教科版五年级下《空气的热胀冷缩》教学设计
教科版五年级下《空气的热胀冷缩》教学设计
南阳市油田二中宋海明
【教材分析】
《空气的热胀冷缩》是教科版小学科学五年级下册第二单元《热》的第四课内容。教材从液体的热胀冷缩出发，引出“空气是否热胀冷缩”的探究问题——“空气是看不见的，我们怎么知道它的体积有没有变化呢？我们能想出一些观察的办法来吗？关于探究空气的热胀冷缩性质，教材的插图给了学生们提示：在锥形瓶上套小气球，分别放进热水、常温水、冰水里面，观察现象。在教材设计中还联系了水的热胀冷缩，对比空气的热胀冷缩有什么特别的地方，这是对学生知识链和推理能力的培养。通过前面的探究活动，学生已经知道液体具有热胀冷缩的性质，于是便对气体是否也具备这样的性质，产生了探究的兴趣，本课将带领学生借助之前的研究方法和技能，对气体的热胀冷缩性质进行深入研究，并让学生亲身经历模拟物体“微粒”运动的游戏的过程，对物体的热胀冷缩性质进行科学解释。
【学情分析】
学生通过对液体热胀冷缩性质的研究，已经具备了一些研究物体热胀冷缩性质的方法和技能，对探究气体的热胀冷缩现象，不仅具有强烈的好奇心和探究的热情，还具备一定的生活感知经验，但对于如何揭示气体的热胀冷缩性质，以及如何合理解释物体的热胀冷缩现象，却缺乏深入研究和了解。
【设计思路】
新课程标准指出，探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径，而实验则是探究活动中最常用的一种方式，并能激发学生的学习兴趣，教会学生正确的学习方法，能使学生有效地掌握知识。本课《空气的热胀冷缩》中教学策略采取的是探究式教学法，其教学思路确定为经历“提出问题——分析问题——假设猜想——实验验证——解决问题”的科学探究活动的过程，激发学生参与科学课堂的欲望，并能够用实验验证自己的推测。从“情境导入，引出主题→观察空气是否热胀冷缩→比较水和空气的热胀冷缩现象→解释热胀冷缩的原因→课堂巩固、拓展延伸”，五个教学环节紧密联系。通过探究活动以及学习“微粒”假说，培养学生的动手能力、观察能力和分析问题的能力，增强探究意识的培养，促进探究精神的落实。
一、【教学目标】
1、科学概念：
①、气体受热以后体积会胀大，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。
2、过程与方法：
①、用多种方法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；
3、情感、态度、价值观：
对热现象产生更浓的探究兴趣；
二、【教学重点】
①、用多种方法观察空气的热胀冷缩现象；
②、热胀冷缩现象与物体内部微粒的运动有关。
三、【教学难点】
①、设计观察空气体积变化的方法；
②、用文字或图画进行描述和交流,并尝试用“模型”解释现象。
四、【教学准备】
烧瓶、玻璃管；热水、常温水；气球、气球皮、橡皮筋、一个瘪了的
乒乓球、水槽。
实验记录单一、实验记录单二；
多媒体课件
每组学生：烧瓶、两个气球、热水、常温水、橡皮筋、实验记录表、塑料袋、肥皂液、红墨水。
五【课时安排】一课时
六【教学过程】
1、流程图
创设情境→提出问题→大胆猜测→设计实验方案→学生实验→总结实验结论→归纳概括→联系生活
2、教学内容与设计说明
一、创设情境，提出问题
师：出示一个装有红墨水和玻璃细管的装置.同学们，我们在研究什么问题时用过这个装置？
生：液体（水）的热胀冷缩。
师：今天我把瓶中的水倒掉，并擦干瓶子，这个瓶子似乎是空的，其实里面还装着满满的一瓶东西，你们知道装的是什么吗？
生：空气
师：老师就知道这个问题难不住大家，的确，这个瓶子里面还有空气。
师：液体具备热胀冷缩的性质，那么空气是否也具备这样的性质呢？
师：今天这节课，我们就一起来研究这个问题。
板书——空气的热胀冷缩
（设计意图：这个导入很简单，从“液体的热胀冷缩”性质自然过渡到探究“空气的热胀冷缩”性质，让学生能够自然迁移所习得的知识。这既是对旧知识的复习，也为探究“空气的热胀冷缩”性质埋下伏笔。）
二、观察空气是否热胀冷缩
1、假设猜测
师：空气是否具有热胀冷缩的性质？
请你根据你的生活经验和现有知识进行大胆猜测.
师：哪位同学愿意说说你的猜测？
生：有（没有）热胀冷缩性质！
师：你能把你的猜测说得具体一点吗？
你能说出你的猜测根据吗？
（根据学生回答情况，酌情启发，引导学生有根据地猜测）
生：空气受热，体积变大；空气受冷，体积变小。
生：夏天汽车容易爆胎，自行车也会爆胎。
（多叫几位学生回答）
师：提出问题，大胆猜测是科学探究的前奏。那我们怎样才能证实我们的猜测是否正确呢？
生: 做实验
2、设计、交流实验探究方案
师：我们曾利用这个装置探究过液体的热胀冷缩，能否再次利用这个装置来装进空气，来探究空气是否会热胀冷缩呢？如果不想使用这个装置，那么用什么容器来装空气较好呢？
我们知道空气是流动的。如果空气真的会热胀冷缩，空气就会顺着玻璃管向外跑出，怎么密封空气呢？
密封好了空气，如何让空气受热或受冷呢?
即使密封好了空气，空气又没有颜色，看不见，摸不着，我们该如何设计实验才能清楚地看到空气受热、受冷后体积的变化情况呢？
师：请同学们根据屏幕上的四个提示，设计你们的实验方案。
课件出示：
①用什么容器装空气?
②如何做到密封？
③如何让空气受热或受冷？
④如何清楚的看出空气体积的变化？
先自己独立思考5分钟，然后小组讨论交流。
生：学生分组讨论，自主设计实验方案
师：引导学生分组讨论，教师巡视指导各小组改进自己的研究方案。
（设计意图：“空气是看不见的，我们怎么知道它的体积有没有变化呢？”通过一个个小问题启发引导学生借助其它物体的变化自主设计各种可能想到的实验方案。鼓励学生开动脑筋，设计实验。）
师：我们今天的讨论很热烈，老师为你们感到骄傲。有没有哪个小组愿意将你们的实验方案与大家一起分享？
生：交流实验方案、改进完善。（预设）
生：把空气装在瓶子里，用冷水、热水使瓶内的空气受热或受冷，只要观察瓶内空气的体积变化，就知道空气是能认账冷缩了。
生：空气会流动，会顺着玻璃管跑掉。教材的插图提示我们：在锥形瓶上套小气球，用气球将空气密封到锥形瓶里，分别放进热水、常温水里面，观察现象。借助气球的变化清楚地观察空气体积变化。
生:用红水堵住玻璃管管口，用手温焐热烧瓶，让学生观察玻璃管中红水柱的位置变化，从而证实空气具有热胀冷缩的性质。
师评价：你的想法很独特，令人佩服。还有其他想法吗？
生：借助气球、塑料袋的鼓凹、水柱的移动来观察瓶内空气的体积变化，我们就知道空气是否热胀冷缩了。
师评价：同学们想的办法真多，那这节课我们各组就根据自己的实验方案开始动手探究实验吧。
（设计意图：“你有一个苹果，我有一个苹果，我们彼此交换，每人还是一个苹果；你有一种思想，我有一种思想，我们彼此交换，每人可拥有两种思想。”虽然让孩子们思考的时间只有5分钟，但是仅仅在这5分钟的时间里，孩子们调动已有的知识库，全神贯注地思考。无论学生们想出的方法是否可行，都应该给孩子们发言的机会，让他们觉得自己也很棒。）
3.小组合作，进入实验探究。
师：老师为各组提供烧瓶、气球、热水、冷水、毛巾等实验器材。
请各小组分工合作，严格按照老师的温馨提示实验，同时将观察到的实验现象记录到实验记录单一。
⑴.分工合作、注意安全；
细心操作、仔细观察；
认真思考、及时记录。
⑵.一定要注意安全。使用的热水很烫，严禁用手触摸，以免烫伤皮肤。
⑶、保持桌面清洁并请及时填写好实验记录单。
⑷. 有时间的小组相互交换较色，可重复实验。
生：分组实验验证，分析归纳结论。
观察现象，填写实验记录单。
归纳总结，形成结论。
整理桌面。
师：巡视指导。
4.展示交流发现、获取结论
师：通过小组合作实验，你们发现了什么？
请各组交流你们观察到的现象和得出的结论。
生：小组展示交流（预设）
现象：烧瓶放入热水中，气球变大挺立起来，说明空气的体积膨胀了；而放入冷水冷却后气球迅速变小下垂，说明空气的体积缩小了。
通过实验我们发现空气具有热胀冷缩的性质。
生：空气受热以后体积会膨胀，受冷以后体积会缩小，说明空气也具有热胀冷缩的现象。
。。。。。。
师评价：今天你们又有了新发现，为大家的成功鼓掌。一种实验方法还不能足以证明空气的热胀冷缩，有的小组用了三种实验方法，有的小组用了四种实验方法，
足以证明空气有热胀冷缩的性质。
通过实验我们发现——（齐读）
板书——
空受热后（体积膨胀）
气受冷后（体积缩小）
（设计意图：培养学生将已有方法和技能服务于新研究任务的能力，并让学生亲身经历设计方案→改进方案→实验验证→交流发现→获取结论等一系列探究过程，培养他们缜密的科学探究思维，促进与其他小组交流思维的过程和结果，相互取长补短，提升学生的逻辑思维能力、倾听能力，并让他们切身感受实验带来的乐趣以及成功的喜悦。）
三、比较水和空气的热胀冷缩现象
师：通过实验，我们发现，空气和水一样，也具有热胀冷缩的现象。与水相比，空气的热胀冷缩有什么特别的地方？
师演示：用两个同样的试管当堂试验，让学生观察比较：一个装水，一个装空气，让一学生同时各用一只手的手心温度烘热。（教师提前准备好用气球皮
密封好了的水、空气的试管）
师：水和空气都有热胀冷缩的本领，这两者的本领谁大呢？
（引导学生交流现象，归纳结论。）
生：虽然空气和水都具备热胀冷缩的性质，但空气比水变化更快，体积变化更为明显……
生：空气的体积变化比水明显，空气体积变化得更快。
生：空气热胀冷缩的本领比水强得多。
生：空气的热胀冷缩现象比水的热胀冷缩现象要明显。
（设计意图：有比较才有新的发现，通过与水的热胀冷缩相比，了解空气的热胀冷缩有什么特别的地方，是对学生知识链和推理能力的培养。）
四、模拟实验，解释空气的热胀冷缩
师：知其然，还要知其所以然，为什么空气会热胀冷缩呢？
请同学们自学课本第35页，初步了解空气“微粒”运动游戏。
生：阅读教材，交流游戏。
师：请三组同学上台，先自我分动，然后合作完成模拟空气“微粒”运动的游戏。生：游戏过程
（设计意图：
“微粒”假说是一个比较抽象的内容，课本中安排了一个模拟游戏，让学生经历游戏的过程，用生动形象的直观游戏来深入感知物体热胀冷缩产生的原理，并合理构建起自己对于这一性质的假说。）
师：其他小组愿意再来模拟这个游戏吗?
生：游戏过程
师：游戏结束了，请各小组交流以下问题：
①当我们紧挨着站在教室中间，和每个人都起劲地在教室里跳跃时，哪种情况下占据的空间大？
②完成这个游戏后，填写实验记录单二“画想象中的空气微粒的变化”
③你们能对空气的热胀冷缩现象进行合理解释了吗？