空气的热胀冷缩

《空气的热胀冷缩》教学设计
【教学内容】《空气的热胀冷缩》
【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》的内容，教材从液体的热胀冷缩的知识出发，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？”这个活动的关键在于尽可能地启发、引导学生开动脑筋想出自己的观察办法来。

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。

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。

本课的难点在于最后一个环节，即“怎样解释热胀冷缩现象”，而“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，用生动形象的游戏来解释深奥的科学原理，至于如何处理“游戏”和“微粒假说”之间的关系，就要视实际的教学情况而定。

【学情分析】：
对于五年级学生来说，找到事物的本质特征、训练知识的迁移以及逻辑思维的形成非常重要，他们虽然在科学知识的探究中有了比较好的基础，但是毕竟他们的科学知识还是比较浅显的，探究“空气的热胀冷缩”性质是比较具有挑战性的活动，学生们的好奇心以及动手的欲望会让他们对本课的学习内容很有探究的热情。

让学生结合自身的生活经验，从实际出发，从学生的兴趣点着手，展开讨论“怎样探究空气的热胀冷缩”性质，随着探究内容的不断丰富以及活动的展开，会提出问题，接着分析问题，再解决问题环环相扣，学生会不知不觉地下进入到了科学探究中，运用所学习的研究方法，以小组合作的形式完成实验并记录观察到的现象。

【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“复习旧知，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”，四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。

根据以上分析进行教学设计如下：
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、通过模拟“微粒”运动的游戏明白：热膨胀、冷收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；
④、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，并能够用实验验证自己的推测。

3、情感、态度、价值观：
①、能积极与其他同学交流并合作完成探究活动，体验合作的愉快；
②、在实验中，获得注重获取证据，用证据证明观点的体验，对热现象产生更浓的探究兴趣；
③、体验科学就在我们身边的乐趣。

二、【教学重点】
①、用多种方法观察空气的热胀冷缩现象；
②、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，并能够用实验验证自己的推测。

三、【教学难点】
①、设计观察空气体积变化的方法；
②、用“模型”解释热胀冷缩现象；
③、能够按照实验要求，规范地操作实验，做好探究活动。

四、【教学准备】
量杯、烧瓶、玻璃管；热水、常温水、冰水；锥形瓶、气球、气球皮、橡皮筋。

实验记录单一、实验记录单二；
PPT课件资料
五、【课时安排】一课时
六、【教学过程】
（一）、复习旧知，引出主题
教师出示一个装有红墨水和玻璃细管的装置
师：这个装置老师在研究什么问题中用过呢？
预——生：液体\水的热胀冷缩。

面还装着满满的一瓶东西，你们知道是什么吗？
预——生：空气
师：老师就知道这个问题肯定难不倒大家，的确，这个瓶子里面还有空气。

请问，你觉得空气也像水之类的液体一样也具有热胀冷缩的现象吗？
预——生：有！
师：你能把你的猜测说得具体一点吗？
（多叫几位学生回答）
师：今天这节课，我们就一起来研究“空气的热胀冷缩”，到底空气有没有热胀冷缩的现象呢，刚才同学们都进行了大胆的猜测，那我们要用什么方法来证实我们的猜测呢？
师：可是空气是流动的，又是看不见的，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？
请同学们看大屏幕，我们要解决三个问题——
课件出示：
（1）、准备借助哪些材料帮助我们“观察”空气的体积有没有发生变化；（2）、准备用什么方法让空气受热、受冷；
（3）、猜测可能产生的现象。

（二）、观察空气是否热胀冷缩
1、设计实验探究方案
师：请同学们根据屏幕上的三个提示，先自己静静地思考1分钟，我们再交流。

（思考1分钟）
师：有没有谁能大胆地将自己的想法和大家一起分享呢？
生回答。

师：还有其他想法吗？
2、小组合作，进入实验探究
师：同学们想的办法真多，那这节课我们先来试一种方法。

出示准备好的量杯，热水（红色）、冰水；气球、空矿泉水瓶、筷子、毛巾
实验记录单一“让学生在空烧瓶上画气球的变化”；
实验记录单二“让学生画想象中的空气微粒的变化”
师：同学们能利用这些材料，动手实验来验证空气是否有热胀冷缩的现象吗？生回答，教师做适当提示。

课件出示实验温馨提示：
分工合作、注意安全；细心操作、仔细观察；认真思考、及时记录。

师：接下来，请同学们小组合作，一边实验，一边将观察到的实验现象记录到实验记录单一。

学生动手实验，教师巡视指导。

展示实验记录单一。

师：通过小组合作实验，你们发现了什么？
师（小结）：通过实验我们发现——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。

（齐读）
（三）、比较水和空气的热胀冷缩现象，解释热胀冷缩的原因
师：通过实验，我们发现，空气也和水一样，也具有热胀冷缩的现象。

既然水和空气都有热胀冷缩的本领，请问，它们两个谁的本领大？
演示实验……
预——生：空气热胀冷缩的本领比水强得多\ 空气的热胀冷缩现象比水的热胀冷缩现象要明显。

师：温度变了，水和空气的体积都会发生，这是怎么回事呢？你能解释水和空气的热胀冷缩现象吗？
同学回答。

师：科学家经过研究后，给出了关于“热胀冷缩现象”更科学的解释。

请同学们自学课本P35。

教师作简单的解释。

常见的物体都是由微粒组成的，而微粒总在哪里不断地运动着。

物体的热胀冷缩和微粒运动有关；当物体吸热升温以后，微粒加快了运动，微粒之间的距离增大，物体就膨胀了；当物体受冷后，微粒的运动减慢，微粒的运动减慢，微粒之间的距离缩小，物体就收缩了。

师：填写实验记录单二“画想象中的空气微粒的变化”
同学们，现在你们能不能像小小科学家一样，解释“热胀冷缩现象”吗？
（四）、课堂巩固、拓展
师：老师要考一考大家，是不是真正地将知识学进去了，大家请看：
挑战一：
1、空气也有热胀冷缩的性质。

（）
2、能让气球鼓起来的原因一定是因为空气热胀冷缩了。

（）
3、空气热胀冷缩和水热胀冷缩比较，（）。

A、没什么区别
B、体积变化更明显
C、体积变化更不明显
挑战二：
1、为什么踩瘪的乒乓球在热水中一泡就能复原？
2、为什么夏天的自行车车胎不能把气打得太足？
挑战三：
奇妙的“喷泉”
教师演示：喷泉
师：“喷泉”是如何形成的呢？你有办法让“喷泉”喷得更高、更美吗？
七、【板书设计】
空气的热胀冷缩
受热后（体积膨胀）←——微粒运动加速且微粒间距离增大空
气
受冷后（体积缩小）←——微粒运动减慢且微粒间距离变小。