《加热和冷却》教学设计                            

【教材简析】

《加热和冷却》是苏教版小学科学四年级上册第二单元《冷和热》中的第三课，热胀冷缩是热学的基本现象，《加热和冷却》课是学生进一步理解冷和热的动手实践课程。本课结合学生的认知规律从现象质疑，通过学生活动，得出热胀冷缩的结论，揭示生活中常见现象的本质，再联系身边的实际应用达到学以致用的目的。同时为《水在加热和冷却后》的学习奠定了良好的基础。

【学情分析】

学生在三年级下册《认识液体》的基础上又学习了本章前两节，初步理解了冷、热和温度等概念，但对常见的热学现象不能给出科学的解释，仍然处于感性认识阶段，对生活中常见的热胀冷缩基本原理以及实践操作还不甚以解。而这些问题恰好为本课的教学设计提供了切入点，在教学中通过激发学生的探究兴趣，达到培养学生观察、分析、解决问题的能力的目的，逐步树立“做中学”的学习意识。

【设计理念】

《加热和冷却》本单元承上启下的一课，热胀冷缩现象是物体的基本性质，结合学生学情以及小学科学的探究式学习特点，这一课我通过“观察瓶装液体的共同点进行探究质疑” 来导入，旨在激发学生探究科学现象的兴趣；进而引导学生分组实践操作“探究加热和冷却对液体体积的影响”实验，培养学生在实验中进行分工、合作与交流的学习习惯；再次鼓励小组自主设计“探究加热和冷却对固体和气体体积的影响”的实验，逐步确立以学生为主的探究式学习，体现由帮扶到放手的转变，并培养学生在做中学的意识。通过探究让事实说话、让学生感受到物体在加热与冷却时体积的变化，讨论总结出热胀冷缩的原理，养成通过实验现象形成科学态度的学习习惯。最后引导学生认识到事物都具有两面性，从而达到扬长避短、合理利用、“学以致用”的目的。

【教学目标】

（一）知识与技能：

1.认识到加热和冷却会改变物体的体积。

2.知道大多数液体、固体、气体具有热胀冷缩的性质。

3.会利用热胀冷缩解释生活中的现象，并能为生活生产服务。

（二）过程与方法：

1.能够通过模仿实验，体验液体具有热胀冷缩的性质。

2.能够通过设计实验，认识固体、气体的热胀冷缩现象。

（三）情感、态度与价值观：

1.通过自主探究活动初步学会合作交流，树立“做中学”的意识

2.学会理论联系实际的基本方法。

3.理解事物都有两面性的道理，学会扬长避短。

【教学重难点】

重点：固体、液体、气体具有热胀冷缩的性质。

难点：生活中的热胀冷缩的现象以及利用。

【教学准备】（各8组）

1.液体热胀冷缩实验装置：锥形瓶8个 、玻璃管8根、单孔橡皮塞8个、杯子16个、红墨水若干、酱油若干、牛奶若干、果汁若干、冷水若干、热水若干

2.固体热胀冷缩实验装置（一二三四组）：铜球铁圈4套、酒精灯4个、打火机4个、杯子8个、冷水若干

3.气体热胀冷缩实验装置（五六七八组）：矿泉水瓶子4个、气球4个、杯子8个、热水若干、冷水若干

4.多媒体课件、实验记录表、自制热胀冷缩教具（加热后铜丝膨胀接通电路，灯泡亮）、“老干妈”带盖玻璃瓶一个

【教学过程】

一.提出问题，导入新课（第一张幻灯片：标题）

师：在日常生活中，有许多现象都是大家司空见惯的，但并不被我们所关注。可是往往在平常的现象中，却蕴含着丰富的科学道理。同学们看这两瓶水，用眼睛看能发现什么区别吗？

生：一瓶满，一瓶不满。

师：是的，这个同学观察得非常仔细，微小的差别也没有逃过大家的眼睛。满的这瓶是老师自己装的，没满的这瓶是刚在商店买的，那为什么商家不把水装满呢？是不是仅仅这一瓶有问题呢？其他的呢？（第二张幻灯片：不同品牌的瓶装液体图片）

生：（学生观察并讨论）同学们都长着一双雪亮的眼睛，观察都很仔细，但是我们不仅要勤观察，更要善于思考。

师：如果说一瓶有问题，可能是偶然，不可能所有的商家都有问题。任何现象的背后一定有他的科学道理，今天老师就带领大家一起去探个究竟，揭开商家的小秘密。老师喜欢勤动脑、勤动手、守纪律的孩子，你们能做到吗？

生：能。

师：那就让我们一起出发，走进今天的课堂。

二.合作探究、归纳结论

1.加热和冷却对液体体积的影响

师：（介绍实验，学生领读加强全体学生注意）（第三张幻灯片：加热和冷却对液体的影响，实验材料、实验步骤、实验要求）

【学生探究一】

实验材料：锥形瓶、玻璃管、橡皮塞、杯子、红墨水（一二组）、酱油（三四组）、牛奶（五六组）、果汁（七八组）、冷水、热水

实验步骤：

在玻璃管上标记液面位置。

把锥形瓶放在杯子中用开水加热，液面稳定后标记位置。

把锥形瓶放在冷水杯子中冷却，液面稳定后标记液面位置。

实验要求：

音乐停，实验停。认真填写试验记录单，得出结论。

小心不要被热水烫着，玻璃仪器要轻拿轻放。

（学生实验、科学实验小助理为每组加热水，老师巡视指导，大约10分钟音乐停）

师：动手动脑！

生：静静思考！

师：我们一起看看哪一组的实验记录比较有特点。（老师收三组实验记录在投影仪上展示，评价后下发。）

师：我们发现液面有升有降，液面上升说明液体的什么发生了变化？（第四张幻灯片：1.液体受热和冷却的动画图片）

生：体积。

师：对，体积增大（在科学上我们叫做“膨胀”），所以液面上升。体积减小（在科学上我们叫做“收缩”），所以液面下降。那么液体在什么条件下膨胀，什么条件下收缩呢？

生：加热时膨胀，冷却时收缩。

师：总结得非常好。那谁能给这种现象取个好听的名字呢？

生：热胀冷缩。（第四张幻灯片：2.热胀冷缩定义）（全体朗读定义：绝大多数的物体在受热时，体积会膨胀；冷却时体积会收缩，这种现象叫做热胀冷缩。）

师：为什么商家不把矿泉水装满呢？是偷工减料吗？

生：不是，是为了防止热胀冷缩把瓶子胀破。

师：非常好，这个同学能灵活运用所学的知识。

（设计意图：通过学生合作探究不同液体受热和冷却时的体积变化，总结出液体的热胀冷缩结论，揭密生活常见现象背后所隐藏的科学原理，既培养学生动手操作能力，又培养学生善于观察勤于思考的良好学习态度。）

2.加热和冷却对固体、气体体积的影响

师：那是不是只有液体才能热胀冷缩呢？老师列举几个生活中的现象大家解释一下敢不敢？

生：敢。

师：为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的呢，工人为什么不把电线拉直呢？（第五张幻灯片：1.电线图）

小明不小心把乒乓球踩扁了急得直哭，姐姐帮他想了一个好办法？乒乓球为什么很快鼓起来了呢？（第五张幻灯片：2.扁的乒乓球在热水中鼓起来）

生1：因为电线太重了。

师：不对。电线的确比较重，但通过工具完全可以将电线拉得很直。工人叔叔为什么不那么做呢？

生2：因为加热使乒乓球鼓了起来。

师：想的很好，但是讲的不是很具体。老师给南边四组和北边四组提供了不同的实验材料，大家试着根据提供的材料来设计实验，探究固体和气体是不是也有热胀冷缩的性质呢。

师：（介绍实验，学生领读加强全体学生注意）（第六张幻灯片：探究二：加热和冷却对固体与气体的影响，实验材料、实验步骤、实验要求）

【学生探究二】

实验材料：

（一二三四组）铜球、铁圈、酒精灯、打火机、杯子、冷水

（五六七八组）瓶子、气球、杯子、热水、冷水

实验要求：

音乐停，实验停。边实验边认真填写记录单。

老师喜欢安安静静思考的孩子，谁的纪律好动手快，一会让谁给咱们汇报实验。

（学生实验、助理为北边每组加热水，老师巡视指导，大约5分钟音乐停）

【学生活动】（学生汇报实验设计步骤，学生相互评价，老师评价）

(设计意图：分组实验既扩大了实验探究及实验结论的受众面，又培养了学生自己设计实验、解决问题的能力。)

师：由刚才你们小组的实验你知道了什么呢？（第七张幻灯片：固体和气体热胀冷缩的动画图）

生1：固体也能热胀冷缩。

生2：气体也能热胀冷缩。

师：今天大家的表现让老师非常吃惊，非常满意。现在谁可以解释一下为什么夏天电杆上的电线总是弯弯的，冬天却是直的的呢？

生1：因为夏天温度升高时电线的体积增大会变长，所以总比较松；冬天温度降低时体积缩小会变短，所以会绷紧。

生2：要是夏天就拉直的话，那么冬天就可能会断。

师：非常好，理解得的很到位。为什么扁了的乒乓球放在开水中可以鼓起来呢？

生：因为气体的热胀冷缩。

师：非常好，言简意赅，一语中的。听说咱们班的学生平时非常爱动手创新，根据今天所学老师也做了一件小发明。想不想看看？

生：想。

师：（展示教具）谁能讲讲这件教具有什么特点？

生：……

（设计意图：逐步确立以学生为主的探究式学习方式，体现由“扶”到“放”的课标理念，并培养学生在“做中学”的意识。在分工与合作中明确实验目的，通过交流得出结论的科学学习方法。）

三．自制教具，应用演示

实验材料：酒精灯、打火机、固体加热教具。

实验过程：

1.用酒精灯加热铜丝，灯亮。

注意事项：实验前一定要检查装置是否完好。

师：谁能解释一下刚才看到的实验现象呢？

生：灯亮。

师：为什么灯会亮。

生：铜丝的热胀冷缩。

师：（总结演示实验）通过前面的探究，我们知道无论是固体、液体还是气体，都有热胀冷缩的性质。

（设计意图：通过展示自制教具，激发学生动手制作兴趣，把所学知识应用于创新小发明，使创新的目标明确化、具体化，使所学知识得到应用。）

四．联系实际、学以致用

师：但极个别的物体（金属锑、0-4摄氏度的水）却与此相反，所以在总结规律时不能以偏概全，要遵循严谨的科学态度。（第八张幻灯片：热胀冷缩定义）

生：（再次朗读定义：绝大多数的物体在受热时，体积会膨胀；冷却时体积会收缩，这种现象叫做热胀冷缩。）

师：（介绍温度计）温度计的刻度是这样标出的：在一个标准大气压下，纯水结冰时的温度定为0℃，沸腾时的温度定为100 ℃，平均分成100等份，每一份为1 ℃。（拿出“老干妈”玻璃瓶）老师想把这瓶“老干妈”打开，谁能想出更好的办法呢？可以来试试。

生1：

生2：

……

师：科学要为生活服务，大家能不能举出几个生活中利用热胀冷缩带来便利的例子呢？（老师及时评价）

生1：

生2：

生3：

......

（第九张幻灯片：篮球放在太阳下晒、轴承加工、古代修路火烧开石、加热螺帽）

师：热胀冷缩在生活中是不是处处都造福人类呢？

生1：

生2：……

（第十张幻灯片：生活中热胀冷缩的危害：水管爆裂、路面鼓起和断裂、夏天汽车爆胎）

师：可见任何事都有两面性，有利有弊。微小的变化我们不经意，但是大量的微小变化聚集到一起，量变达到质变就会给我们的生活带来危害甚至灾难，我们一定要用科学知识来改变生活造福人类。

(设计意图：通过讨论让学生认识到热胀冷缩在生活中的广泛应用，意识到“生活中处处有科学”的道理，认识到事物都有两面性学会扬长避短，树立“学科学用科学’的意识。）

五．课堂总结

师：通过这节课你知道了什么？

生1：

生2：

……

师：本节课我们学习了加热和冷却，知道了大多数的物体都有热胀冷缩的性质，当给一个物体加热或者冷却时体积就会发生变化，或许咱们用肉眼看不见，但它却真实的存在，看不见的东西不一定不存在，存在的东西不一定看得见。为了让我们看的更远，看得更清，一定要用知识不断武装自己的大脑。

(设计意图：通过自己总结，使学生能将所学按自己的理解方式，用自己的语言表达出来。强化记忆，加深理解，逐渐学会归纳总结知识。）

六．课后思考

人们还可以利用加热和冷却做哪些事情？

（设计意图：通过热胀冷缩的学习，让学生在生活中去有意识地发现科学，利用科学观察生活，改变生活，学会“学以致用”的道理。）