加熱和冷卻教學設計.doc

教學內(nèi)容： 蘇教版小學科學四年級上冊第二單元第3課第二課時 教學目標： （一）知識與技能：1、認識到加熱和冷卻除了可以改變物體的形態(tài)外，也會改變物體的體積。2、知道絕大多數(shù)物體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。3、能用熱脹冷縮解釋生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。（二）過程與方法： 1、能夠設計實驗，證明氣體和液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)。2、能夠通過給銅球加熱和冷卻，認識固體的熱脹冷縮。（三）情感、態(tài)度與價值觀：1、敢于大膽想象，勇于動手實踐。 2、感受并體驗科學并不神秘，科學就在身邊。3、喜歡用學到的科學知識解決生活中的問題，改善生活。教學重難點：重點：認識到加熱和冷卻會導致物體的體積發(fā)生變化。（固體、液體、氣體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。） 難點：設計氣體的熱脹冷縮實驗教學準備： 1、固體熱脹冷縮實驗裝置（銅球、鐵圈等）、酒精燈、火柴、實驗記錄表、水槽、濕抹布、2、為每組準備：液體熱脹冷縮實驗裝置（錐形瓶20個、細塑料管、膠塞）、冷水，熱水，紅墨水、燒杯20個、酒精、暖壺（內(nèi)裝熱水）。3、燒瓶、插有彎玻璃管的膠塞、氣球、空瓶子、熱水、滴管、乒乓球、4、多媒體課件教學過程：實驗導入，提出問題師：同學們，你們都看到過我們學校綜合樓前面美麗的噴泉吧？那你有沒有見過自己制造的小噴泉？想不想親自看看？（想）好！那我就為大家做個“小噴泉”，用一個燒瓶，里面裝一些水，為了便于觀察，我把水染成了紅色，現(xiàn)在我往這個燒瓶上倒熱水，請大家仔細觀察。（教師演示“噴泉實驗”：水從塑料管中噴出來，形成一個小噴泉）師：你觀察到了什么？有什么疑問嗎？生：為什么往燒瓶上倒熱水就會使里面的水噴出來？生：水是怎樣出來的？可能和什么有關？生：師：是呀，為什么往燒瓶上倒熱水就會使里面的水噴出來？“小噴泉”里到底隱藏著什么樣的科學奧秘呢？這節(jié)課我們就繼續(xù)研究第3課加熱和冷卻（板書課題）。看看加熱和冷卻除了像我們上節(jié)課研究的，可以影響物體的形態(tài)以外，還會對物體產(chǎn)生什么影響。（明確本課學習目標） 自主探究，解決問題一、認識加熱和冷卻對氣體體積的影響1、談話：真不錯，同學們都有自己的大膽猜想，猜想對于科學研究非常重要，我們的很多科學研究都是從大膽的想象開始的. 2、提問：燒瓶中的空氣看不見，我們怎么知道它有沒有膨脹或收縮呢？能想出觀察的辦法嗎？請同學們小組討論，看看你們組能不能自己設計實驗來證明自己的猜想，我們比比看，哪個小組的同學想出的辦法最多，最有想象力和創(chuàng)造性。3、提示：設計之前請大家先思考以下幾個問題：（1）用什么來裝空氣進行研究？（師將學生的回答進行整合，并將物品呈現(xiàn)出來。例如：可以用燒瓶、氣球、軟塑料瓶、軟包裝飲料盒、易拉罐）（2）怎樣才能有利于觀察？（空氣的體積變化不容易觀察，所以無論什么容器都要設法密封。密封的材料有膠帶紙、橡皮泥、橡皮塞等。通過密閉容器的凹凸變化來發(fā)現(xiàn)空氣的熱脹冷縮性質(zhì)。當密閉的容器變凹時，說明空氣體積縮小了。當密閉的容器變鼓時，說明空氣體積膨脹了。）（3）用什么方法使空氣受熱或受冷（將學生回答的問題進行歸納整理，并呈現(xiàn)出來。例如：最簡單的方法就是用熱水和冷水，使用燒瓶只要用手捂就可以看到明顯的效果。）（4）可以在實驗記錄表中畫出你們的想法，等會請小組匯報。 4、各小組自行討論，設計實驗方案。（放輕音樂，音樂停，時間到，學生自然停止即可。小組自行討論時教師適時加以指導）5、說說你們組的實驗方案，如果我這兒正好有合適的材料，你也可以上來邊講解邊演示。 參考方案： （1）在燒瓶口套上一個氣球，把燒瓶放入熱水中我們就會發(fā)現(xiàn)氣球鼓起來了，再用冷水澆又會癟下去，這也能證明氣體熱脹冷縮. （2）取一個帶膠塞的燒瓶，注意燒瓶里有什么？（空氣）用滴管在玻璃彎管中滴入紅色的小水柱，把空氣封住，再用手握住燒瓶，加熱燒瓶內(nèi)的空氣，看到水柱往外移，說明了什么？（空氣受熱體積膨脹了）向里移呢？（說明空氣受冷體積收縮了。）（3）用癟乒乓球，放入熱水，里面的空氣受熱會膨脹，使乒乓球鼓起來。（4）將燒瓶倒插在水中，用手捂燒瓶，看到有氣泡從燒瓶中冒出。（5）取一個帶膠塞的燒瓶，將塑料管尖上抹上肥皂水，將燒瓶放入熱水中，肥皂泡被吹大了，再放進冷水里觀察肥皂泡變小。6、這些實驗說明了什么？ 7、板書：空氣受熱時體積會膨脹，冷卻時，體積會收縮，我們把這種現(xiàn)象叫做熱脹冷縮。也就是說，空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)。（板書：氣體熱脹冷縮） 8、解釋：現(xiàn)在誰來解釋一下噴泉實驗的原理？（燒瓶里面裝了少量的水，當熱水倒在燒瓶上時，里面的空氣受熱膨脹，占據(jù)的空間多了，就將下面的水壓入玻璃管后噴出來，形成噴泉。）二、認識加熱和冷卻對液體體積的影響1、談話：氣體在加熱或冷卻時體積會發(fā)生變化，液體比如水，在加熱或冷卻的情況下體積也會發(fā)生變化嗎？（同學們平時都見過或者親自燒過開水，大家有沒有發(fā)現(xiàn)，裝滿水的水壺里的水沸騰后，壺里的水常常會往外溢。這是為什么呢？水在加熱后到底發(fā)生了什么變化?）（生預測）2、生進行猜想：可能水有熱脹冷縮的性質(zhì).3、實驗：剛才我們所說的僅僅是猜想，還需要通過實驗來驗證。我用錐形瓶代表水壺，在錐形瓶內(nèi)裝滿水，用中間插有細塑料管的膠塞塞緊瓶口，因為膠塞要占據(jù)空間，所以這時紅色的水會上升到塑料管中，我們用黑皮圈在塑料管的液面處作一個記號。把錐形瓶分別放入盛有熱水和冷水的燒杯中，觀察水在加熱和冷卻的情況下到底會有什么變化，可以嗎？組桌上都有一套這樣的實驗裝置，一個燒杯里已經(jīng)裝好冷水，等一會我去倒熱水，在實驗中我們還應該注意什么？ 生：注意安全，小心熱水。同學之間要注意分工合作。仔細觀察實驗現(xiàn)象，液柱有什么變化？做好實驗記錄。實驗后收好實驗材料。師：好，等我給你們組倒好熱水后，就可以開始實驗了。（生實驗并記錄，師倒熱水后，巡視指導）師：請各組的材料員把實驗材料都放好，說說在實驗中，你們觀察到了哪些現(xiàn)象？通過實驗，你們認為加熱和冷卻能不能夠使水的體積發(fā)生變化？4、 匯報實驗結果。 （1）“我們發(fā)現(xiàn)錐形瓶放入熱水中后，塑料管里的水位上升了；錐形瓶放入冷水中后，塑料管里的水位下降了?！保?）塑料管內(nèi)的水位上升，說明水發(fā)生了什么變化？（水的體積變大了）是不是錐形瓶里的水突然增多了？為什么？（不是，因為錐形瓶是密封的，沒有往里面加水。塑料管內(nèi)水位上升，只能是因為水的體積變大了。體積變大叫做體積膨脹。）塑料管內(nèi)水面下降，說明水發(fā)生了什么變化？（說明水的體積變小了，體積減小也叫體積收縮。）（2）錐形瓶里的水在什么條件下體積膨脹，在什么條件下體積收縮？（3）你能把水的體積變化和所需要的條件聯(lián)系起來，說說水有什么性質(zhì)嗎？ 5、小結：通過以上實驗，說明水有受熱體積膨脹、受冷體積收縮的性質(zhì)。也就是說，水也有熱脹冷縮的性質(zhì)。 6、現(xiàn)在你能用學到的知識解釋一下，燒開水時，壺里的水為什么會溢出來？（壺里的水受熱體積膨脹了，所以會溢出來。） 7、水有熱脹冷縮的性質(zhì)，那其他液體有沒有這種性質(zhì)呢？老師這里給大家提供了醋、酒精、油、牛奶（出示），現(xiàn)在請小組長前來任意選擇一種，用同樣的方法來實驗，注意觀察實驗現(xiàn)象。 （學生選擇液體來實驗，師再倒熱水。） 8、小組匯報實驗情況。你們組是用什么液體來實驗的？實驗看到什么現(xiàn)象？說明這種液體有什么性質(zhì)？9、小結：通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)：像醋、酒精、油、牛奶等液體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。（板書：液體熱脹冷縮）10、拓展：（出示溫度計）同學們注意過嗎？像酒精溫度計、水銀溫度計就是利用了熱脹冷縮的性質(zhì)。受熱了液體膨脹，溫度的讀數(shù)就會增加，遇冷時液體會收縮，讀數(shù)會減小。三、認識加熱和冷卻對固體體積的影響1、（出示“固體熱脹冷縮演示器”。）2、談話：物體加熱和冷卻還有很多有趣的變化。大家看，我這里有個銅球，我們知道，銅球是固體。既然液體和氣體有熱脹冷縮的性質(zhì)，那固體有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)呢？（學生預測）3、談話：我們用酒精燈給銅球加熱，過一會用冷水使銅球冷卻，看看銅球會有哪些變化，可以嗎？加熱之前我們先一起回顧一下正確使用酒精燈的方法：（1）打開瓶帽，將瓶帽豎放在燈旁。（2）用點著的火柴自下而上斜向點燃酒精燈的燈芯。（3）把被加熱物體放在火焰中溫度最高的外焰部分加熱。（4）用完酒精燈后，用燈帽自右上方斜向蓋滅火焰。4、演示并講解：現(xiàn)在銅球是恰好能從鐵圈中通過的。5、實驗：我們來看看銅球受熱以后會發(fā)生什么變化？（師加熱銅球）同時提問：怎樣才能知道銅球有沒有發(fā)生變化呢? （找學生回答）“如果銅球仍然能從鐵圈中通過，就說明銅球沒有發(fā)生變化；如果銅球不能從鐵圈中通過，那就說明銅球發(fā)生變化了。（認為銅球仍然能從鐵圈中通過的同學舉手，認為銅球不能從鐵圈中通過的同學舉手。）” 現(xiàn)在我們看看銅球到底能不能從鐵圈中通過。（師演示銅球過鐵圈，發(fā)現(xiàn)銅球不能從鐵圈通過。將銅球放入冷水中冷卻后，再試著讓它通過鐵圈。） 6、分析：加熱后，我們看到銅球不能從鐵圈中通過，說明銅球的什么發(fā)生了變化？（體積發(fā)生了變化）這個變化是在什么條件下發(fā)生的？（加熱和冷卻時）這個實驗說明了什么？（銅球加熱或冷卻后體積發(fā)生了變化） 7、小結：現(xiàn)在，我們知道了固體確實有熱脹冷縮的性質(zhì)。（板書：固體熱脹冷縮）8、小結：通過今天的學習，我們知道了絕大多數(shù)物體在受熱時，體積會膨脹；冷卻時，體積會收縮，這種現(xiàn)象叫做熱脹冷縮。 拓展延伸，鞏固應用 1、思考：加熱和冷卻對物體的影響在生活中有著廣泛的應用。想一想，生活中哪些地方運用到了熱脹冷縮的原理？ 2、學生自由發(fā)言，多媒體輔助介紹：（1）癟乒乓球放入熱水中，里面的空氣受熱膨脹，會使乒乓球鼓起來。（2）夏天車胎打氣時不能太足，不然容易爆胎。（3）夏天安裝電線時，不能把線繃得太緊。否則，到冬天時由于電線受冷收縮會拉斷。（4）鋪水泥地時每隔一段要留一道窄溝，就是因為防止水泥膨脹或者收縮造成路面不平整。（大面積水泥地上的夾縫）（5）鋼筆帽或者瓶蓋擰不開時，可以放入熱水中燙一下，就好擰了。（6）鐵橋的一端固定，另一端要架在滾子上。這樣，當氣溫改變的時候，鐵橋可以自由伸縮，不至損壞。（橋面上的縫隙的科學）（7）鋪設鐵軌時，也要考慮到熱脹冷縮，在兩根鐵軌之間要留有空隙，給鐵軌伸張的余地。（電線、鐵軌等實例的圖示加上醒目的數(shù)字，加深學生對熱脹冷縮的應用理解。）（8）火車上車輪的輪箍就是利用熱脹冷縮的性質(zhì)裝在車輪上的。輪箍的內(nèi)徑稍小于車輪的外徑