《金属热胀冷缩吗》 教学设计 永宁县王团回民小学 谭新伟 【教材分析】 : 《金属热胀冷缩吗》 一课是科学五年级下册第二单元的内容。 这是在学生认识了液体、 气体都具有热胀冷缩的性质后很自然地想到的一个问题: 固体会不会也热胀冷缩呢? 教材选用金属固体物让学生开展这方面的研究。 分为三个部分: 观察铜球的热胀冷缩; 观察钢条的热胀冷缩; 金属的热胀冷缩。 教材以铜球的热胀冷缩实验作为典型的观察材料。 本课的教学重点和难点都是如何设计实验观察金属固体体积的变化现象。 通过本课活动内容和对观察结果的分析、 归纳和概括, 同时结合前两课的内容, 在学生的头脑中建立起水、 空气及铜球有热胀冷缩的性质, 许多物体都有热胀冷缩性质的概念。 本课不仅了解金属具有热胀冷缩性质, 同时也是对液体、气体热胀冷缩性质的总结。 通过学生的归纳, 发现很多物体都有热胀冷缩的性质。 【学情分析】 : 在进行本课学习前, 五年级的学生对液体和气体的热胀冷缩现象已经有了初步的认识和了解。 学生对于固体是否也有热胀冷缩现象的探究比较感兴趣, 但在实验过程中, 还是存在以点带面的现象。 很容易在看到铜球的热胀冷缩后就下结论: “金属也具有热胀冷缩的性质” 。 所以在归纳总结时要适时引导学生对科学结论得出的正确认识。 为此, 通过本课的学习, 一方面让学生对物体的热胀冷缩现象有一个较全面、 深入的认识。 认识到科学结论的得出是要经过多次实验论证的; 另一方面, 着重引导学生能关注身边常见的一些事物、 现象, 从生活实践出发, 把所学的知识应用到生活实际。 认识到知识来源于生活, 同时也是为了人们能更好的生活。 【设计思路】 : 本课起始提出一个生活中的问题引发学生的思考: 即固体也热胀冷缩吗? 然后以铜球、 铁条、 铝条为例开展探究。 探究铁铝条的热胀冷缩性质时, 实验采用共同讨论实验方法, 教师演示实验, 学生观察现象的方法。 对铁铝条的实验则是让学生自己设计并动手实验的方法。 两个实验体现从扶到放。 最后让学生对这部分知识进行归纳概括。 在此基础上将本课知识运用到实际生活中, 解释生活中的现象。 再将知识拓展, 使学生对物体的热胀冷缩的性质有一个比较全面的认识。 【教学目标】 知识与技能: 1. 许多固体和液体都有热胀冷缩的性质, 气体也有热胀冷缩的性质。 2. 有些固体和液体在一定条件下是热缩冷胀的。 过程与方法: 1. 设计简单操作的实验活动, 有效地观察金属固体体积变化的现象。 2. 正确使用酒精灯给物体快速加热。 3. 对生活中的现象尝试用模型实验加以解释。 情感、 态度和价值观: 1. 对探究各种物体的热胀冷缩现象表现出更浓的兴趣。 2. 初步意识到事物遵循普遍的变化发展规律, 但也有特殊性。 【教学重点】 设计实验观察金属固体体积变化的现象。 【教学难点】 设计实验观察金属固体体积变化的现象。 【教学准备】 为每组准备: 第一组实验材料: 金属球、 支架、 酒精灯、 打火机、 冷水。 第二组实验材料: 电路检测器、 镊子、 铁铝条、 打火机、 酒精灯。 【教学过程】 一、 故事导入 1. 故事一则: 1825 年, 英国铺设了第一条铁路, 钢轨是一根连一根的焊接在一起的。 结果, 到了炎热的夏天, 钢轨就变得七歪八扭, 左右弯曲, 有些地方甚至还向上拱了起来; 而到了寒冷的冬天, 钢轨竟断裂成几段。 2. 师: 听了这则故事, 你有什么问题要问吗? 生: 为什么夏天的时候是左右弯曲, 而冬天的时候却是断裂成了几段? 3. 猜测一下可能是什么原因? 说一说 【设计意图: 学生看到这种现象以后一定会觉得奇怪, 为什么会这样? 前面学习过液体和气体的热胀冷缩, 但是对于钢轨这种现象的解释, 学生还处于一种似乎知道一点的模糊的状态, 这样就更想知道原因, 就达到吸引学生兴趣的目的。 】 二、 猜想与假设 是啊, 液体、 气体都有热胀冷缩现象, 所以在饮料瓶、 酒瓶口都留有空隙。 钢轨是不是也具有热胀冷缩的特点呢? 金属热胀冷缩吗? 今天我们就来研究这个问题。(板书课题----金属热胀冷缩吗? ) 【设计意图: 自然而然的过渡到金属热胀冷缩的研究。 】 三、 制定计划, 实验探究 (一) 铜球的热胀冷缩 1. 老师给各小组准备了铜球、 金属环等材料, 你能用这些材料设计一个实验来研究金属的有没有热胀冷缩的特点? 2. 各小组先讨论一下该怎么做。 3. 请各小组汇报一下你们的设计方案。 4. 研究铜球的热胀冷缩时需要给铜球加热, 这就要使用到实验室中常用的加热仪器——酒精灯, 酒精灯使用时要的注意些什么呢? ①侧面接近灯芯点燃酒精灯。 ②绝对不可用一盏酒精灯到另一盏酒精灯上点火。 ③外焰温度最高, 加热时要使用外焰。 ④熄灭酒精灯时, 左手扶住灯身, 右手取灯帽快而轻地盖上, 待火焰熄灭后, 提起灯帽, 再盖一次。 不能用口吹灭酒精灯, 否则容易着火。 5. 在做这个实验时你认为我们还要注意些什么呢? 老师给大家提了几点要求: (1) 分工合作、 注意安全, 正确使用酒精灯。 (2) 加热后的铜球很烫, 严禁用手触摸, 以免烫伤皮肤。 (3) 保持桌面清洁并请及时填写好实验记录单。 6. 各小组可以开始做实验, 请注意仔细观察。 有时间的小组可以重复做一次。 7. 下面请同学汇报一下自己小组的实验现象和得出的结论。 8. 研究到这里我们是不是可以给铜球下一个结论? (铜具有热胀冷缩的性质。 ) (二) 钢、 铁条、 铝条的热胀冷缩 1. 师: 刚才我们用实验证明了: 铜的热胀冷缩, 接下去, 你们想不想再来研究一下铁铝会不会热胀冷缩啊? 师出示实验材料: 垫片、 镊子、 钉有钉子的木头、 打火机、 酒精灯。 2. 学生根据实验材料, 讨论交流这个实验应该怎样做? 3. 学生讨论汇报。 4. 分小组实验。 5. 得出铁、 铁、 铝也有热胀冷缩的性质。 【 设计意图: 首先让学生思考如何来进行实验, 金属与气体、 液体都不一样,它 的形状很难改变, 在这种情况来, 如何设计实验; 其次, 生活中我们会经常加热金属, 但是我们可以直接看到金属的体积变化了 吗? 很显然是没有的, 那么如何知道金属的体积变化了 , 也就是实验中用到的金属圈和固定的两颗钉子的作用, 将实验现象放大了。 以此来引导学生思考金属的特殊性。 在实验的过程中会用到酒精灯, 虽然学生已经比较熟练了, 但是安全第一, 需要强调酒精灯的使用方法; 铜球或者垫片加热以后温度很高, 让学生实验前说说要注意的地方; 垫片比较扁, 在夹的时候注意方式和力度。 】 四、 分析归纳 1. 实验中我们发现铜球和铁铝条都有热胀冷缩的性质, 我们能肯定地说所有的金属都会热胀冷缩吗? 2. 要做出这样的判断, 我们应该先做什么? (每种金属都观察一遍) 3. 金属有几十种我们都能观察吗? 4. 阅读教材 38 页右侧的资料。 (锑tī 、 铋bì —— 热缩冷胀) 5. 小结。 【设计意图: 首先是如何确定是不是所有的金属都会热胀冷缩, 科学讲究严谨,从平时就要注意培养学生的科学素养。 】 五、 拓展应用 1. 现在你能解释前边故事中的现象了吧! 2. 正因为铁轨有热胀冷缩的现象, 所以钢轨之间必须要留有缝隙。 请看这段资料。 (资料: 温度每变化 1℃, 1 米长的钢轨大约伸缩 0. 000018 米, 假如一年中气温变化60℃那么 1 千千米长的铁路就要伸缩 708 米, 如果不留缝隙冬天受冷收缩, 就会被冻裂成几段, 夏天钢轨受热膨胀, 就会变得七扭八歪, 有的朝上拱起。 因为有热胀冷缩,所以钢轨之间必须有缝隙。 ) 3. 知识运用。 运用今天所学的知识解释一下生活中常见的热胀冷缩现象。 4. 课堂小结: 这节课你有什么收获? 【设计意图: 从开始的故事在回归到故事, 如何解释这种现象, 并且让学生来说说应该如何解决这个问题, 这样就学以致用; 在此基础上, 进一步的将知识运用到生活中去, 解释生活中常见的现象或者解决生活中常见的问题, 让学生知道科学离我们并不遥远, 就在我们身边。 】 六、 板书设计 金属热胀冷缩吗 铜、 钢、 铁. . . . . 大多数金属 热胀冷缩 锑 、 铋. . . . . . 极个别金属 热缩冷胀 七、 教学反思 本课是新教科版科学五年级下册第二单元的第五课, 主要是研究金属是否具有热胀冷缩的性质。 前面学生已经知道了水、 空气都具有热胀冷缩的性质后, 在看完铁轨的故事后很可能会猜测与热胀冷缩有关, 但是金属与前面学习的不一样, 所以很自然的引导学生说出自己的疑问, 也自然而然的说出自己的猜想。 第一个实验是观察铜球的热胀冷缩。 给出实验材料以后让学生自 己来讨论如何做, 根据提供的材料, 学生很清楚地知道要将铜球放入金属环看能否通过, 但是对于为什么要放入金属环, 也就是对于金属环的作用可能思考的并不多。 在小组交流完以后, 我就提出自己的疑问“为什么要用金属环? 不用金属环可不可以? ” 让学生自己来思考原因, 意识到金属环是将金属体积的变化“放大” 了, 让我们可以直接看到。第二个实验是观察铁铝条的热胀冷缩。 这个实验与课本上的实验不一样, 课本上的实 验理论上可行, 但是实际操作现象却不明显, 所以我在证明铁这种金属可以热胀冷缩时, 采取了其他的办法, 在酒精灯下给两半截铁条加热, 在对铁条和铝条进行加热和冷却的操作, 看操作完后铁条能否合上有电流通过。 教学时间的安排上: 引入新课和学生讨论交流小组实验的计划要五分钟, 第一个试验控制在十五分钟内, 第二个实验控制在十分钟时间, 五分钟知识拓展, 五分钟说说自己的收获、 小结。 这样确立的时间分配, 在教学中本课比较紧凑, 实验环节紧紧相扣, 让学生既有得观察、 思考, 还能满腔热情的参与到分组试验中来, 达到了预期的教学效果, 加深了对绝大多数物体都具有热胀冷缩性质的认识, 锻炼了动手试验的能力, 进一步提升了小组合作的能力。 本节课也让学生了 解到, 解决同样的一个问题可以采取不一样的办法, 要勤动脑, 问题才能解决。 永宁县回民小学: 谭新伟 2014 年 9 月