5. 物体的热胀冷缩ppt课件配套教案内容

课题课时

学科

教材版本

课题名称

《气体的热胀冷缩》

第1课时

科学

年级

本课研究专题

五年级

书名：

科学

出版社：首都师范大学出版社

出版日期：2009年12月第3版

一、专题名称：小学科学“动思同行”研究

二、研究专题背景：

小学科学课程倡导以探究式学习为主的多样化学习方式，促进学生主动探究。突出创设学习环境，为学生提供更多自主选择的学习空间和充分的探究式学习机会；强调做中学和学中思，通过合作和探究，逐步培养学生提出科学问题的能力、收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。

日常授课中不难发现，科学的思维能力需要学生在一次次的探究活动中，在教师富有启发的实验设计、富有激发思维的问题中一点一点地培养出来，学生可以在一节课中学到某些知识，但绝不可能在一节课中培养出学生的思维能力。因此，在教学过程中，无论是提问、实验设计、实验过程都应注重学生动思同行，促进学生思维发展。

三、研究专题分析：

（一）学习内容分析

1．课标要求

本课是首师版教材五年级下册《热与生活》单元中的第一课内容，隶属于《课标》“物质科学”领域。课标要求学生学习加热或冷却时物体的体积会发生变化；加热和冷却也可以改变某些物质的状态。同时要求学生：

（1）知道一般物体具有“热胀冷缩”的性质。

（2）知道水结冰时体积会膨胀。

（3）描述加热或冷却时常见物质发生的状态变化，如水结冰、冰融化、水蒸发和水蒸气凝结。

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图1 本课在课标中的位置

2．教材体系

第一册

人与空气

12.空气

13.空气占据空间

14.空气的用途

15.空气和生命

第二册

变化的空气

5.热空气

6.流动的空气

7.风的观测

8.关心天气

第四册

生活中的空气

1．空气的组成

2.氧气

3.二氧化碳

4.燃烧和灭火

第六册

热与生活

5.物体的热胀冷缩

6.勺柄是怎么热的

7．暖和的房间

8*.太阳怎样向地球传热

表1 相关知识体系

《物体的热胀冷缩》共安排2课时，教学内容分为4部分。第一部分是引导学生通过液柱上升等实验探究液体具有热胀冷缩的性质。第二部是引导学生探究固体具有热胀冷缩的性质。第三部分是引导学生通过自主设计实验探究气体有热胀冷缩的性质。第四部分是日常生活中热胀冷缩的应用。本课教学针对

“探究气体是否具有热胀冷缩的性质”展开设计。

借助书中三个问题“空气是流动的，用什么容器把它装起来？”、“空气是看不见的，怎样才能发现空气的体积是不是有变化？”、“怎样使空气受热、受冷？”为学生搭建学习过程中的脚手架，辅助学生思维的递进。

（二）学生情况分析

在本课教学前，利用访谈和书面调查对五年级部分学生进行了前测，结合教学以往的经验发现五年级学生对本课相关知识的认知状态为：知道热胀冷缩的含义；知道了液体、固体具有热胀冷缩的性质；不清楚气体是否也有热胀冷缩的性质；初步了解了生活中液体和固体热胀冷缩性质的应用，但不能解释清楚。对于空气的物理性质学生已经有所认识，但对于空气的组成学生不能完全说清楚。

为此，我对学生进行了前测：

图2

图3

2

图4

图5 本前测旨在对于学生对于气体热胀冷缩的初始认知及实验方法进行探究。

以上图几位同学为例，简述学生在设计中存在的问题。

图2：学生先将平底烧瓶放在酒精灯加热，再放入冷水中，观察现象。通过预测没有现象因此得出了气体没有热胀冷缩的性质。在他的设计中缺乏对于如何观察到它的体积有没有发生变化的考虑，与他选择同类实验方法的学生占15%。

图3：学生以孔明灯作为盛装空气的实验材料，通过用酒精灯加热空气再把冰块放在孔明灯下观察孔明灯的前后变化。在他的设计中忽略外部条件的影响，没有将空气收集起来以避免其他外界环境的干扰，也有其他学生选择了塑料袋来进行同一实验。

图4：学生考虑到了将空气收集在密闭空间——袋子内，将袋子分别置于热水和冷水中，观察实验现象。在操作过程中将气球放入热水中应注意避免烫伤（在这里将袋子换为气球更为合适）。

图5：学生同样充分考虑到了将空气收集在密闭空间——瓶子内，将瓶子分别置于热水和冷水中，观察实验现象，但本法效果并不明显。

由此可见，学生在设计实验时有初步的思维顺序，但思虑不周，因此在教学中我设计了我们如何收集气体？我们如何观察到气体的体积有没有发生变化呢？如何为空气提供受热受冷的环境？这三个问题来为学生的思维发展提供依托。

四、专题解决思路：

（一）指导思想

《小学科学课程标准》中提出，小学科学是一门实践性课程，探究活动是学生学习科学的重要方式。小学科学课程把探究活动作为学生学习科学的重要方式，强调从学生熟悉的日常生活出发，通过学生亲身经历动手动脑等实践活动，发现和提出生活实际中的简单科学问题，并尝试用科学方法和科学知识予以解决，培养科学态度，学习与同伴的交流、交往与合作。

本课教学设计遵从《小学科学课程标准》倡导的探究式学习，为学生提供更多自主选择的学习空间和充3

分的探究式学习机会；通过合作与探究，逐步培养学生提出科学问题、收集和处理信息的能力、分析问题和解决问题的能力，以及交流与合作的能力，发展学生的创造性、批判性思维和想象力。

（二）理论依据

建构主义理论认为：学习是建构的，是学习者运用自己的经验去积极建构知识，把新概念纳入原有的认知结构中，使认知结构发生变革和重组，形成网络结构的知识。本课在学生已经对液体和固体的热胀冷缩性质理解后进行教学，引导学生提出猜想、设计实验，在此过程中运用类比、归纳等思维方法，对实验设计及实验现象进行加工，从而建立气体有热胀冷缩性质的概念。

科学观察中的转化法是将难以感觉或无法感觉得刺激转化为容易感觉或另外形式感觉的方法。在本课中就是应用了大量转化法的例子。液体的热胀冷缩不易观察因此插入玻璃管来观察液柱的变化；铜球的膨胀不易观察因此将铜环引入来感知它的体积变化；本课中空气的热胀冷缩同样运用了转化法，通过玻璃管中小段液柱的位移变化、气球的大小变化来感知气体的热胀冷缩。

（三）教学过程

教学环节

教学流程

学生的实际获得

教师演示硬币实验

学生制订研究方案

小组汇报讨论方案

对照材料调整方案

进行实验验证猜想

引发学生思考，是本课教学中学生实验探索的起点。

促进学生在小组合作中进行科学探究的能力获得；促进学生在多种材料下的多样化实验方案设计的思维获得。

归纳总结，

得出结论。

拓展延伸，

联系生活。

教师追问引发思考

引发学生对于生活中应用的探索。

引出问题实际应用

引发学生认识科学原理与实际生活的关联，产生继续探索的兴趣。

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教学目标及教学重难点

一、

教学目标：

科学概念：

1. 知道在一般情况下，气体受热时体积膨胀，受冷时体积缩小的这种变化叫做热胀冷缩。

2. 了解气体热胀冷缩的性质在生活中的应用。

过程与方法：

通过设计并实施空气热胀冷缩的实验，培养学生观察能力、分析能力、归纳概括能力以及运用已有知识解释相关问题的能力。 情感态度和价值观：

具有探究气体热胀冷缩的性质的兴趣，培养学生乐于探究、乐于合作、实事求是的态度。

二

、教学重点：

知道在一般情况下，气体受热时体积膨胀，受冷时体积缩小的这种变化叫做热胀冷缩。了解气体热胀冷缩的性质在生活中的应用。

三、

教学难点：

通过设计并实施空气热胀冷缩的实验，培养学生观察能力、分析能力、归纳概括能力以及运用已有知识解释相关问题的能力。

教学过程

（一）

问题驱动，提出猜想

1.问题驱动：上一节课我们通过实验一起探索了固体和液体一般都具有热胀冷缩的性质，刚才徐新雅同学也为我们分享了有关中国无缝铁轨克服热胀冷缩的故事。物体的存在有三种状态（预设：固态、液态和气态）那么气体有没有热胀冷缩的性质呢？ 2.初步猜想：老师通过课前的调查，发现同学们各自都有自己的观点，有的小组猜想气体有热胀冷缩的性质，有的小组猜想没有。那今天这节课我们就一起来探究。（板书：气体的热胀冷缩？）

2.小组讨论：那你们打算怎么做来验证自己的猜想呢？（预设1：将气球捆扎好放入热水和冷水中；预设2：用两个瓶子收集好气体分别放入热水和冷水中……）

3.学生示范：这样做可能产生了热胀冷缩的现象，但我们肉眼观察很困难，难以分辨。能不能让它的现象更明显一些？

（设计意图：通过复习问题导入激发学生的学习兴趣，让学生带着疑问进入学习。同时结合之前所学，培养学生能基于所学知识、经验，从现象发生的条件、原因等方面提出假设。在学生的初步思考阶段，可能会出现成熟的实验方法，可能会出现实验现象不明显的操作，再借助问题链对学生进行有效指导，辅助学生思维5

水平的提升。）

（二）

问题带动，验证猜想

1.启发：要研究气体我们就要收集气体，结合同学们刚才的讨论，我们选择哪种气体更合适？（预设：空气、氧气……）原因是什么？（预设：空气无处不在，方便收集；空气是一种混合物。）

2.逐步讨论，解释问题链：确定了研究对象之后，我们如何收集它？（回忆空气的物理性质）空气是无色的，我们如何观察到它的体积有没有发生变化呢？如何为空气提供受热受冷的环境？ 3.课堂充分讨论：你们想怎么设计实验？需要老师提供什么帮助？

4. 屏幕出示实验材料：老师为同学们准备了以下这些材料，平底烧瓶、玻璃管（带胶塞）、尖嘴玻璃管（带胶塞）、墨水、胶头滴管、塑料瓶、气球、热水、冷水。

5.学生讨论并交流，完成实验记录单。

6.学生汇报实验方法，教师追问观察到什么现象就说明气体体积膨胀了？观察到什么现象就说明气体体积缩小了？

（预设：1.将橡胶塞玻璃管与平底烧瓶相连，在玻璃管中滴入墨水，放入热水和冷水中，观察实验现象。如果墨水向外移动说明气体体积膨胀了，如果向里则说明气体收缩了。2.将气球套在塑料瓶上，放入热水和冷水中，观察实验现象。如果气球被吹起则说明气体体积膨胀，如果气球恢复原状则说明气体体积又发生了收缩……）

7.学生进行分组实验、观察、记录。（出示实验注意事项）

8.学生展示汇报研究结果，教师对于学生的方法相机补充。

9.结合汇报，小组进行实验。

（设计意图：借助学生已经具备了研究液体和固体热胀冷缩的方法，类比展开对气体的探究。引导学生自主完成气体的热胀冷缩实验设计，给予学生充分的材料，探究多种方法，完成实验设计及实施。本环节借助书中提供的装什么气体---怎么装--怎么观察现象--怎么创造环境这串问题链来训练学生的思维，清晰地了解完整的实验方案，对学生有指导性的意义。）

（三）归纳总结，得出结论

交流：

1.通过以上实验，我们可以得出什么结论？（板书）

2.通过以上实验我们知道，气体具有热胀冷缩的性质，这两节课的学习也让我们知道了液体、固体和气体一般情况下都有热胀冷缩的性质。

（四）拓展延伸，联系生活

在我们的日常生活中，有哪些关于气体热胀冷缩的应用？

1.弄瘪了的乒乓球，用开水烫会重新鼓起来。（乒乓球里的空气受热后体积膨胀，把原来瘪的地方顶起来了。）

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2.

夏天自行车、汽车的轮胎不能充太足的气，防止温度高时，因气体膨胀引起爆胎。

3.

日常生活中，液化气罐、打火机等。在放置和储存的时候应该注意什么？为什么？

4.总结：任何事物总有它的两面性，物体的热胀冷缩也是如此。我们要预防它不利的一面带给我们的影响，利用它的有利一面为人类服务。

5.机动：教师出示喷泉喷发装置，引导学生思考喷发原因，

这与我们进行液体热胀冷缩的实验装置有什么不同？（预设：水的多少和玻璃管头的粗细），我们将液体实验装置放入热水中出现了什么现象？将喷泉装置放入热水中则出现了液体喷出的情况，这是什么原因？（预设：气体的热胀冷缩；如果有同学仍然坚持是液体的热胀冷缩导致的，先请同学们思考办法，只将液体部分浸入水中，发现并没有引发喷泉，再将烧瓶向下，液体即可喷出。得出结论：喷泉装置是由气体热胀冷缩的原理制成的。）

6.通过这两节课的学习，我们知道了，液体、固体和气体一般情况下都具有热胀冷缩的性质，他们的应用在生活中还有很多，希望同学们做一个留心观察的有心人！

（设计意图：将科学知识与日常生活相联系，运用所学知识解决生活中的问题可以增加学生对于学习的自豪感与获得感。提醒学生注重将所学与生活相联系。）

板书设计

气体的热胀冷缩

选择气体 受热体积膨胀

收集气体

观察变化 受冷体积收缩

冷热环境

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