小学科学-空气的热胀冷缩教学设计学情分析教材分析课后反思

《空气的热胀冷缩》教学设计一、【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、【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。【设计意图：这个导入很简单，但却能够唤起学生的“热胀冷缩”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。】师：如果我把水倒掉，并擦干瓶子（教师演示），似乎这个瓶子是空的，其实里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？板书——空气的热胀冷缩预——生：有！【设计意图：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。】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。【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？”通过一个个小问题引导学生设计实验方案，给学生足够的思考空间，有利于拓展思维，以及实验方法的指导，在猜测的基础上进行实验验证，鼓励学生开动脑筋，设计实验，以事实说话。】（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？【】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一分钟，但是仅仅在这一分钟的时间里，孩子们会全神贯注地思考，调动已有的知识库。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。【设计意图：把课堂还给学生，让学生切身感受实验带来的乐趣以及成功的喜悦，体现学生的小组自主探究精神。】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）板书——空受热后（体积膨胀）气受冷后（体积缩小）【设计意图：交流汇报是为了展示本小组的学习成果，有利于取长补短，学会与他人交流思维的过程和结果，提升学生的逻辑思维能力、倾听能力。】（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。【设计意图：这个问题是鼓励学生大胆比较，有比较才有新的发现，也为解释“喷泉”现象做好铺垫，给学生们一个缓冲的机会。】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。板书——微粒运动加速且微粒间距离增大减慢且变小

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？【设计意图：体现由具体到抽象的教学原则，充分挖掘学生的原有知识，构建新的知识体系，让难点知识“微粒”假说通过多媒体演示能够迎刃而解。】（四）、课堂巩固、拓展挑战一：1、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？挑战二：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？【设计意图：科学课取材于生活应用于生活，指导学生把课堂中学到的知识如何在生活中运用，也是科学课的重要任务之一。挑战一、二、三的设计体现了分层原则，让每一位学生都能够觉得自己在学习中都是有收获的，增强学习的乐趣。“喷泉”实验是综合了水和空气的热胀冷缩现象，教师没有将答案告诉学生，这是让我们的课堂能够延伸到课外，给孩子们更广阔的学习空间。】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《空气的热胀冷缩》学情分析随着新课程改革的深入，科学的课堂教学方式已经逐步由传统的教师讲授式转变为以学生为主体的活动探究式。教师与学生、学生与学生之间共同针对某些教学问题进行探索，在探索中相互交流与质疑，从而了解彼此的想法，进而促进问题的解决。同时，建构主义学习理论认为：教学不是教师简单地将知识传授给学生，而是学生主动构建的过程。学习者在一定情境下，借助教师的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获取知识。

根据以上理念，本节课主要是以学生自主探究为主要学习形式，并以螺旋式上升的问题为载体，同时辅以多媒体课件、直观仪器等教学材料，先引导学生对所学知识有一定了解，再进行深入地探讨与交流，最终达到意义上的建构。此外，在课堂教学过程中，逐步渗透STS的教育思想，帮助学生建立起科学、技术与社会之间的联系，引导学生在实践背景下学习科学知识，并在尝试解决实践问题的过程中进一步深入了解科学核心概念。

《空气的热胀冷缩》选自教育科学出版社科学五年级下册第二单元《热》当中第四节课的内容。由于这节课是在学生未学完前三课的基础上进行教学的，因此对于内容中空气和水的热胀冷缩作比较这一环节作删除处理。这节课主要是让学生关注并研究空气的热胀冷缩现象，由于空气是肉眼是看不见的，因此如何借助其他物体的变化而间接地“观察”到空气体积的变化，是观察方法设计的难点。《空气的热胀冷缩》效果分析在进行本课的教学设计之初，翻阅了很多的相关书籍，包括学生曾经学过的内容，都进行了大量的分析，因此在学生概念的获得、实验技能的提高方面做出了一些研究，同时自己也收获了很多的经验。关注学生思维的发展，有助于学生概念的获得在教学中实验设计的部分，我放开让学生自己讨论实验方案。虽然有难度，但增加了几个有梯度的环节：1、先让个别学生说，学生间质疑和建议，老师提示和知道；2、小组讨论方案，并全班交流设计；3、学生反思设计，教师帮助学生梳理。当学生在经历这几个环节后，对本课的实验方法——转化法，有了更深刻的认识，同时学生也知道了如何去评价别人的方案，收获很多。但同时，在这个环节中令我困惑的也是环节，原本我是想出示实验仪器，让学生自己去思考如何使用，这样可以降低难度，学生知道的实验方法也就更多了，可是学生思维的程度和层次就会略浅一些。如果用第一种方案，学生思维的程度会变得更高，但可能想到的实验方法就会有限，因为他们没有见过或者使用过的实验仪器肯定就想不到。因此在教学中，我想教师是否可以将这两种方案共同进行，先让学生自己设计，然后再进行分析和选择更多的实验方案，那样效果可能会更好，只是教学时间的把握教师要格外注意。对模拟试验的反思在以往的教学中，需要用到模拟实验的内容不是很多，因此学生对模拟实验的应用并不十分熟悉，因此本课也是很好的一次科学建模的机会。在翻阅了一些书籍后，我觉得小学科学课中建模的思想非常重要，建模的方法学生也应该在今后能够自己应用，那么在教学中，教师就应该帮助学生建立科学模型以此来获得科学概念，同时要让学生意识到在什么时候需要建模、怎样建模。我觉得自己的教学设计在这方面做得比较细致，但反思过后觉得也有缺憾的地方，如：要是增加视频模拟的环节，可能会更具趣味性和形象性，学生的印象也许会更深刻，模型也更容易建立。小学科学教学设计教育科学出版社五年级下册《空气的热胀冷缩》教材分析教学内容分析及学情分析:教科书中设计观察空气在热水、常温水和冰水中的体积变化实验，是对热胀冷缩现象的一个重要体验；模拟空气“微粒”运动游戏是对物体热胀冷缩性质的本质解释，学生只有去实践、体验过，才能理解其中的意义所在，才能有更多意外的收获。1、本节课以小实验——奇妙的喷泉引入，让学生观察到奇妙的喷泉现象，从而引发学生的探究欲望，激发学生的学习兴趣。2、让学生自主设计、想办法来探究科学知识、现象，调动了学生的积极性和主动性，体现了以学生为主体教学理念。通过学生合作讨论，积极寻求、交流解决问题的方法、策略，体现了探究科学方法的多元化，同时也突破了本节课的重难点。3、通过教科书提供的实验演示、模拟游戏，让学生体会到了空气的热胀冷缩现象，同时也体验到其本质所在。4、解释生活中的现象，是培养学生综合、灵活运用科学知识的能力，同时也让学生感受到科学知识来源于生活，也应服务于生活。教学目标：气体受热后体积会胀大，受冷后体积会缩小。用多种方法观察空气的热胀冷缩现象，并用文字或图画进行描述和交流。热胀冷缩现象与物体内部微粒的动力有关，尝试用“模型”解释现象。对现象产生更浓的探究兴趣。教学准备：学生每组：热水、常温下的水、冰水；锥形瓶、小气球、烧杯各3个。教师演示：平底烧瓶、玻璃管、水槽各1个。教学重点：探究证明气体会热胀冷缩吗教学难点：尝试用“模型”解释热胀冷教学过程：引入教师演示实验：奇妙的喷泉——在平底烧瓶中装入半瓶水，滴入几滴红墨水，用橡胶塞将烧杯口密封好，在橡胶塞中插入一根空心的玻璃管，将装有半瓶水的烧瓶放在热水中，观察有什么现象发生。尝试解释:为什么装有半瓶水的烧瓶放在热水中，玻璃尖嘴会喷出水柱来？设计实验目的：观察空气是否会热胀冷缩。要求：把空气装在瓶子里，使瓶内的空气受热或受冷。观察瓶内空气的体积变化，我们就知道空气是否热胀冷缩。讨论：空气是看不见的，怎样才能知道它的体积有没有变化呢？学生分组设计、汇报、修正。用文字或图画进行描述和交流。如：A、通过容器的鼓凹来发现；B、借助其他能鼓凹的物体来发现；C、用红墨水封口的液体热胀冷缩装置来发现；D、吹肥皂泡的装置来发现……分组实验研究：空气受热受冷后体积的变化。方法：在三个锥形瓶口上分别套小气球，再把锥形瓶分别放入热水、常温下的水、冰水中观察气球的变化。如：教科书第33、34页插图的提示。比较：气球的变化，即空气在热水、常温下的水、冰水中体积的变化。讨论：与水相比，空气的热胀冷缩有什么特别的地方？空气变化得更快、体积变化也比水明显。解释热胀冷缩现象：讨论：温度变化了，水和空气的体积都会发生变化，这是怎么回事？我们能解释水和空气的热胀冷缩现象吗？模拟空气“微粒”运动游戏：请一部分同学扮作空气微粒，站在中间，另一部分同学则手拉手绕着“微粒”围成一圈，作为“气球”。当“空气微粒”安静地挨个站在中间时，拉手的同学需要围成多大的圈？在地上作好记号。然后请“空气微粒”们手舞足蹈或作剧烈运动，拉手同学需要围成多大的圈？从游戏中，我们明白什么？尝试建立自己的假说。阅读教科书第35页微粒热运动学说。五.拓展——解释生活中的现象：1、回顾解释：奇妙的喷泉是怎么回事？2、为什么夏天给自行车打气不能打太足？3、为什么踩瘪的乒乓球在热水中一烫就能恢复原状？教学评价：只要学生提出的设计方案有道理，教师应多鼓励，发挥学生的想象力和创造力，同时也要多引导、修正，形成一套完善的探究体系。学生实验时，要学会团结合作、动手操作、聆听发言、交流汇报。科学要求学生学会提出质疑、实验探讨、形成理论。能关注生活中的科学现象，并且尝试应用所学的科学知识进行解答。《空气的热胀冷缩》学习单

小组组员：

一、请画出气球在不同温度的水中的状态

根据实验结果，我能得出的结论是：

二、空气热胀冷缩的本质

温度升高后，空气微粒运动速度,微粒间距离，物体就。

温度降低后，空气微粒运动速度,微粒间距离，物体就。

三、应用

怎么使瘪掉的乒乓球重新鼓起来？空气的热胀冷缩教学后记在建立模型解释空气热胀冷缩原因这一环节，我借助于视频帮助学生建立模型，让学生在看完视频后讨论看到的现象：即运动越快，微粒之间的距离越大，体积就越大；运动越慢，微粒之间的距离越小，体积就越小。再把看到的现象迁移，用来解释空气热胀冷缩的原因。由于气体分子间的距离比液体的大，分子间的作用力变得非常微弱，基本上可以忽略不记，所以热胀冷缩最显著，有空间的地方都可以到达；而液体不同，分子间的距离在1埃以内，由于受引力的作用，所以热胀冷缩没有空气的显著。《空气的热胀冷缩》教学设计一、【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、【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。【设计意图：这个导入很简单，但却能够唤起学生的“热胀冷缩”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。】师：如果我把水倒掉，并擦干瓶子（教师演示），似乎这个瓶子是空的，其实里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？板书——空气的热胀冷缩预——生：有！【设计意图：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。】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。【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？”通过一个个小问题引导学生设计实验方案，给学生足够的思考空间，有利于拓展思维，以及实验方法的指导，在猜测的基础上进行实验验证，鼓励学生开动脑筋，设计实验，以事实说话。】（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？【】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一分钟，但是仅仅在这一分钟的时间里，孩子们会全神贯注地思考，调动已有的知识库。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。【设计意图：把课堂还给学生，让学生切身感受实验带来的乐趣以及成功的喜悦，体现学生的小组自主探究精神。】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）板书——空受热后（体积膨胀）气受冷后（体积缩小）【设计意图：交流汇报是为了展示本小组的学习成果，有利于取长补短，学会与他人交流思维的过程和结果，提升学生的逻辑思维能力、倾听能力。】（三）、比较水和空气的热胀冷缩现象，解释热胀冷缩的原因