K12学习苏教版小学科学四年级上册教案《加热和冷却》教学设计及反思Word文档格式.docx

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设计气体的热胀冷缩实验

　　教学准备：

　　1、固体热胀冷缩实验装置（铜球、铁圈等）、酒精灯、火柴、实验记录表、水槽、湿抹布、

　　2、为每组准备：

液体热胀冷缩实验装置（锥形瓶20个、细塑料管、胶塞）、冷水，热水，红墨水、烧杯20个、酒精、暖壶（内装热水）。

　　3、烧瓶、插有弯玻璃管的胶塞、气球、空瓶子、热水、滴管、乒乓球、

　　4、多媒体课件

　　教学过程：

　　实验导入，提出问题

　　师：

同学们，你们都看到过我们学校综合楼前面美丽的喷泉吧？

那你有没有见过自己制造的小喷泉？

想不想亲自看看？

（想）好！

那我就为大家做个“小喷泉”，用一个烧瓶，里面装一些水，为了便于观察，我把水染成了红色，现在我往这个烧瓶上倒热水，请大家仔细观察。

（教师演示“喷泉实验”：

水从塑料管中喷出来，形成一个小喷泉）

你观察到了什么？

有什么疑问吗？

　　生：

为什么往烧瓶上倒热水就会使里面的水喷出来？

水是怎样出来的？

可能和什么有关？

……

是呀，为什么往烧瓶上倒热水就会使里面的水喷出来？

“小喷泉”里到底隐藏着什么样的科学奥秘呢？

这节课我们就继续研究第3课《加热和冷却》（板书课题）。

看看加热和冷却除了像我们上节课研究的，可以影响物体的形态以外，还会对物体产生什么影响。

（明确本课学习目标）

　　自主探究，解决问题

　　一、认识加热和冷却对气体体积的影响

　　1、谈话：

真不错，同学们都有自己的大胆猜想，猜想对于科学研究非常重要，我们的很多科学研究都是从大胆的想象开始的。

　　2、提问：

烧瓶中的空气看不见，我们怎么知道它有没有膨胀或收缩呢？

能想出观察的办法吗？

请同学们小组讨论，看看你们组能不能自己设计实验来证明自己的猜想，我们比比看，哪个小组的同学想出的办法最多，最有想象力和创造性。

　　3、提示：

设计之前请大家先思考以下几个问题：

（1）用什么来装空气进行研究？

（师将学生的回答进行整合，并将物品呈现出来。

例如：

可以用烧瓶、气球、软塑料瓶、软包装饮料盒、易拉罐……）

（2）怎样才能有利于观察？

（空气的体积变化不容易观察，所以无论什么容器都要设法密封。

密封的材料有胶带纸、橡皮泥、橡皮塞等。

通过密闭容器的凹凸变化来发现空气的热胀冷缩性质。

当密闭的容器变凹时，说明空气体积缩小了。

当密闭的容器变鼓时，说明空气体积膨胀了。

　　（3）用什么方法使空气受热或受冷（将学生回答的问题进行归纳整理，并呈现出来。

最简单的方法就是用热水和冷水，使用烧瓶只要用手捂就可以看到明显的效果。

　　（4）可以在实验记录表中画出你们的想法，等会请小组汇报。

　　4、各小组自行讨论，设计实验方案。

（放轻音乐，音乐停，时间到，学生自然停止即可。

小组自行讨论时教师适时加以指导）

　　5、说说你们组的实验方案，如果我这儿正好有合适的材料，你也可以上来边讲解边演示。

　　参考方案：

（1）在烧瓶口套上一个气球，把烧瓶放入热水中我们就会发现气球鼓起来了，再用冷水浇又会瘪下去，这也能证明气体热胀冷缩，

（2）取一个带胶塞的烧瓶，注意烧瓶里有什么？

（空气）用滴管在玻璃弯管中滴入红色的小水柱，把空气封住，再用手握住烧瓶，加热烧瓶内的空气，看到水柱往外移，说明了什么？

（空气受热体积膨胀了）向里移呢？

（说明空气受冷体积收缩了。

　　（3）用瘪乒乓球，放入热水，里面的空气受热会膨胀，使乒乓球鼓起来。

　　（4）将烧瓶倒插在水中，用手捂烧瓶，看到有气泡从烧瓶中冒出。

　　（5）取一个带胶塞的烧瓶，将塑料管尖上抹上肥皂水，将烧瓶放入热水中，肥皂泡被吹大了，再放进冷水里观察肥皂泡变小。

　　……

　　6、这些实验说明了什么？

　　7、板书：

空气受热时体积会膨胀，冷却时，体积会收缩，我们把这种现象叫做热胀冷缩。

也就是说，空气有热胀冷缩的性质。

（板书：

气体热胀冷缩）

　　8、解释：

现在谁来解释一下喷泉实验的原理？

（烧瓶里面装了少量的水，当热水倒在烧瓶上时，里面的空气受热膨胀，占据的空间多了，就将下面的水压入玻璃管后喷出来，形成喷泉。

　　二、认识加热和冷却对液体体积的影响

气体在加热或冷却时体积会发生变化，液体比如水，在加热或冷却的情况下体积也会发生变化吗？

（同学们平时都见过或者亲自烧过开水，大家有没有发现，装满水的水壶里的水沸腾后，壶里的水常常会往外溢。

这是为什么呢？

水在加热后到底发生了什么变化?

）（生预测）

　　2、生进行猜想：

可能水有热胀冷缩的性质。

　　3、实验：

刚才我们所说的仅仅是猜想，还需要通过实验来验证。

我用锥形瓶代表水壶，在锥形瓶内装满水，用中间插有细塑料管的胶塞塞紧瓶口，因为胶塞要占据空间，所以这时红色的水会上升到塑料管中，我们用黑皮圈在塑料管的液面处作一个记号。

把锥形瓶分别放入盛有热水和冷水的烧杯中，观察水在加热和冷却的情况下到底会有什么变化，可以吗？

　　现在每组桌上都有一套这样的实验装置，一个烧杯里已经装好冷水，等一会我去倒热水，在实验中我们还应该注意什么？

①注意安全，小心热水。

②同学之间要注意分工合作。

③仔细观察实验现象，液柱有什么变化？

④做好实验记录。

⑤实验后收好实验材料。

好，等我给你们组倒好热水后，就可以开始实验了。

　　（生实验并记录，师倒热水后，巡视指导）

请各组的材料员把实验材料都放好，说说在实验中，你们观察到了哪些现象？

通过实验，你们认为加热和冷却能不能够使水的体积发生变化？

　　4、汇报实验结果。

（1）“我们发现锥形瓶放入热水中后，塑料管里的水位上升了；

锥形瓶放入冷水中后，塑料管里的水位下降了。

”

（2）塑料管内的水位上升，说明水发生了什么变化？

（水的体积变大了）是不是锥形瓶里的水突然增多了？

为什么？

（不是，因为锥形瓶是密封的，没有往里面加水。

塑料管内水位上升，只能是因为水的体积变大了。

体积变大叫做体积膨胀。

）塑料管内水面下降，说明水发生了什么变化？

（说明水的体积变小了，体积减小也叫体积收缩。

（2）锥形瓶里的水在什么条件下体积膨胀，在什么条件下体积收缩？

　　（3）你能把水的体积变化和所需要的条件联系起来，说说水有什么性质吗？

　　5、小结：

通过以上实验，说明水有受热体积膨胀、受冷体积收缩的性质。

也就是说，水也有热胀冷缩的性质。

　　6、现在你能用学到的知识解释一下，烧开水时，壶里的水为什么会溢出来？

（壶里的水受热体积膨胀了，所以会溢出来。

　　7、水有热胀冷缩的性质，那其他液体有没有这种性质呢？

老师这里给大家提供了醋、酒精、油、牛奶（出示），现在请小组长前来任意选择一种，用同样的方法来实验，注意观察实验现象。

　　（学生选择液体来实验，师再倒热水。

　　8、小组汇报实验情况。

你们组是用什么液体来实验的？

实验看到什么现象？

说明这种液体有什么性质？

　　9、小结：

通过实验，我们发现：

像醋、酒精、油、牛奶等液体都具有热胀冷缩的性质。

液体热胀冷缩）

　　10、拓展：

（出示温度计）同学们注意过吗？

像酒精温度计、水银温度计就是利用了热胀冷缩的性质。

受热了液体膨胀，温度的读数就会增加，遇冷时液体会收缩，读数会减小。

　　三、认识加热和冷却对固体体积的影响

　　1、（出示“固体热胀冷缩演示器”。

　　2、谈话：

物体加热和冷却还有很多有趣的变化。

大家看，我这里有个铜球，我们知道，铜球是固体。

既然液体和气体有热胀冷缩的性质，那固体有没有热胀冷缩的性质呢？

（学生预测）

　　3、谈话：

我们用酒精灯给铜球加热，过一会用冷水使铜球冷却，看看铜球会有哪些变化，可以吗？

　　加热之前我们先一起回顾一下正确使用酒精灯的方法：

（1）打开瓶帽，将瓶帽竖放在灯旁。

（2）用点着的火柴自下而上斜向点燃酒精灯的灯芯。

（3）把被加热物体放在火焰中温度最高的外焰部分加热。

（4）用完酒精灯后，用灯帽自右上方斜向盖灭火焰。

　　4、演示并讲解：

现在铜球是恰好能从铁圈中通过的。

　　5、实验：

我们来看看铜球受热以后会发生什么变化？

　　（师加热铜球）同时提问：

怎样才能知道铜球有没有发生变化呢?

（找学生回答）“如果铜球仍然能从铁圈中通过，就说明铜球没有发生变化；

如果铜球不能从铁圈中通过，那就说明铜球发生变化了。

（认为铜球仍然能从铁圈中通过的同学举手，认为铜球不能从铁圈中通过的同学举手。

）”

　　现在我们看看铜球到底能不能从铁圈中通过。

（师演示铜球过铁圈，发现铜球不能从铁圈通过。

将铜球放入冷水中冷却后，再试着让它通过铁圈。

　　6、分析：

加热后，我们看到铜球不能从铁圈中通过，说明铜球的什么发生了变化？

（体积发生了变化）这个变化是在什么条件下发生的？

（加热和冷却时）这个实验说明了什么？

（铜球加热或冷却后体积发生了变化）

　　7、小结：

现在，我们知道了固体确实有热胀冷缩的性质。

固体热胀冷缩）

　　8、小结：

通过今天的学习，我们知道了绝大多数物体在受热时，体积会膨胀；

冷却时，体积会收缩，这种现象叫做热胀冷缩。

　　拓展延伸，巩固应用

　　1、思考：

加热和冷却对物体的影响在生活中有着广泛的应用。

想一想，生活中哪些地方运用到了热胀冷缩的原理？

　　2、学生自由发言，多媒体辅助介绍：

（1）瘪乒乓球放入热水中，里面的空气受热膨胀，会使乒乓球鼓起来。

（2）夏天车胎打气时不能太足，不然容易爆胎。

　　（3）夏天安装电线时，不能把线绷得太紧。

否则，到冬天时由于电线受冷收缩会拉断。

　　（4）铺水泥地时每隔一段要留一道窄沟，就是因为防止水泥膨胀或者收缩造成路面不平整。

（大面积水泥地上的夹缝）

　　（5）钢笔帽或者瓶盖拧不开时，可以放入热水中烫一下，就好拧了。

　　（6）铁桥的一端固定，另一端要架在滚子上。

这样，当气温改变的时候，铁桥可以自由伸缩，不至损坏。

（桥面上的缝隙的科学）

　　（7）铺设铁轨时，也要考虑到热胀冷缩，在两根铁轨之间要留有空隙，给铁轨伸张的余地。

（电线、铁轨等实例的图示加上醒目的数字，加深学生对热胀冷缩的应用理解。

　　（8）火车上车轮的轮箍就是利用热胀冷缩的性质装在车轮上的。

轮箍的内径稍小于车轮的外径。

把轮箍加热，在它膨胀后内径大于车轮外径的时候，把车轮嵌进去，轮箍冷却后就紧紧地箍在车轮上。

　　（9）神舟飞船的防热

　　3、小结：

通过研究，我们知道了加热和冷却对物体的形态和体积都产生了影响，知道了热胀冷缩在生产和生活中有着非常重要的作用，学习科学就是为了更好地理解科学，运用科学。

希望同学们能用我们学到的科学知识，解决更多生活中的问题,更好地改善我们的生活。

　　板书设计：

　　3、加热和冷却形态

　　　　　体积固体

　　液体（水、醋、酒精、油、牛奶）热胀冷缩

　　气体