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【課堂無憂】新課標同步備課 四年級科學下冊（蘇教版）
2.熱脹冷縮（教學教案）
核心素養
科學觀念：※通過學習與實踐，掌握酒精燈的使用方法。
科學思維：※通過實驗與分析，知道絕大多數物體具有熱脹冷縮的性質。
探究實踐：※能夠運用物體熱脹冷縮的性質解釋生活中的一些現象。
態度責任：※認識到液體、氣體、固體都具有熱脹冷縮的性質。重點
※設計實驗驗證液體、氣體、固體具有熱脹冷縮的性質。難點
教學內容
熱脹冷縮是指物體受熱時膨脹，遇冷時收縮的特性。固體和液體的熱脹冷縮幅度比較小，在生活中不易覺察到，因而對熱脹冷縮現象很多學生并不了解，對其在生活中的應用更是知之甚少。為此，教材設計了一系列既貼近生活又富有趣味的活動，帶領學生探究物體受熱和遇冷時體積的變化，以揭示這一科學現象。本課教學內容分四個部分。
第一部分包括兩個活動。活動一，開篇借助復習舊知的方法，測量兩杯水的溫度，引發思考：為什么溫度計放在熱水中液柱會上升，放在冷水中液柱會下降？聚焦研究主題：冷和熱對物體體積會產生影響。活動二，研究液體受熱和遇冷時體積的變化。先由學生就“水在受熱和遇冷時，體積會有什么變化”這一問題作出假設，然后根據教材提示設計出實驗方案，再根據實驗現象得出結論：液體受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小。
第二部分，研究氣體受熱和遇冷時體積的變化。學生在已有經驗的基礎上討論并設計出實驗方案，進而根據實驗現象得出結論：氣體受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小。
第三部分，研究固體受熱和遇冷時體積的變化。學生根據教師提供的材料確定實驗方案，由于該實驗較復雜，且酒精燈是學生第一次使用，因此教師要先做演示實驗，再由學生完成實驗。根據實驗現象得出結論：固體受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小。
第四部分，解釋生活中的熱脹冷縮現象，將學習和生活密切聯系，鞏固所學內容。
教學準備
教師材料：水槽、燒瓶、膠塞、細玻璃管、高錳酸鉀水溶液、氣球、溫度計、銅球實驗裝置、酒精燈、火柴。
學生分組材料：實驗記錄單。
教學過程
活動一 探索溫度計液柱上升或下降的原因
這兩支溫度計里的液柱上升或下降的原因是什么？
分 析 熱水的溫度高，溫度計插入燒杯中，液柱里的液體受熱體積增大，所以液柱上升；冷水的溫度低，溫度計插入燒杯中，液柱里的液體受冷體積縮小，所以液柱下降。
活動二 研究液體受熱和遇冷時體積的變化
探究問題：水在受熱和遇冷時，體積會有什么變化？
實驗假設：水在受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小。
實驗材料：空心管、膠塞、燒瓶、色素、水槽、冷水熱水等。
實驗步驟：（1）準備一個中間插有空心管的膠塞和配套的燒瓶。
（2）往燒瓶里加滿染了顏色的水，用膠塞塞緊瓶口，記下空心管里水面的位置。
（3）把燒瓶放入熱水中，觀察空心管里水面的位置有什么變化。
（4）再把燒瓶放入冷水中，觀察空心管里水面的位置又有什么變化。
實驗現象：
放入熱水中 放入冷水中
玻璃管內液面上升 玻璃管內液面下降
實驗分析：燒瓶里的冷水受熱后體積開始增大，水柱也開始慢慢上升。隨著水溫的升高，體積增大加快，水柱上升也加快，直到燒瓶內水溫停止上升，水柱也停止上升。隨著水溫的下降，燒瓶里水的體積開始縮小，水柱也慢慢下降。將燒瓶放入冷水中，燒瓶里的熱水遇冷加快了溫度的下降，體積縮小加快，水柱下降速度也就加快。
實驗結論：液體受熱時體積會增大；液體遇冷時體積會縮小。
設計意圖：
通過實驗認識液體具有熱脹冷縮的性質。
活動三 研究氣體受熱和受冷時體積的變化
探究問題：空氣在受熱和遇冷時，體積會有什么變化？
實驗假設：氣體受熱時體積增大，遇冷時體積縮小。
實驗材料：氣球、燒瓶熱水、冷水、水槽。
實驗步驟：（1）用氣球嘴套住燒瓶瓶口。
（2）將燒瓶放入熱水中，觀察氣球的變化。
（3）再將燒瓶放入冷水中，觀察氣球的變化。
實驗現象：
放入熱水中 放入冷水中
氣球鼓起來了 氣球變癟了
實驗分析：當把燒瓶放入熱水中時，燒瓶和氣球內的空氣體積變大；當把燒瓶放入冷水中時，燒瓶和氣球內的空氣體積縮小。說明氣體受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小。
實驗結論：氣體受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小。
設計意圖：
在固體、氣體、液體中，通常氣體的熱脹冷縮現象最為明顯，讓學生通過實驗認識氣體具有熱脹冷縮的性質。
活動四 研究固體受熱和冷卻后體積的變化
1.正確使用酒精燈的方法。
（1）打開燈帽，將燈帽豎放在燈旁。
（2）用點著的火柴從燈芯下端自下而上斜向點燃酒精燈。
（3）用外焰加熱物體。
（4）加熱完成后，用燈帽自燈芯右上方斜向蓋滅火焰，然后取下燈帽再蓋一次。
2.銅球在受熱和冷卻后體積的變化。
探究問題：銅球在受熱和冷卻后，體積會有什么變化？
實驗假設：銅球受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小。
實驗材料：銅球、鐵圈、酒精燈、水槽、水、火柴。
實驗步驟：（1）觀察常溫下銅球通過鐵圈的情況。
（2）用酒精燈給銅球加熱后，觀察銅球是否能通過鐵圈。
（3）將銅球放入水中冷卻后，觀察銅球是否能通過鐵圈。
實驗現象：
加熱銅球 冷卻銅球
銅球不能通過鐵圈 銅球又能通過鐵圈了
實驗分析：（1）在加熱前，先用鐵圈去套銅球，銅球恰好能從鐵圈中通過，這說明銅球的直徑比鐵圈小。
（2）加熱一段時間后（約5分鐘） ，再用鐵圈去套銅球，銅球不能通過鐵圈了，這說明銅球加熱后體積變大了。
（3）將銅球放入水中冷卻后，再用鐵圈去套銅球，銅球又能順利地通過鐵圈了，這就說明銅球遇冷后體積縮小了。
實驗結論：固體受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小。
3.物體的熱脹冷縮。
絕大多數物體受熱時體積會增大，遇冷時體積會縮小，這種現象叫作熱脹冷縮。熱脹冷縮是因溫度改變而引起的固體、液體和氣體的體積變化。大多數物質在溫度升高時，體積（或長度、面積）增大，但也有少數物質在一定溫度范圍內（例如水在0~4℃）溫度升高時，體積反而縮小。
設計意圖：
固體的熱脹冷縮現象不如液體和氣體的熱脹冷縮現象那么明顯，也是最容易被忽略的。通過一系列動手實驗和觀察，有助于學生對熱脹冷縮建立完整的認識。
活動五 生活中的熱脹冷縮現象
1.夏天輪胎容易爆胎。
輪胎里充滿了空氣，當夏天來臨，天氣比較熱，空氣受熱體積會增大，從而引發爆胎。所以輪胎在夏天不要打滿氣。
2.癟的乒乓球放到熱水里能夠復原。
乒乓球里面是空心的，充滿了空氣，當癟的乒乓球放入熱水中時，空氣受熱體積會增大，會將癟的那部分鼓起來，因此能將乒乓球復原。
3.夏天架電線時，電線不能拉得太緊。
因為固體也會熱脹冷縮，當冬天來臨時，電線遇冷體積會縮小，所以夏天架電線時，電線不能拉得太緊。
設計意圖：
學生通過回想生活中的一些現象，思考物體熱脹冷縮的性質在生活中的應用，將學習和生活密切相連，鞏固所學內容。
活動手冊
課堂總結
本課通過一系列既貼近生活又富有趣味的活動，了解液體、氣體、固體中大多數物體在受熱時，體積都會增大；遇冷時，體積都會縮小，從而理解熱脹冷縮的原理。
板書設計
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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