小学科学《热胀冷缩》教学实录

小学科学《热胀冷缩》教学实录一、课前思考《热胀冷缩》是小学科学课程中的经典探究课题，通常安排在中高年级。本课的核心在于引导学生通过观察、实验、分析，自主建构“一般情况下，物体受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩”这一科学概念。对于这个年龄段的学生而言，抽象的“分子运动论”显然超出了他们的认知范围，因此，教学的重点应放在现象的观察与规律的总结上，并紧密联系生活实际，让学生感受到科学的实用性。我在设计这堂课时，特别注重实验的直观性和学生的参与度，力求让学生在“做科学”的过程中主动发现。二、课前准备教师准备：烧杯（大号，3个）、烧瓶（带瓶塞，瓶颈较长，3-4个）、气球（小号，若干）、热水、冷水、冰水混合物、红墨水（或食用色素）、滴管、铜球与铁环（演示固体热胀冷缩用）、酒精灯、三脚架、石棉网、火柴、抹布、PPT课件（包含生活中热胀冷缩现象的图片或短视频）。学生准备：科学活动手册、铅笔、橡皮；每小组一套简易实验材料（如：矿泉水瓶代替烧瓶、气球、小塑料杯代替烧杯、热水、冷水——可由教师统一提供或提前安排学生少量自备）。三、教学过程（一）创设情境，导入新课师：同学们，夏天的时候，我们走在马路上，有时候会看到路面出现一些鼓起来的地方，大家注意过吗？（稍作停顿，等待学生回应）还有，冬天天气特别冷的时候，水管里的水有时候会把水管冻裂，这又是为什么呢？（学生自由发言，可能会有各种猜测）师：看来大家对这些生活现象都很关注，也有自己的想法。这些现象背后，其实都隐藏着一个关于“热”和“冷”的科学秘密。今天，我们就一起来探索这个秘密，好不好？（板书课题：热胀冷缩）(设计意图：从学生熟悉的生活现象入手，创设问题情境，激发学生的探究兴趣和好奇心，自然导入新课。)（二）探究新知1.探究气体的热胀冷缩师：我们先来做一个有趣的小实验。请大家看老师这里（出示一个空烧瓶，瓶口套一个气球）。现在，这个气球是瘪的。如果老师把这个烧瓶放进热水里，大家猜一猜，气球会怎么样？（引导学生大胆猜测）生：会鼓起来！/没变化？/会瘪下去？师：到底会怎么样呢？我们一起来试试看。（教师演示：将烧瓶放入盛有热水的烧杯中，引导学生仔细观察。）生：（观察到气球慢慢鼓起来）哇！鼓起来了！师：看到了吗？气球真的鼓起来了。那如果我把它从热水中取出来，再放进冷水里，气球又会怎么样呢？生：会瘪下去！/会变得更大？师：好，我们继续观察。（教师将烧瓶从热水中取出，稍等片刻，再放入盛有冷水的烧杯中。）生：瘪下去了！瘪下去了！师：太神奇了！谁能说说刚才我们看到了什么？生：瓶子放进热水里，气球鼓起来了；放进冷水里，气球又瘪下去了。师：说得非常清楚。那大家想一想，为什么会出现这样的现象呢？瓶子里是什么？生：空气！师：对，是空气。难道是空气变多了或者变少了吗？（引导学生思考，排除空气进出的可能，因为气球是套在瓶口的。）生：不是，气球套着呢，空气跑不出来，也进不去。师：那是什么变了呢？（引导学生思考“体积”）生：可能是空气“变大”了？/空气占据的地方变大了？师：大家的想法很有道理。当我们把瓶子放进热水中，瓶子里的空气变“热”了，我们看到气球鼓起来，说明空气占据的空间变大了，也就是空气的体积膨胀了。当我们把瓶子放进冷水中，瓶子里的空气变“冷”了，气球瘪下去，说明空气占据的空间变小了，也就是空气的体积收缩了。师：现在，请各小组用你们桌上的材料（矿泉水瓶、气球、热水、冷水），也来亲自做一做这个实验，注意观察现象，并把你们的发现记录在活动手册上。实验时要注意安全，小心热水烫手。(学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生注意观察气球的变化，鼓励学生之间交流。)师：好了，同学们，实验做得怎么样了？哪个小组愿意分享一下你们的发现？(各小组代表发言，描述实验现象，教师引导学生总结。)师：通过刚才的实验，我们发现：空气受热时，体积会膨胀；受冷时，体积会收缩。（板书：气体受热体积膨胀受冷体积收缩）2.探究液体的热胀冷缩师：我们发现空气这种气体具有受热膨胀、受冷收缩的性质。那么，像水这样的液体，会不会也有这样的性质呢？生：会！/不会！/不知道。师：科学需要用实验来验证。我们再来设计一个实验研究一下液体。老师这里有一个装了红色水的烧瓶（瓶中水位约三分之二，瓶塞已塞紧，瓶塞上插有一根细玻璃管，红色水已进入玻璃管中形成一段水柱）。大家看，玻璃管里有一段红色的水柱。如果我把这个烧瓶放进热水里，你们猜，玻璃管里的水柱会怎么样？生：会上升！/会下降！师：我们一起来验证。（教师演示：将烧瓶放入热水中，引导学生观察水柱变化。）生：水柱上升了！师：好，现在把它放进冷水里呢？生：水柱会下降！师：（演示放入冷水中）大家看，是不是这样？生：是的！水柱下降了！师：这个现象说明了什么呢？红色的水在受热和受冷时，它的什么发生了变化？生：水受热时，体积变大了，所以水柱上升；受冷水柱下降，体积变小了。师：非常好！液体也具有受热时体积膨胀，受冷时体积收缩的性质。（板书：液体受热体积膨胀受冷体积收缩）师：老师给每个小组也准备了类似的简易装置（或引导学生利用矿泉水瓶和吸管自制），大家可以再次通过实验感受一下液体的热胀冷缩。同样，注意安全，并记录你们的发现。(学生分组实验，教师巡视指导，重点引导学生观察水柱的升降与“体积变化”的联系。)3.探究固体的热胀冷缩师：气体、液体都有热胀冷缩的性质，那我们身边的固体，比如桌子、书本、我们用的尺子，它们会不会也有这样的性质呢？生：会吧？/应该有。/固体那么硬，怎么会变呢？师：固体的变化可能比较微小，我们不容易直接看出来。老师这里有一个专门的实验装置，叫“铜球穿铁环”（出示铜球和铁环，演示铜球常温下能顺利穿过铁环）。大家看，现在铜球能穿过铁环。如果我用酒精灯给铜球加热一段时间，铜球还能穿过去吗？生：能！/不能了！师：（用酒精灯加热铜球，注意安全操作，加热约一两分钟后，尝试让铜球穿过铁环）大家仔细看！（铜球无法穿过）生：哇！穿不过去了！师：这说明什么？铜球加热后，它的体积怎么样了？生：变大了！师：现在，我们让铜球自然冷却一会儿，或者用冷水浇一下（教师操作），再试试看。（铜球再次穿过铁环）生：又能穿过去了！师：这又说明了什么？生：铜球受冷后，体积变小了！师：太棒了！通过这个实验，我们发现固体也具有受热体积膨胀，受冷体积收缩的性质。（板书：固体受热体积膨胀受冷体积收缩）（三）归纳总结师：同学们，通过刚才一系列的探究活动，我们发现了气体、液体和固体在受热和受冷时，它们的体积都发生了变化。谁能把我们的发现总结一下？(引导学生综合概括，教师适时补充和完善。)师：说得非常好！一般情况下，物体（包括气体、液体和固体）在受热时，体积会膨胀；在受冷时，体积会收缩。这种现象，我们就叫做“热胀冷缩”。（完善课题板书：热胀冷缩——物体受热体积膨胀，受冷体积收缩的现象。）师：大家要注意“一般情况下”这几个字，因为有些特殊的物质，比如水在结冰的时候，体积反而会变大，这是一种特殊情况，我们以后会学到。（四）联系生活，拓展应用师：知道了热胀冷缩的原理，现在我们回过头来看看课前提出的问题。夏天路面鼓起来，可能是什么原因呢？生：夏天天气热，路面的固体受热膨胀，所以鼓起来了！师：很有道理！那冬天水管冻裂，是因为水受冷体积收缩吗？生：（思考）不对！刚才老师说水结冰是特殊情况，体积会变大！师：对！非常好！冬天水管里的水结冰时，体积会变大，所以把水管撑裂了。这是水的特殊性。师：生活中还有很多热胀冷缩的例子，谁能说一说？生1：夏天，路面会鼓起来。生2：温度计！温度计就是利用液体的热胀冷缩原理做成的！生3：夏天，自行车打气不能打太足，不然太阳一晒，轮胎里的空气膨胀，可能会爆胎。生4：煮熟的鸡蛋，放在冷水里泡一下，蛋壳就容易剥下来，因为蛋壳和里面的蛋白收缩程度不一样。师：同学们举的例子都非常好！热胀冷缩的原理在我们生活中应用非常广泛，比如温度计的使用，就是利用了液体（水银或酒精）的热胀冷缩；铁路的钢轨之间会留有缝隙，也是为了防止夏天钢轨受热膨胀而拱起来；还有我们喝的瓶装饮料，一般都不会装满，也是考虑到液体受热膨胀的因素。(PPT展示更多生活中的热胀冷缩现象图片或短视频，如：夏天电线下垂、冬天电线绷紧；罐头盖难开，用热水烫一下盖子就容易打开等，引导学生分析原因。)师：（出示一个拧得很紧的玻璃瓶罐头）这个罐头盖太紧了，谁有办法帮老师打开它？利用我们今天学的知识。生：用热水烫一下瓶盖！因为瓶盖受热膨胀，就容易拧开了！师：我们来试试看！（教师演示，或请学生上台尝试）是不是真的容易打开了？生：是！师：科学知识真有用，能帮我们解决生活中的难题！（五）课堂小结与作业布置师：同学们，今天这节课我们一起探究了什么科学知识？你有哪些收获？(学生自由发言，回顾本节课所学内容。)师：今天我们通过动手实验，发现了热胀冷缩这个有趣的科学现象，知道了一般情况下，物体受热体积膨胀，受冷体积收缩。希望同学们课后能继续观察生活，看看还有哪些现象与热胀冷缩有关，把你的发现记录下来，下节课我们一起分享。作业：1.回家后，和爸爸妈妈一起做一个关于热胀冷缩的小实验，并给他们解释其中的原理。2.观察家里或学校里，还有哪些热胀冷缩的现象，记录在科学活动手册上。四、教学反思本节课围绕“热胀冷缩”这一核心概念，通过一系列递进式的探究活动，引导学生从观察现象入手，经历“提出问题——猜想假设——设计实验——动手操作——观察记录——分析归纳——得出结论——拓展应用”的科学探究过程。学生在亲自动手实验中，对气体、液体、固体的热胀冷缩现象有了直观的感受和深刻的理解。在教学过程中，我注重创设问题情境，激发学生的探究欲望；提供充足的实验材料，保证学生的参与度；鼓励学生大胆猜想、积极思考、主动交流。从课堂反馈来看，学生的学习兴趣浓厚，参与热情高，能够较好地理解和掌握所学知识，并能尝试用所学知识解释生活中的一些现象。当然，也存在一些需要改进的地方。例如，在探究固体热胀冷缩时，“铜球穿铁环”实验虽然直观，但学生参与度不够高，如果能设计一些让学生可以触摸感知的固体热胀冷缩小实验，效果可能会更好。另外，对于“体积”这个概