五年级下《科学》学科.docx

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五年级下《科学》学科

五年级下《科学》学科

指向探究能力发展的《空气的热胀冷缩》教学

【教学目标】

●科学概念：

1．气体受热以后体积会膨胀，受冷以后体积会缩小。

2．热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。

●科学探究：

1．设计并实验观察空气的热胀冷缩现象。

2．用文字或图画进行描述和交流。

3．尝试用“模型”解释现象。

●科学态度：

（素养目标）

1.培养好奇心，能大胆尝试，勇于探究，积极寻求有效的问题解决方法。

2.在探究活动中，能积极参与交流与讨论，尊重他人。

●科学、技术、社会与环境目标：

了解生活中的热现象，能用所学的知识解决日常生活中由于物体热胀冷缩产生的问题。

【教学过程】

环节一：

激趣导入，目标定向。

【设计】

1.学生观察情景：

水的热胀冷缩实验（装满水的烧瓶，瓶塞、玻璃管）放入热水槽中，玻璃管水位慢慢上升一点。

喷泉实验（装小半水的烧瓶，瓶塞、玻璃管）也放热水中，玻璃管水位快速上升，喷泉出现。

2.教师提问:

为什么会出现喷泉，你觉得可能是什么原因？

设计意图：

这是本课的导入部分。

小学科学教学的一个重要任务是培养学生学习科学的兴趣，学生从要我学变我要学。

因此导入部分设计水的热胀冷缩实验和喷泉实验，形成明显的对比，激发学生探究的强烈兴趣，同时能快速聚焦研究的主题，完成本课探究的目标定向。

【现场】

师：

（出示水的热胀冷缩实验器材：

装满水的烧瓶，瓶塞、玻璃管，做倒热水动作）

瞧，这一组器材，我们在哪一课上使用过？

回忆一下，接下来会出现什么现象?

生1：

我们在研究水的热胀冷缩时使用的。

倒入热水后，玻璃管里液柱会上升。

生2：

倒入热水后，液柱会慢慢上升一点点。

师：

（出示装小半水的烧瓶，瓶塞、玻璃管）

请你观察这一组器材，如果同样加热水，你猜猜会出现什么现象？

生1：

我认为玻璃管里的水也会慢慢地上升。

生2：

我觉得玻璃管里的水会很快的上升。

生3：

我觉得水会从玻璃管里喷出来，形成喷泉。

我在课外书上看到过的。

师：

真的能产生这样的奇迹吗？

请你来试一试，说不定，你就成为502班创造奇迹的第一人喽。

请该生上来演示，在烧瓶上加热水。

水快速喷出，形成喷泉。

学生:

哇，真的是喷泉呀！

呀，太好玩了，真是奇迹了。

我们下课也去玩玩。

。

。

。

。

。

。

。

师：

观察这两组器材，想想，这一组器材实验会产生喷泉，可能和什么因素有关？

生1：

一个烧瓶装满水。

另一个烧瓶只有小半瓶水，跟水的多少有关?

生2：

不对的，应该是水少的瓶子里有空气造成的，我知道了，应该是和空气的热胀冷缩有关系。

（有众多学生附和：

我也觉的和空气的热胀冷缩有关）

师：

空气也像水一样具有热胀冷缩的性质吗？

今天我们来研究空气是否具有热胀冷缩的性质。

环节二：

大胆尝试，勇于探究。

【设计】

1.集体讨论设计研究空气热胀冷缩性质所需的基本器材。

2.学生自主设计实验。

3.领取实验器材，自主探究。

设计意图：

这一环节是教学设计的重点。

有了研究液体热胀冷缩性质的经验，学生会对空气的热胀冷缩有比较正确的推测。

怎样有具体的、可见的实验来验证推测呢？

我们设计可以让学生明确目标，自主思考开展研究，给学生一个知识和技能迁移的实践机会。

考虑学生还是小学5年级的年龄特点，在实验材料的选择上，教学设计中安排教师的适当引领，实验方案的选择、实验的操作则让学生充分发挥自己的已有知识和技能，合作完成，给予学生发展的空间。

【现场】

（一）小组先学，讨论实验所需器材

师:

空气看不见，摸不着，要从周围空间中取一部分空气做实验，你需要什么?

生1：

装空气的东西，哦，就是容器。

师出示各类容器（锥形烧瓶、球形烧瓶、矿泉水瓶、插玻璃管的锥形烧瓶等。

师：

这样就可以了吗？

生1：

这样还不够的，还需密封材料。

生2：

例如气球、橡皮泥、木塞这些都可以的。

师出示气球、鹌鹑蛋、矿泉水盖子、装水的水槽、橡皮塞等。

师：

你能利用这些材料、容器配套成密封的一组器材来研究空气具有热胀冷缩实验吗?

来看看各组同学的智慧。

学生分组先学，然后上台演示操作。

生1：

用气球套入烧瓶口子，密封烧瓶。

生2：

用矿泉水盖子密封矿泉水瓶。

生3：

用鹌鹑蛋密封球形烧瓶。

生4：

用水槽中的水密封插玻璃管的锥形烧瓶，最好加一段软管。

生5：

用橡皮塞密封烧瓶，但不要压的太紧了，要让它能弹出来。

生6：

用烧杯中的水密封矿泉水瓶。

师：

要研究空气热胀冷缩性质，怎样使空气受热或受冷？

生：

用热水、冷水、或者冰水也可以。

师介绍教室中热水、冷水、冰水的安放位置，并提醒注意倒水时的安全。

师:

我们试一试自己在记录单设计研究空气是否具有热胀冷缩性质的实验方案，然后带着自己的方案来器材区向老师申请选择合适的器材进行实验。

在实验时，可以利用小组的白板把看到的现象画下来。

这个过程中，如果遇到困难，可以寻求其他小组帮助，也可以到资料区找资料。

先阅读提示。

（投影出示）

温馨提示：

1.静（讨论、领取器材、实验保持适当安静）

2.准（领取器材要找自己需要的器材）

3.快（领取器材速度要快）

4.画（仔细观察，把实验现象用示意图简单画下来）

实验结束请把器材放入水槽，并思考后面问题。

（二）学生分组自主设计实验方案。

（三）分组到器材区教师处领器材，教师适当把关学生的设计，对不合理的现象提出疑问，引导学生继续思考完善。

（四）学生分组：

实验验证空气具有热胀冷缩性质，并记录实验现象，完成后挂在前方展示区。

并小组推荐主讲同学。

环节三：

展示汇报，师生共教。

【设计】

教师把讲台还给学生，由小组推选主讲同学主持，包括利用展示的白板介绍自己组的实验现象，接受其他组同学提出的疑问。

教师充当学生可以提出疑问。

在各组的交流过程中，检验学生先学的成效。

设计意图：

这应该是教学设计中本节课的亮点。

给学生以舞台展示自己小组的探究过程和成果。

设计选择实验方案，验证空气具有热胀冷缩性质这一环节是学生先学自主完成，各组出现很多创新的方案，学生的展示也是一种交流，也是一种产生新的疑问的过程。

有利于培养学生互相交流的能力。

【现场】

师：

展示你们小组风采的时刻到了。

欢迎大家把小组的智慧展示给大家，介绍自己小组通过怎样的实验设计观察到空气体积的变化，证明空气具有热胀冷缩的性质，也欢迎各组把自己的疑问提出来。

8组学生在黑板展示区挂出的板图。

（有个别组挂倒了，汇报时教师再帮助放正。

）

主讲生1：

我们小组需要的器材是一个带盖子的矿泉水瓶，盖子放在瓶口。

我们设想把瓶子放在热水中，瓶子里面的空气会膨胀，盖子会推开，放到冰水中，盖子会吸紧。

我们这样实验了，发现事实真的是这样的。

把瓶子放到热水中，里面空气就胀了，把瓶盖推出去，翘起来了。

然后我们把刚在热水中做过实验的瓶子放入冰水中，发现瓶盖又回去了。

从这个现象我们可以说明空气具有热胀冷缩的性质。

提问生1：

放到冷水中的瓶子的盖子会吸得很紧吗？

主讲生1:

没有的，只是恢复到开始瓶盖没有翘起的样子。

提问生2：

放到热水、冷水中盖子要变化，瓶子也能看到变化吗？

空气热胀冷缩瓶子会变大或小点吗？

主讲生1：

瓶子没有明显的变化啊，因为我们的瓶盖是很松的放在瓶子口，没有拧紧，空气体积有点变化，瓶盖就会动了。

主讲生2：

我们小组的器材是烧瓶上面口子上是一个蛋。

先放在冰水中，鸡蛋马上往下缩在瓶子里去，烧瓶放到热水中，这个小蛋马上又往上升了，速度很快。

我们认为烧瓶在热水中时，里面的空气热涨了，把小蛋顶上去了，烧瓶放到冰水中，空气冷缩了，小蛋就下来了。

提问生1：

小蛋往上升或往下落的力量哪里来的?

主讲生：

往上升的力量是空气热胀时候，空气推上去的，落下来可能是里面的空气冷缩了，外面的大气把蛋压下来的。

提问生2：

你们刚才冷缩下去掉到瓶子里的小蛋怎么拿出来的？

主讲生2：

我们把瓶子倒过来，小蛋卡在圆柱型管子里，在放热水中就行了。

或者烧瓶倒过来加热水也行的。

主讲生3：

我们的烧瓶外面接了橡胶管子，把管子口放入水里。

我们把烧瓶放入热水中加热，管子口放在冷水中，管子口很快水里冒气泡了。

我们把烧瓶放冷水中，管子放热水中，水往管子里面跑进去了。

提问生1：

我们听不懂。

为什么管子要一会儿放冷水中，一会儿放热水中/

主讲小组没人能解答问题。

师：

我们来看看这一小组的实验设计。

烧瓶外面的冷、热水是为了使烧瓶里的空气加热或变冷使用的，是必须的。

用来密封管子口的水，有没有必要更换冷、热水？

那是没有必要的。

这小组实验时为了方便，所以直接在两个水槽互换，出现了这样现象，做了这样的记录。

没有错。

为了方便别的同学理解，我们假设用的是同一杯水。

（教师请学生擦去热水、冷水字）。

主讲组学生补充解说：

我们把烧瓶放入热水中，管子口有气泡出现，说明烧瓶里的空气热胀了，瓶子体积不够大了，空气从烧瓶里跑出来了。

然后把烧瓶放到了冷水中，水跑进管子里了，放到冰水中，水都倒流到瓶子里了，说明空气冷缩了。

提问生2:

把烧瓶放到了冷水中，水为什么倒流跑进管子里了？

不是很懂。

主讲生3：

烧瓶里面空气冷缩了，体积多出来了，外面的大气就把水压进去了，所以水会倒流进去。

主讲生4：

我们是把气球放在烧瓶上面密封。

把烧瓶放在热水中受热，我们发现这个气球迅速的鼓起来。

等过了一会它不在继续鼓起来了，我们把烧瓶放冷水中，气球就迅速的瘪下去。

这个现象说明空气也是热胀冷缩的。

同组补充：

空气受热会膨胀，就向外跑了，气球作为密封的容器，有空气就会胀起来。

如果放入常温水中是和平时一样。

提问生1：

如果烧瓶放入冰水中，气球会不会吸进烧瓶里去？

主讲生4：

会陷进烧瓶里去的。

提问生2：

我们组也是这样设计实验的，为什么我们的气球是慢慢鼓起来的？

主讲小组回答：

是不是和加热的方法不一样有关。

我们是直接热水到烧瓶上去，有的组的热水是倒好拿过来。

师：

这样应该是和加热时得到的热量多少，时间快慢有一定联系。

师小结：

刚才各组展示了自己的实验过程中看到的现象，用自己的方法证明了空气也具有热胀冷缩的性质。

（教师利用投影出示板书：

空气的热胀冷缩）

师：

我们再来看看上课刚开始的喷泉实验。

为什么同样的器材，只是一个烧瓶装满水，另一个装小半瓶，实验现象就不一样呢？

明明水和空气一样都会热胀冷缩的。

生1：

我觉得水和空气一样都会热胀冷缩的，但还是有区别的。

空气热胀冷缩体积变化的程度比水要大。

生2：

我觉得空气热胀冷缩的速度比水快。

师:

总的说，空气的热胀冷缩现象比水明显。

师：

在日常生活中也有很多和空气热胀冷缩有关的事情。

老师前几天去修车行，车行老板说天气热了，补胎生意好了很多，你知道为什么吗？

生1：

天气热了，轮胎空气容易热胀，气足了就爆胎。

所以车行补胎生意会好很多。

师：

生活中还有哪些现象和空气的热胀冷缩现象有关?

生1：

乒乓球瘪了，用热水浸一下就恢复了。

生2：

热气球和空气的热胀冷缩现象也有关。

环节四：

由现象到本质，继续探究。

【设计】

1.内化知识，产生新疑。

2.先学：

自学教材35页。

观看视频。

（空气热胀冷缩原理）

3.后查：

练习

模拟空气“微粒”运动的游戏。

设计意图：

学生在之前的活动中，已经对空气的体积的变化有了感性的认识。

那么怎样来解释空气热胀冷缩现象？

课本35页的资料和一段视频，以及模拟微粒运动的游戏，是一种很好的学生学习和运用的解释手段。

【现场】

1.内化知识，产生新疑。

师:

水、空气温度变化，体积都会发生变化，面对这样的现象你有什么疑问吗？

生1：

我想知道水和空气等为什么会出现热胀冷缩的现象？

2.先学

师：

我们来看看科学家的解释。

自学课本35页。

学生完成后继续观看视频。

3.后查

练习

判断题：

1.空气受热时，微粒的数量增加了。

（）

2.空气受冷时，自己个体并没有变小，而是运动的范围变小了。

（）

模拟空气“微粒”运动的游戏。

温馨提示：

1.地上的黑线是烧瓶的玻璃壁，请不要穿越。

2.“微粒”分组进入烧瓶，动作静、快。

3.请“微粒”根据老师的口令运动

（教师在室外场地画2个大图，一是带玻璃管的球形烧瓶，另一是套气球的锥形烧瓶，学生作为空气微粒开始在烧瓶内。

听教师口令加热了，或受冷了，做出对应运动。

）

环节五：

总结回顾，拓展延伸。

【设计】

学生总结本课知识、技能等方面的收获，并激发对后续研究物体热胀冷缩的兴趣。

【现场】

师：

今天这节课要结束了，你回顾一下，看看自己有什么收获可以总结的。

生1：

我通过今天这节课的学习，知道了空气具有热胀冷缩的性质，还了解到水、空气的热胀冷缩和微粒的运动有关。

生2：

我觉得我们小组今天实验合作的非常成功。

师根据学生回答补充完整板书。

师：

物体的热胀冷缩现象很多，我们已经研究了空气和许多的液体具有热胀冷缩的性质

那么其它物体呢,例如固体等？

我们课后可以继续了解有关物体热胀冷缩的知识、现象。

【课后作业】

1.课后继续了解有关物体热胀冷缩的知识、现象。

【课后反思】

《空气的热胀冷缩》是教科版《科学》教材五下《热》单元第四课。

在探究了水的冷热变化，明确了液体具有热胀冷缩的性质后，大部分学生从知识层面已经知道空气也具有热胀冷缩的性质，但缺乏感性认知。

因此，本课素养目标确立时，把重点放在培养学生的好奇心和想象力，能大胆尝试，勇于探究，积极寻求有效的问题解决方法，并在探究活动中，能积极参与交流与讨论，尊重他人。

由于空气是肉眼看不见的，怎样借助其他物体的变化而间接地“观察”到空气体积的变化，是观察方法设计的难点。

不过，有了前面液体体积变化观察的经验，学生们在设计观察方法时会从前面的经验中得到启发并进行迁移。

因而，我们的教学设计很注重让学生自主思考、设计探究方法。

探究空气是否热胀冷缩的方法很多，除了教科书提示的利用气球来观察的方法之外，也可以用I.型玻璃管中液柱移动现象来观察空气体积的变化……只要学生们设计的探究方法有利于观察空气的热胀冷缩现象，都可以在课堂上让学生去实践。

观察了空气的热胀冷缩现象，还希望学生能对空气和水的热胀冷缩现象作一比较，进而尝试着对空气和水的热胀冷缩现象做出解释。

怎样解释?

我们设计让学生们观看视频后做一个游戏:

模拟空气“微粒”的运动，把一种看不见、摸不着，但又实际存在的现象用一种模拟的方法展示出来。

这是一种很有趣也很有价值的活动。

可以说，实际教学中学生学的快乐又印象深刻。

对于五年级学生，找到事物的本质特点、训练知识的迁移以及逻辑思维的形成非常重要。

学生会结合生活经验来完成任务，随着活动的展开，会发现一些问题，接着解决问题、分析问题紧紧联系，学生就会在不知不觉的情况下进入到了科学探究中。

可以说整节课的学习过程中，学生在探究中层层推进，从发现现象到理解本质，经历的有趣的探究历程。