探究气体热胀冷缩(精选11篇)
桃源县实验学校
徐生茂
教学资源分析:
本课是冀教版《科学》教材四年级下册第四单元——有趣的变化的第一课时。是在学生认识了天气变化、物态变化和生物变化之后,通过亲历活动引导学生学习物质的变化,为今后进一步研究物理变化和化学变化奠定基础。本课的主要目的是通过探究物体热胀冷缩的现象,带领学生经历提出问题、进行猜想、设计实验、实验验证、收集整理信息和得出结论的科学研究过程,在科学研究的过程中,培养学生的科学探究能力、动手实践能力和操作能力,并鼓励学生用所学到的科学知识和原理,解决生活中的实际问题,从中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
教学目标与科学知识:通过教学使学生知道气体具有受热膨胀遇冷收缩的性质。
过程与方法:让学生主动参与设计、体验和自己动手进行气体的热胀冷缩的实验。
情感态度价值观:享受实验成功时的喜悦心情,同时也对探究实验产生更浓厚的兴趣,意识到我们生活中处处都有科学的存在。教学重点:引导学生设计实验、并验证气体的热胀冷缩的性质。教学难点:引导学生运用材料,探究空气的热胀冷缩性质。教学准备: 器材:烧瓶、细玻璃U形管、带孔胶塞、红色墨水、滴管、教学视频。教学过程:
一、导入课题
我们已经学习了固体、液体具有热胀冷缩的性质,那么同学们想 不想知道气体具不具有这样的性质呢?今天我们大家就一起来探究气体热胀冷缩的性质。(板书)探究气体热胀冷缩。
二、提出问题
视频播放:两个乒乓球,原先是一样好的,其中把一个不小心弄瘪了的放进热水中,让它重新鼓起来,请同学们认真观察,你从中发现了什么,想到了什么。
三、引导学生猜想
通过这个实验视频,你发现了什么(瘪乒乓球鼓起来了)?你想到了 什么(瘪乒乓球为什么会鼓起来)? 小组讨论并及时记录下来。
四、引导学生设计实验
师:是不是像同学们说的那样呢?下面就让我们像科学家那样研究瘪乒乓球为什么会鼓起来的问题。
那么我们怎样做才能清楚的看到本来看不见、摸不到、会流动的空气受冷、受热后的变化呢? 生:将空气装在密封的容器里…… 师:怎样才能看到空气的变化?
生:可以借助其它物体,比如:水、橡皮膜…… 师:下面就以小组为单位,来设计气体在受热、受冷时的变化的 实验装置。
学生分组设计实验,然后学生汇报实验设计方案及实验设计方案特点。
师:结合学生实验设计方案,讲解自制气体热胀冷缩仪的构造及原理。
五、演示实验
1、介绍实验中的注意事项: a、玻璃器材轻拿轻放 b、注意液体尽量不外洒 c、仔细观察,做好记录 实验: 第一步:展示实验器材:空气热胀冷缩实验装置(烧瓶,细玻璃弯管、带孔胶塞)第二步:实验
在细玻璃管中滴一滴红墨水,双手捧烧瓶观察红色墨水的移动情况(烧瓶受热,里面的空气也受热,空气受热膨胀了,会把红墨水推上来。)
第三步:松开双手,观察:
红墨水又回到原来位置,为什么?(松开双手,烧瓶温度回到原来温度变冷了,里面的空气也变冷,空气遇冷收缩了,所以红墨水又回到原来位置了。
2、结论: 通过这次实验我们更能清楚地知道气体具有什么样的性质? 空气(气体)具有热胀冷缩的性质(板书)
受热
体积鼓胀
空气{ 热胀冷缩
遇冷
体积收缩 整理实验器材。创新点:
1、实验现象明显,学生容易观察清楚
2、实验中使用仪器简单,避免使用常规实验中用到的热水,安全性能大大提高。
这是笔者在一次听课活动中看到的。在液体的热胀冷缩实验中, 学生发现一个奇怪的实验现象。
经典实验:把一个平底烧瓶灌满水, 用一个插有玻璃管的橡皮塞子盖住烧瓶。当烧瓶置于热水中后, 玻璃管中的液柱上升;当烧瓶置于冷水中后, 液柱下降。
奇怪的现象:课堂上有学生提出, 在烧瓶置于热水中的最初阶段, 液面下降, 然后才慢慢上升, 当烧瓶置于冷水中的最初阶段, 液面上升, 然后才慢慢下降。
课上, 执教教师对于学生提出的这个问题, 不知如何解释, 仅以课本的结论为结论, 即液体热胀冷缩。课后, 笔者与该教师一起讨论了这个现象, 并在“固体的热胀冷缩”的一次公开课中刻意再现了这个现象。
二、铁环的热胀冷缩实验启示
在“固体的热胀冷缩”公开课中, 教师的演示实验:铜球过铁环实验, 这是每一个教师在讲金属热胀冷缩时都会想到的实验, 而且实验现象非常明显。铜球在未经加热前可以顺利通过铁环, 用酒精灯加热铜球后, 铜球就卡在铁环上了, 铜球入水中冷却后, 又可以顺利通过铁环。
当时的执教教师设计了这样一个环节, 问学生:如果我们给铁环加热, 铜球没有加热, 铜球还能不能穿过去呢?几乎所有的学生都猜想, 铁环加热后, 受热膨胀, 外圈变大、内圈变小, 因此, 铜球不能通过铁环。实验的结果让学生大为惊讶, 铜球居然又顺利通过铁环。
如果把铁环剪开, 可以看成铁丝的膨胀, 膨胀的结果是圆周长的增大和铁丝长度的增加, 当我们再度将铁丝闭合成圆环状会发现, 周长变长了, 内径也变大了。明白了这个道理, 也就可以解释“热缩冷胀”这一奇怪的现象了。
三、再做液体热胀冷缩实验, 引导学生仔细观察
还是文首提到的那个经典实验, 把一个平底烧瓶灌满水, 将一个插有玻璃管的橡皮塞子盖住烧瓶, 烧瓶置于热水、冷水中, 观察玻璃管内液面的变化过程。因为这个实验此前已经做过, 所以教师特别提醒学生仔细观察液柱的变化, 并要求学生记录玻璃管液面变化的过程, 用表格记录。
实验后, 许多学生有了这样的结论:烧瓶最初浸入热水的较短时间后玻璃管内液面下降, 此后玻璃管内液面逐渐上升, 烧瓶浸入热水较长时间后玻璃管内液面上升直至稳定。之后再将烧瓶浸入冷水中, 在最初比较短的时间内玻璃管内液面上升, 此后玻璃管内液面逐渐下降直至稳定。
四、实验现象的讨论
1. 为什么玻璃管内的液面在烧瓶最初浸入热水中时会下降?后来又逐渐上升?
2. 为什么玻璃管内的液面在烧瓶最初浸入冷水中时会上升?后来又逐渐下降?
这两个问题, 学生一时难以解答, 执教教师在课堂上提醒学生观察玻璃管的受热膨胀与刚刚做过的铁环受热膨胀现象, 马上有学生说, 当烧瓶接触热水的短时间内, 玻璃管首先膨胀, 容积变大, 液面就先下降了, 但当水也受热膨胀时, 水面就上升了, 此时水的膨胀是主要因素。当烧瓶接触冷水的短时间内, 玻璃管首先缩小, 容积变小, 液面就先上升了, 但当水也受冷缩小时, 液面就下降了, 此时水的体积的缩小是主要因素。
课堂上的讨论非常热烈, 教师通过有效引导, 解释了“热缩冷胀”的反常现象, 从而去伪存真, 加深了学生对固体、液体热胀冷缩的理解。
五、课后的反思
1. 课堂上学生的“奇怪”发现, 往往是激发学生思考的原动力。教师要善于捕捉这样的发现, 积极思考, 深入研究, 让探究性实验真正走向实处。
2. 教学方法的确定, 必须是科学的, 符合科学教育的规律, 符合学生的认知规律。本节课通过固体的热胀冷缩的实验, 再回到液体的热缩冷胀的奇异现象的讨论, 知识的学习、讨论是在固体的热胀冷缩实验的基础上进行的, 具有知识的铺垫性。
3. 教学方法的确定, 必须有利于学生生动、活泼、主动的学习。这节课的学生实验、讨论, 就是在这样的原则下进行的, 课堂气氛活跃, 学生参与性强。
4. 教学方法的确定, 必须有利于指导学生进行科学探究, 必须有利于学生各种探究活动的开展。本节课的探究性是基于教师的科学指导, 实验表格的设计就是引导学生积极思考, 认真观察。
5. 教学方法的确定, 必须有利于学生亲身经历探究过程, 在探究过程中获得体验。学生在实验中, 通过自我操作、观察, 增强了探究的积极性。
就拿我五年级的一件事来说吧。星期天,我把作业写完后便觉得特无聊,于是我就去找表姐打乒乓球。我一听立刻拍手直呼:“好啊!好啊!”
表姐给了我一个乒乓球拍,带我去后院的乒乓球桌上。她朝我喊道:“准备好了吗?我要发球了。”说吧,只听“咚”的一声,球如同箭般朝我飞来。我当下手忙脚乱,便胡乱一接,球落地了。我正要去捡,5岁的妹妹蹦蹦跳跳地过来,脚不偏不倚地踩在了乒乓球上,球被踩扁了。
“家里只有这一个乒乓球了,是你把它打到地上的,你去买!”姐姐非常生气,大吼道。“我才不去呢,照你这么说,应该是妹妹去买呀!”我寸步不让,唇枪舌剑地与她争辩着。这时,一向学识丰富的爸爸从房间走了出来,问我俩:“怎么了,吵什么呢?”我便把事情从头到尾地告诉了爸爸,没想到爸爸却笑呵呵地说:“不用买了,我来告诉你一个恢复乒乓球的好办法吧。”爸爸叫我倒一盆开水来,我真是丈二和尚---摸不着头脑,爸爸葫芦里卖的什么药呢?没办法,我只好照做。
接着,爸爸把乒乓球放进了水里,神奇的事情发生了:乒乓球竟慢慢复原了!这是怎么回事呢?爸爸说是“热胀冷缩”的道理:被脚踩瘪的乒乓球球内的气体被挤压后,气体体积减小,密度增大;当它放入热水中时,热水的热量通过乒乓球传到球内气体,气体吸收热量后温度迅速增高,气体分子间的间隙迅速增大,体积增大,因而把凹陷部分顶了出来。“哦,原来这就是热胀冷缩,以前听老师说过我还不明白,今天我懂了。”我恍然大悟地说。
五年级科学下册第二章第三节
元坝区实验小学
金
瑜
【教学资源分析】
1、教材分析
《液体的热胀冷缩》是物质科学领域中“物质的特征”重要内容。在“热”单元中,教材以物质的热胀冷缩现象为切入点,探究发生热胀冷缩现象背后本质原因是热量变化引起的,热量变化是有规律的,热量变化引起了物质微粒的变化,即体积、状态的变化。所以这单元也是对三年级下册《温度与水的变化》单元的深化,引导学生以“温度变化”向“热量变化”方向发展,由低到高从不同层面帮助学生建构起热量是一种能量形式这一核心概念。
本课是在学习了《热起来了》、《给冷水加热》基础上进行学习的。前两课分别从热量变化可以通过温度变化被观察到,而本课作为热胀冷缩现象的第一课,又为后面学习空气、固体的热胀冷缩作为知识和方法上铺垫。
本课主要活动有两个,一是观察水的体积的变化;二是其它液体的热胀冷缩。在第一个活动中,为了便于观察实验现象,要对实验进行一定的改进。其它液体的热胀冷缩是教材的第二个大活动,观察可乐、牛奶、绿茶、酱油、食用油、醋等液体热胀冷缩现象,教学时可充分体现学生的主体性。
2、学生分析
学生在学习前,已经对水的特征有所了解,在三年级学过了水和空气单元,对“体积”一词有所涉及。本单元的第一课已经开始从“热量”的角度渗透关于热量知识,也为解释热胀冷缩现象的原因作了知识上铺垫。从学生的生活经验来说,也积累有一定的感性经验,但他们对热胀冷缩现象还不会从科学的角度去理解它的内涵,更不会从能量的角度来解释它。因此,本课的教学无论从完善结构,还是学得科学方法与技能,包括情感态度与价值观都具有积极意义。
【教学目标】
科学概念:
1、水受热时体积膨胀,受冷时体积缩小,我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。
2、许多液体受热以后体积会变大,受冷以后体积会缩小。
过程与方法:
1、改进实验以达到更好的实验效果。
2、制作一个简易的观察水的体积变化的装置。
3、用科学知识解释生活中的现象。(比如瓶装液体为什么不装满)。
情感、态度、价值观:
意识到学习科学知识,要运用到日常的生产和生活。
【教学重点】经历对液体热胀冷缩性质的探究过程。
【教学难点】通过实验探究,知道液体有热胀冷缩的性质。【教学准备】
教师准备:铁架台,平底烧瓶,玻璃管,橡皮塞,水槽,冷水,酒精灯,记号笔,温度计。
为每组准备:平底烧瓶,玻璃管,橡皮塞,水槽2个,冷水,热水,记录表,记号笔。
为全班准备:多种瓶装和盒装的液体。
【教学过程】
一、激趣导入(2)
1、师:孩子们帮妈妈烧过开水吗?请回忆一下烧开水的过程中有哪些现象? 生答。
2、师:(表扬善于观察的同学。)也有没烧过开水的同学,没关系,老师今天带来了一套模拟装置,可以让同学们进一步观察到烧开水的过程中,会发生什么现象。
二、体验学习(30)
活动一:观察水的热胀冷缩现象(15)
1、师:老师介绍实验材料(一一出示):平底烧瓶、玻璃管、橡皮塞组装成的装置相当于烧开水的壶,酒精灯相当于烧开水的火炉。为了便于观察实验现象,我在水中加入了红墨水。现在我们开始烧开水,请同学们认真观察实验现象,并大胆的推测一下,有可能发生哪些现象?
生:认真观察现象,进行大胆推测。生1推测:可能会把塞子掀起来。
生2推测:玻璃管中的液面可能会上升,也有可能会从玻璃管中溢出来。
2、师:这些同学真棒!烧开水有一个过程,我们做实验也要有一个过程,这就需要我们耐心等待,这样实验才能成功。
3、师:同学们观察到现象了吗? 生:观察现象并描述。
4、师:对,玻璃管中液面上升了,同学们知道这是为什么吗? 生:描述。
师:对,水受热,体积膨胀。(板书:水
受热
体积
膨胀)
5、师:我们通过实验发现了水受热,体积会膨胀,那么水遇冷后会有什么现象呢?请大家仔细观察。
师:演示实验。生:观察现象并描述。
6、师:对,玻璃管中液面下降了。这是为什么呢? 生:描述。
师:对,水受冷,体积缩小。(板书:水
受冷
体积
缩小)
7、归纳小结:
水受热时体积膨胀,受冷时体积缩小,我们把水的体积的这种变化,叫做热胀冷缩。(请大家翻开课本31页,读两遍)(板书:热胀冷缩)
(设计意图:经历详细的实验过程,为下面学生的自主实验奠定基础。)
8、师:介绍温度计就是利用这个原理制成的。
活动二:观察其他液体的热胀冷缩现象(15)
1、师:水是液体,具有热胀冷缩的性质,请同学们推测一下:其他液体有没有这种性质呢?
生1推测:“油”可能没有这种性质。
生2推测:“绿茶”可能没有这种性质。
2、师:是不是这样呢?让我们用实验进行验证。
3、师:在做实验前,老师要给大家提一些要求:
①小组要分工合作。②仔细观察液面有什么变化?③做好记录。④注意安全,小心烫伤。
4、师:老师这里给大家准备了可乐、牛奶、酱油、绿茶、食用油、醋(出示),每个小组都有相关的实验器材。小组可以选择你们最感兴趣的一种液体来实验。老师马上来给大家倒热水。生:分小组选择液体进行实验。(老师倒热水、巡视、指导)。(有了水热胀冷缩实验的基础,这里可以放手让学生自己设计实验,并让学生自主提出实验观察点,理清实验的思路。)
5、师:通过刚才的巡视,大多数小组已经完成了实验。下面请小组汇报实验情况。汇报时要求说明:你们组用的是什么液体?看到了什么现象?
生:
7、师:通过实验,大家看到的现象是:液体受热时,液面上升;液体受冷时,液面下降。它们具有共同的性质:热胀冷缩。
8、归纳小结:像水、可乐、牛奶、酱油、绿茶、食用油、醋等等,液体具有热胀冷缩的性质。(板书课题:液体的热胀冷缩)
9、师:请同学们整理好实验器材,我们只给你20秒钟哟。(设计意图:通过汇报、归纳小结,让学生知道液体具有热胀冷缩的性质。)
三、联系生活实际(5)
1、师:孩子们知道了液体具有热胀冷缩的性质,能不能具体运用呢?请看:出示水、饮料等。你们发现了什么?为什么这些瓶装液体不装满呢?
生:
2、师:生活中还有哪些地方要注意液体的热胀冷缩呢?怎么避免呢?
生:做饭、煲汤、烧开水等,要少放些水。
3、师说明:是不是所有的液体都具有热胀冷缩的性质呢?课后请同学们进一步的探索。
四、师小结:(3)
1、这节课我们学习了什么内容?
2、你有什么收获?
孩子们知道了液体具有热胀冷缩的性质;也知道了生活中怎样避免热胀冷缩的现象;还知道了光推测不行,还要用实验验证,让事实7 说话。孩子们真棒!
3、你们还有什么问题吗?
4、寄语:
孩子们,生活中看似平常的小事,如果细细想来,还真的有许多科学道理。只要你细心观察,认真思考,积极动手,你将会发现更多的科学奥秘!
老师相信,在你们中间一定会有未来的科学家!
板书设计:
液体的热胀冷缩
可乐
牛奶
受热
体积膨胀
热胀
水
绿茶
受冷
体积缩小
冷缩
食用油......液体
教学内容:小学科学第十册空气的热胀冷缩
目标及重难点: 课时目标
1、让学生经历对空气的热胀冷缩的探究过程,认识气体对的热胀冷缩现象。
2、通过模拟空气微粒运动的游戏,理解物体热胀冷缩的原因。
3、通过探究,提高学生独立实验的能力、比较能力和对结论的概括能力。感受科学探究物体热胀冷缩的乐趣,感觉学习成功的快乐。
3、通过合作学习,体验集体的力量。
教法学法;本课的教学策略采取探究式教学法。其教学思路确定为在情景中提出问题,让学生根据已有的生活经历大胆的提出猜想,激发学生参与科学课堂的欲望。学生根据教师提出的挑战性问题进行设想、尝试,开展活动,教师引导学生对现象背后的原因进行做出假设、分析,最后得出结论。其教学程序为:“创设情景—学生探竟、设计实验、得出结论—对现象后的原因提出假设—分析得出结论—解决问题、实际应用”。
教学设计
一、复习旧知识,引入本课内容。
1、(课件出示)热水壶水烧开时的录象。
2、提问:你看到了什么现象?
3、学生讨论:壶里的水为什么会溢出来?
4、液体有热胀冷缩的性质,那么气体也有这一性质吗?
二、探究、认识空气的热胀冷缩现象。
1、引出问题,让学生思考、分组讨论:
(1)、怎样取出一部分空气来进行加热或冷却呢?(a、用容器装b、可能涉及容器的密封性问题)
(2)、怎样给空气加热或使之冷却?
(3)、空气无色,也不能染色,不能直接看到,那么我们如何观察到它的体积变化呢?(特别是第三点,让学生大胆地去设想,推测,如果空气受热后在膨胀,那么它就会往外挤,往外跑,那么容器壁会如何?容器的盖子会如何?所以,盖子我们可以用什么材料来做就能灵敏地表现出空气的变化?或是容器可以选择哪种材料来做,让它受到挤压后容易变形、鼓起来?)
2、让学生自主设计一个实验方案,并写下来。
3、师生交流。
4、看看书上的方案,能不能观察到空气的体积变化?怎样观察?教师演示,学生观察,写出结论。
5、提问:与水相比,空气的热胀冷缩有什么特别的地方?
三、探索热胀冷缩现象的原因。、温度变了,怎么会引起物体的体积发生变化呢?我们知道,物体都是由许许多多的微粒组成的,而微粒在不停地运动着。设想一下,受热后,这些微粒的运动会怎样? 2、模拟空气“微粒”运动的游戏。3、一起建立我们自己的假说。
4、用文字或图画描绘瓶中空气粒子在受热后向外跑,向外挤的情景。
5、课件展示瓶中空气微粒从一般运动到剧烈运动及对应的体积变化。
四、运用热胀冷缩现象解决问题。
1、一个被踩瘪但还未漏气的乒乓球,如何修复它,让它完好如初?说出方法后,说明道理。
2、课后思考:孔明灯、热气球为什么能上天?
五、板书设计
如何观察空气的体积变化?
空气的热胀冷缩 受热 体积胀大
云城区都杨镇中心小学
电话:0766——8281352 《热胀冷缩》教学案例
云城区都杨镇中心小学 黎慕英
教学内容:
粤教科技版小学科学四年级上册第一单元《热胀冷缩》一课。教材分析:
物体受热以后会发生各种变化这是常常发生在我们身边的现象,本节内容就是要引导学生对身边的事物展开调查,看看物体在受热和遇冷以后会发生什么变化。本课时着重研究冷和热对物体体积的影响。所以,教材从常见的水、空气和玻璃杯都具有热胀冷缩的性质中引导学生去探究物体热胀冷缩现象的兴趣。教学目标:
1、过程与方法:
(1)尝试用“发现问题—作出假设—实验验证—得出结论”的科学研究方法。
(2)在学生研究水有热胀冷缩性质的基础上能作出判断:固体和气体有没有这种性质。(3)能够设计实验证明固体和气体也具有热胀冷缩的性质。
2、知识与技能:
(1)知道热胀冷缩现象,即物体一般在受热以后体积会膨胀,遇冷体积会缩小。(2)能够设计实验证明物体的热胀冷缩变化。(3)知道热胀冷缩现象在生活中的一些常见应用。
3、情感、态度与价值观:
(1)在科学学习中能注重事实,克服困难,尊重他人意见,敢于发表不同见解,乐于合作交流。
(2)意识到生活中处处有科学,体会科学变化的丰富多彩。(3)意识到科学会给人们的生活带来许多好处,避免许多危害。教学准备:
烧瓶、细管、铁圈、铁钉、玻璃杯(2个)、木板、水槽、酒精灯、烧杯、弯玻璃管、橡皮塞、滴管、气球、瘪乒乓球、热水、有色水、肥皂水、冰水。教学过程:
一、激趣质疑,探究液体的热胀冷缩性质。
1、师生谈话导入:
师:同学们,你们见过美丽的喷泉吗? 生:见过,在公园里有一个很大的喷水池。师:那你们见过彩色喷泉吗?
生:(奇怪地)有这样的喷泉吗?没见过。
师:好,现在老师给大家做一个彩色喷泉实验,请同学们认真观察现象。
(设计思路:伟大的科学巨匠爱因斯坦说过,兴趣是最好的老师。课堂教学刚开始,教师设计了彩色喷泉实验,充分激发学生的求知欲,引起学生学习的兴趣,形成强大的内驱力,可以很快使学生思维,分析现象,探求奥秘。)
2、教师演示实验。
实验步骤:(1)在烧瓶内装入有色水。(2)在瓶盖上穿入吊瓶插头和细管。(3)盖好瓶盖。(4)把烧瓶放入空水槽中。(5)在瓶上浇热水。(6)彩色喷泉喷出来了!
(教师一边演示,一边讲实验步骤和正确的操作方法,为学生下一步的动手操作做出示范。)
3、学生动手实验。
师:你们想不想试一试?请大家赶快用桌上的仪器做实验,要注意实验步骤和小心热水!别烫着!
(学生分组试验,教师巡视指导。只见人人不甘示弱,一股股喷泉直冲上空。)
4、讨论交流。
师:你们观察到什么现象?想想为什么会出现这些现象? 生1:没浇热水前,细管里没有水,当浇上热水后,喷泉出现了。生2;我看到彩色喷泉,水从细管里喷出来,里面的水变少了。生3:我觉得这个现象与热水有关。
生4:有色水受热后,体积胀大,把里面的水逼出来了。生5:当烧瓶慢慢冷却后,细管里的水还会往下掉呢!
师:同学们观察得非常细致,分析得也很有道理。原来,冷和热对水有这样的影响:受热体积会膨胀,受冷体积会缩小,因此,液体—水具有热胀冷缩的性质。(板书课题)
(设计思路:新《科学课程标准》中提倡“探究式”教学模式,就是要通过学生动眼、动脑、动手、动口来参与科学探究过程,经历科学发现的过程。)
二、探究固体的热胀冷缩性质。
师:刚才大家对液体具有热胀冷缩的性质进行了一番研究,那么,固体有没有同样的性质呢?我们假设它有这样的性质,请我们打开课本阅读,可以参照课本介绍的方法,还可使用老师提供的实验器材设计实验证明。
(每小组有两套实验器材,第一套是铁圈、两个铁钉、一块木板、酒精灯;第二套是2个玻璃杯,热水和冰水。)
师:请各小组按下列提纲进行:课文中的方法是怎样研究的?你们小组又是怎样研究的?(学生动手实验,教师巡视指导,引导学生对观察到的现象进行分析、概括、归纳、得出结论,然后请各小组汇报。)学生汇报情况如下:
生1:我们设计的实验是:先在木板上钉好两个铁钉,它们的距离恰好通过铁圈,再给铁圈加热,经过一段时间的加热后让铁圈通过两根铁钉,结果被卡住了,说明铁圈加热后体积会胀大。后来我们在铁圈上滴几滴冷水,铁圈又通过了,说明铁圈冷却后体积会缩小。由此可见,固体具有热胀冷缩的性质。
生2:我们也同样发现固体也具有热胀冷缩的性质。我们把两个玻璃杯叠在一起,拉一拉,很容易拉出来。把热水倒进杯子里,过一会倒掉热水,在拉一拉里面的杯子,杯子拉不出来,因为两个杯子受热后膨胀,杯子之间的空隙没了,两个杯子紧紧粘连在一起了。再倒进冰水,杯子受冷后收缩,杯子又能拉出来了。
师:同学们叙述得非常有条理。还有没有其他情况?
生3:我们组第一次实验失败了。当铁圈加热后仍可以穿过铁钉,我们找原因,原来两根铁钉的距离太宽了,所以铁圈加热后,体积膨胀,但仍可通过。后来我们调整了距离,实验成功了。
师:做得好!你们实验失败了不放弃,而是能够去寻找失败的原因后再试,这正是科学研究所必需的的永不放弃的精神。听了同学们的汇报,我们知道铁圈和玻璃杯受热体积会膨胀,遇冷体积会缩小,说明了固体也有热胀冷缩的性质。
(设计思路:本课开头学生研究液体的热胀冷缩的性质是以教师“扶着走”为主,而固体的热胀冷缩性质的研究便是“边扶边放”,学生从课本介绍的方法得到启发,从而会使用两种方法验证固体的热胀冷缩性质,扎扎实实地发展了学生科学探究的能力。)
三、探究气体的热胀冷缩的性质。
师:前面的实验说明了固体和液体都有热胀冷缩的性质,那么,气体是不是也有这样的呢?(大部分的同学认为气体有同样的性质,但也有一部分同学不肯定)
师:那么我们假设气体也有同样的性质,然后通过实验验证我们的假设正确与否。我们以空气为例,大家能不能想办法设计实验来验证你们的假设呢?
(小组成员合作,充分讨论设计方案,并把方案填在课本实验记录上。然后选取材料,进行实验,观察现象,收集事实,得出结论。)学生汇报交流:
第一组:《有色水会移动》
我们组的实验是:给烧瓶安上一个带弯玻璃管的橡皮塞,在玻璃管里放几滴有色水。用双手捂住玻璃瓶,玻璃管中的有色水向外移,说明空气受热膨胀;再放开双手,一会儿有色水向内移动,说明空气受冷收缩。由此证明空气有热胀冷缩性质。第二组:《瘪乒乓球复原》
我们组的实验是:把一只瘪了的乒乓球放在热水里,几分钟后,瘪了部分鼓起来了;再把它放在冷水里,只见刚鼓起部分又瘪了,说明了空气受热膨胀,遇冷收缩,具有热胀冷缩的性质。
第三组:《气球胀大了》
我们组的实验是:把气球套在瓶子上,把瓶子放在热水里。哇!气球慢慢地胀大了,但几分钟后,水慢慢变凉了,气球也渐渐缩小了,也说明了空气具有热胀冷缩的性质。第四组:《热水吹泡泡》
我们这组设计的实验和第三组类似,但我们不用气球,让瓶口在肥皂水沾一下,把瓶子直立放在热水里,一个又大又圆的泡泡吹出来了……
(设计思路:教师充分放手,让学生尝试自主、合作、探究的学习方式,开拓学生思维,体现当代科学教育“以人为本”的精神,其实质是突出培养学生的创新与实践能力,分析解决能力以及交流合作能力。从教学效果看,学生虽小,但他们的想象力和创造力是不可估量的。)
四、联系实际,应用知识。
师:通过实验,我们知道了固体、液体和气体都有热胀冷缩的性质,那么联系实际谈谈物体热胀冷缩的性质有什么用途?在哪里见过?举一些例子。生1:可以使瘪了的乒乓球变圆。生2:温度计的工作原理就利用了液体的热胀冷缩的性质。
生3:有一次我家买了一瓶腌菜,可是瓶盖太紧了打不开,爸爸浇些热水在瓶盖上,很快瓶盖就打开了,我想也是利用物体的热胀冷缩的性质。
师:生活中除了利用物体的热胀冷缩的性质为我们人类服务以外,在有些地方我们也要防止物体的热胀冷缩。下面请看这些现象,想想其中的原因。(出示图片)
图片1:满壶水加热后往外溢。
2、钢轨接口处都留有空隙。
3、野外的电线夏天松弛,冬天紧绷。
4、桥面上的缝隙。
5、商场内瓶装汽水、瓶装酒没装满。
6、夏天自行车胎的气不能太饱。
(同学们各抒己见,纷纷发表自己的看法,气氛热烈。)
(设计思路:学习的目的在于应用,在于灵活地、创造性地解决一些实际问题。在学生通过实践掌握了新知识以后,让学生了解物体的热胀冷缩在生活与生产中的作用,能进一步激发学生探究的兴趣,使他们运用所学知识去解释自然现象,解决实际问题。)
五、总结。
师:听了同学们的回答,老师知道大家都收益良多。通过这节课的研究,我们解答了生活中很多的科学问题。以后我们还要多去观察生活中的类似现象,多问几个为什么,也可以利用已有的知识进行小创新、小发明制作,好吗?
(设计思路:上、下课的铃声不是知识的起点和终点,把课内的知识延伸到课外,让学生在新的训练中巩固了知识,并进一步促进知识向能力转化,激发他们学科学、用科学的积极性。)教学反思:
科学是人类的成长之门。是它,让人类得知了那么多的知识;是它,让我们了解了大自然的奥秘;是它,让我们拥有了那么多的科学发明;是它,让我们小小的心灵受到了启发与好奇。你们相信乒乓球也可以热胀冷缩吗?
有一次,我和爷爷在家里的乒乓球桌上打乒乓球,本来我们玩得正起劲呢!忽然,我那个“调皮鬼”妹妹跑出来吓我一跳,原来可以接到的球,因为我的分神“飞”到了我们脑后。“砰——”乒乓球落下的声音,紧接着又有一丝声音冒出来,我一听到这样奇怪的声音,马上转过身去。是路过的爸爸不小心踩了乒乓球一脚,此时它已经“瘪”得不像话了。看到这个情景,我和爷爷不禁叹了一口气,想着想着,咦?科学老师不是说过凡是物体都会出现冷胀热缩或热胀冷缩的现象吗?于是,我先拿来一盆冷水,把乒乓球放在里面,不管我们怎么动,可是出现的情景让我们无比失望,乒乓球碰到了冷水不但没有胀起来,反而像泻了气的球“瘪瘪”地躺在水面上。我心里一阵恼火,又拿来热开水把乒乓球往里面放。不一会儿,乒乓球“瘪”的部分居然奇迹般地慢慢地胀了起来,马上恢复了原样。我高兴得一蹦三尺高,因为又可以打球了。才知道,原来乒乓球是个例外!他不是冷胀热缩,而是热胀冷缩。
本课是新教科版科学五年级下册第二单元的第五课,主要是研究金属是否具有热胀冷缩的性质。前面学生认识了水、空气都具有热胀冷缩的性质后,此时会很自然地想到另一个问题:固体是否会象液体的水、气体的空气那样也具有热胀冷缩的性质,因此这课选择让学生开展这一观察研究活动。
第一个活动是观察金属球的热胀冷缩,第二个活动是观察钢条的热胀冷缩。根据本年级学生实际情况和实验室器材配备及安全原则,我选择第一个试验为分组试验,具体的实验器材与教材中的有一些不同,主要是利用实验室中的物体热胀冷缩实验盒来让学生进行分组实验。第二个试验为演示实验。为了更好调动学生参与科学实验的积极性和培养学生的试验操作能力,进一步加深对本单元多数物体具有热胀冷缩性质的认识,让学生充分参与分组实验的设计,并在老师的指导下不断的改进完善。上课前,我首先在实验室进行这两个试验的验证操作,通过自己的试验,发现让金属球球加热穿过铁环这个试验效果明显,但由于实验器材的制作不够精细,个别小组的实验效果可能会出现不理想的情况,而影响实验效果的这些因素,我准备让学生通过自主的讨论寻求解决的办法。第二个实验给钢条加热,我反复做了几次都没有明显的试验效果,因此我把第二个实验的器材进行了改进。
教学时间的安排上:引入新课和学生讨论交流小组实验的计划要5分钟,第一个试验控制在20分钟内(其中包括学生小组汇报交流的时间),第二个实验控制在10分钟时间,最后五分钟确定为及总结时间。这样确立的时间分配,在教学中本课比较紧凑,试验环节紧紧相扣,让学生既有得观察、思考,还能满腔热情的参与到分组试验中来,达到了预期的教学效果,加深了对绝大多数物体都具有热胀冷缩性质的认识,锻炼了动手试验的能力,进一步提升了小组合作的能力。
本课最大的收获就是让学生自主讨论小组实验计划,并对实验过程中出现的问题进行探究,教学效果比较好。当然在教学过程还是出现不少的问题,通过与听课老师的交流后,了解到了自己的不足之处,在今后教学中不断的改进。让试验教学成为学生最喜欢的学习的方式。
古尔沟小学教师:唐铭
1. 完善科学概念 在本节课教学前,学生对于冷水变热过程中体积会增大,这个过程具有何科学原因呢?在本节课不仅仅需要孩子们认识热起来的变化,也需要孩子们探究冷下去的变化,这为孩子们形成完成的热胀冷缩概念打下基础。
2. 实验探究、学会分析 在探究水在加热和冷却过程中体积的变化中,由于仪器的缘由,不能让每个孩子都亲身体验,依靠教师的体验并让孩子们逐一观察水位变化,为了更好的看出水位变化,在之前让孩子们解决“烧瓶中的水需要加多少?”“在放入热水中之前需要先做些什么”激发孩子们完善科学态度,在第一次未加红墨水,孩子们观察不易,因而需要加入红墨水,孩子们明显观察到水位的变化,也是课标需要孩子们相乘的体验不断改进实验和观察方法的重要性。在水位变化中,适时的让孩子们解释为何会上升,说明什么?引导孩子们去思考,去完善自己的前科学概念。
3. 科学名次的解释 对于五年级的学生来说,“膨胀”“收缩”需要孩子们先进行理解才能更好的进行探究,“膨胀”和“收缩”让孩子们表演式的解决,这对理解热胀冷缩打下基础。
甘肃省酒泉市金塔县鼎新小学
焦红英
【教材分析】
本课是教科版小学五年级下册第二单元热的第二课《液体的热胀冷缩》,主要观察水及其他液体受热和受冷时体积变化的情况。学生在三年级学习了“温度与水的变化”的基础上,将继续观察热量变化过程中产生的物体的热胀冷缩现象,设计此课的教学目的是帮助学生构建液体具有热胀冷缩性质的概念,引导学生亲厉探究科学、建立科学概念的过程,掌握一定的科学研究的方法和技能。物体受热以后会发生各种变化这是常常发生在我们身边的现象,通过与生活现象的联系,解决实际生活问题,更好地激发学生探究科学的兴趣与欲望。【学情分析】
五年级学生对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,同时也具备了一定的动手操作能力,他们更喜欢自己动手,自主实验。比较液体的热胀冷缩实验方法不是很难,对他们来说不是难题,相反如何设计实验方案才是他们最需解决的问题。在设计实验的过程中,学会用控制单个变量的方法进行对比的实验有一定的难度,在操作过程中可能会遇到一些困难和失败,需要同学开动脑筋,达到熟练运用的程度。初步的思维能力、比较能力、控制变量能力及动手能力是学生学习本课的基础。【教学目标】
科学概念
1、水受热时体积膨胀,受冷时体积缩小,我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。
2、许多液体受热以后体积会变大,受冷以后体积会缩小。
情感态度价值观
1、意识到学习科学知识,要运用到日常生产和生活中。
2、培养学生认真仔细的观察习惯和良好的科学研究品质。学习中体验快乐。
【教学重点】
探究水有热胀冷缩的性质。
【教学难点】
能设计改进实验装置,使之能提供明显可见的实验现象。通过实验探究,知道大多液体有热胀冷缩的性质。【过程与方法】
1、改进实验以达到更好的实验效果。
2、设计一个简易的观察水(液体)体积变化的实验装置。
3、用科学知识解释生活中的现象。
4、用小魔术激发学生对科学探索、求知的欲望。
【教学准备】
教师自身准备:多种瓶装和盒装的液体、平底烧瓶1个、烧杯2个、带细玻璃管的胶塞1套、红水(高锰酸钾水)若干、热水瓶、试管等。
为每组准备:水槽、一杯热水、一杯冷水、一瓶水和一个带细玻璃管的瓶子(各组装置不一定相同)、一条干抹布、彩色笔1支、实验报告等。【教学过程】
一、引入
1、教师演示:把牛奶放入热水中发生了奇怪的现象,谁能帮忙解决一下?
2、学生观察教师演示(投影)。
3、谁能帮忙解释一下这一现象?(生假设各种猜测)
4、究竟是什么呢?我们要用实验来验证。
二、水热胀冷缩的探究
(一)、设计实验装置
1、小组讨论:设计一个怎样的装置才能清楚明了的得到实验结论。
2、分组汇报讨论结果。(又补充的可以及时补充)
3、确认无疑问时,准备实验。(白板出示实验提示)
4、汇报实验结果(白板展示实验报告单)
5、小结
大家都经历了一次水受热体积会变大,受冷体积会变小的过程,不过这里的变大用科学术语应该叫“膨胀”,变小用科学术语应该叫“缩小”,我们的水的这种变化叫“热胀冷缩”。(相机板书)
三、其它液体热胀冷缩性质的探究 过渡:水有这样的性质,其它液体呢?
1、列举你知道的液体
2、大胆猜测
3、实验验证
4、小组实验(顺势提醒:将烧杯中用过的液体倒入污水桶,再装入新的液体),完成实验报告单。
5、汇报实验结果。
6、通过实验你发现了什么?我们发现液体受热和受冷后都有共同性质——热胀冷缩。
7、是的,实验过的液体都有,没有实验的呢?能确定吗?(不能)对,科学讲究研究,讲究实事求是,因此,在这里我们只能说大多数液体具有热胀冷缩的性质。
四、学以致用
(一)小测验
1、知道了许多液体都有热胀冷缩的性质,假如老师将烧瓶放入一盆水中,玻璃管中的液柱下降了,你能推测出这盆水的冷热吗?为什么?
2、看来今天的只是大家真是学懂了。那老师还想再考考大家:经过刚才的探究,老师口渴了,想到超市买瓶水喝,却发现架上的饮料瓶都没有装满,这是为什么呢?
(二)列举生活中的热胀冷缩
你还发现哪些热胀冷缩的现象?(学生畅所欲言:开水壶盖跳动、温度计……)
(三)质疑水结冰体积变大 【教学反思】
这节课我用学生熟悉的生活场热牛奶导入新课,把学生的注意力拉进课堂,让大家去思考解决,学生顺利成章提出了热胀冷缩的概念,激活学生已有的知识,为接下来的研究打下基础。
《液体的热胀冷缩》这节课的重点是让学生改进实验装置,这对学生来说是很大挑战。最初我的设计是出示一些实验材料,让学生根据这些材料选择组合,想出实验方案。试教后发现这对学生来说是易如反掌的事情,这个过程没有完全调动学生的思维,一节好的科学课应该培养学生创造性,让学生积极开动脑筋,为了让学生能够跳一跳,够得着,我把这个环节改成让学生来自己设计实验证明液体的热胀冷缩。的确,学生的聪明才智是无法估量的。小组讨论后,他们提出了自己实验方案,可行的不可行的,大胆的设想,新颖的想法,这都是孩子们思维的成果,这一环节学生表现的非常出色,而我对学生提出的实验方案评价不够,对学生每一个实验方案没有详细地提出优缺点。作为一名教师,表扬肯定学生的同时,也能指出学生欠佳之处。在学以致用环节,学生不但列举出了许多生活中热胀冷缩的现象,还质疑了水结冰后体积反而变大的现象,说明学生留心生活和探究世界的能力和欲望,这是科学课中最重要的。
作为一名科学教师,在课堂上我对孩子的引导还远远不够,对科学知识了解的也不够全面广泛,在今后的实验、教学中还需待继续学习、不断积累。同时,课堂中对于学生提出的问题,产生的疑惑,老师应该花时间,想办法和学生一起解决,直到学生采用正确的办法去解决。只有这样,才能真正培养学生的探索精神,才能让学生思维得到最好发展。
3.液体的热胀冷缩
【教学目标】
科学概念:
1、水受热时体积膨胀,受冷时体积缩小,我们把水的体积的这种变化叫做热胀冷缩。
2、许多液体受热以后体积会变大,受冷以后体积会缩小。
过程与方法:
1、改进实验以达到更好的实验效果。
2、制作一个简易的观察水的体积变化的装置。
3、用科学知识解释生活中的现象。(比如瓶装水为什么不装满)。
情感、态度、价值观:
意识到学习科学知识,要运用到日常的生产和生活。
【教学重点】经历对液体热胀冷缩性质的探究过程。
【教学难点】能设计改进实验装置,使之能提供明显可见的实验现象。通过实验探究,知道液体有热胀冷缩的性质。
【教学准备】为每组准备:平底烧瓶,玻璃管,橡皮塞; 冷水,热水,温度计、红墨水、滴管。
为全班准备:多种瓶装和盒装的液体。
【教学过程】
活动一:水的体积变化的观察 观察:冷水变成热水后水面的变化
教师演示:把气球皮包口的装满水的大试管放进热水中,会看到什么现象(学生看现象进行描述)
再出示同样的两套实验装置,把它们放进温度不同的两个大烧杯中应该可以看到什么现象呢?
(学生根据自己的猜测进行描述)请两位同学上来看一下,你们看到了什么?(学生根据现象描述)
师:换过来看一下,你们能不能从看到的现象判断出哪个烧杯的水热呢?预设:通过实验学生不能清楚进行表述,从而引出如何清楚地观察到水在受热和遇冷后的体积变化)
研究:清楚地观察水在受热和遇冷后的体积变化
1、师:通过气球皮的鼓起程度,我们无法判断这两杯水的冷热了,老师给大家提供了以下的材料(一一出示):杯子、试管、瓶塞、细管、红墨水、滴管。你们能用这些材料来设计一个实验,看看水受热会发生变化吗?等会请小组讨论一下,并思考这两个问题:老师给大家提供的红墨水有什么作用?用一根细管子有什么好处?
2、小组讨论、完善实验方案。
师:那在做实验时,我们该注意些什么呢?
(①小组要分工合作。②仔细观察水柱有什么变化?③做好记录。④注意安全,小心热水。)
3、学生实验(老师巡视、指导)
4、学生汇报交流。
小结:我们知道了水受热后体积会膨胀。
师:我们通过实验发现了水受热,体积发生了变化,会膨胀。那么水遇冷后又会怎样呢?你们想怎样做?实验时我们观察什么?(学生简单说明)
5、学生实验。
6、小组汇报实验情况
小结:我们把水受热体积膨胀,遇冷体积收缩的这种性质叫做水的热胀冷缩(板书:热胀冷缩)。
活动二:观察其他液体的热胀冷缩现象
1、水有热胀冷缩的性质,那其他液体有没有这种性质呢?除了水,你还知道有哪些液体?
2、老师这里给大家提供了红茶、果汁、牛奶(出示)小组可以选择你们最感兴趣的一种来实验。用同样的方法来实验,观察和水的实验现象有什么相同和不同的地方。
3、学生选择液体来实验。
4、小组汇报实验情况你们组是用什么液体来实验?实验看到什么现象?说明这种液体有什么性质?
(有了水热胀冷缩实验的基础,这里可以放手让学生自己设计实验,并让学生自主提出实验观察点,理清实验的思路。)
5、归纳总结: 通过实验,我们发现液体受热和受冷后有什么共同的性质?
小结:像醋、饮料、酱油等等,液体具有热胀冷缩的性质。(板书:液体的热胀冷缩)
拓展:出示一瓶水、饮料。去超市买饮料,本想挑选一瓶装满的饮料。但是却发现货架上的瓶装饮料都没有装满,这是什么原因呢?
(让学生学以致用,解决问题“瓶装的液体为什么不装满?”,加深学生对液体热胀冷缩的认识。)板书设计:
液体的热胀冷缩
水
醋
受热
体积膨胀
热胀
果汁
酱油
受冷
体积缩小
冷缩
牛奶
......液体
热胀冷缩
教学后记:
听了梁老师执教的《液体的热胀冷缩》一课,感受颇多。《液体的热胀冷缩》是三年级下册的一节科学课,主要通过观察水及其他液体受热和遇冷时的体积变化情况的研究,引导学生总结出研究中的共性特点,帮助学生构建液体具有热胀冷缩性质的概念。引领学生亲历探究科学、建立科学概念的过程,掌握一定的科学研究的方法和技能。并通过与生活现象的联系,进一步激发他们对于研究科学的兴趣和好奇心,并最终解决实际生活问题。
在小学阶段,儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,他们乐于动手操作具体形象的物体,这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。这节课,梁老师以培养学生科学素养为宗旨,激发学生的探究兴趣,因为“兴趣是学生最好的老师”,有趣的实验活动是科学教师引领学生探究的最有效的武器。梁老师积极让学生亲身经历以探究为主的学习活动,培养他们的好奇心和探究欲,发展他们对科学本质的理解,使他们学会探究解决问题的策略,为他们终身的学习和生活打好基础。
听完这节课,我感到比较成功的是整堂课教师始终以“合作学习,自主探究”新理念进行教学,课堂上学生都是带着一种快乐的心情,在玩中学习科学真理。他们时而观察发现,时而探究领悟,时而又笑容满面,我想这就是科学课的乐趣。在做实验过程中烧杯和试管包皮配合使得实验的现象较为明显,之后让学生换成不同的液体来做。加深对这种现象的理解,因为整个实验教师只是指导,而真正的.探究者是学生,所以课堂气氛活跃,大家对于各自的实验现象进行比较,共同探究原因。学习效果非常理想。
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