程度的物理量。

二、测温原理：常用液体温度计利用液体热胀冷缩的性质。

三、摄氏温标（℃）：

0℃——标准大气压下，冰水混合物温度。

100℃——标准大气压下，水沸腾温度。

等分100份，每份1℃。

四、温度计使用（口诀）：

估→看→放→等→读→记

（视线与液面相平）

五、特殊设计——体温计：

结构特点：缩口

功能：离开人体后能保留示数。

六、测量思想：

定性感知→定量测量

工具选择：服务于测量目的。

七、分层作业设计

【A层：基础巩固】（全体必做）

1.完成课后练习，重点练习温度计的读数和