《金屬熱脹冷縮嗎》教學(xué)案例

1、金屬熱脹冷縮嗎教學(xué)案例黃石市磁湖小學(xué) 陳開勝一、教材分析：金屬熱脹冷縮嗎一課是科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第二單元的內(nèi)容。這是在學(xué)生認(rèn)識(shí)了液體、氣體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)后很自然地想到的一個(gè)問題：固體會(huì)不會(huì)也熱脹冷縮呢？教材選用金屬固體物讓學(xué)生開展這方面的研究。用時(shí)一課時(shí)。本課分為三個(gè)部分：觀察銅球的熱脹冷縮；觀察實(shí)驗(yàn)金屬受熱膨脹；了解金屬的熱脹冷縮情況。 通過本課實(shí)驗(yàn)和對(duì)觀察結(jié)果的分析、歸納和概括，同時(shí)結(jié)合前兩課的內(nèi)容，在學(xué)生的頭腦中建立起水、空氣及銅球有熱脹冷縮的性質(zhì)，許多物體都有熱脹冷縮性質(zhì)的概念。而教材最后的結(jié)論蘊(yùn)涵著兩層含義：一是強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究中嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，僅僅靠一兩個(gè)事實(shí)材料就下定義是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模?/p>

2、二是為學(xué)生的課后探究提出了空間。二、學(xué)情分析：在進(jìn)行本課學(xué)習(xí)前，五年級(jí)的學(xué)生對(duì)液體和氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí)和了解。學(xué)生對(duì)于固體是否也有熱脹冷縮現(xiàn)象的探究比較感興趣，但在實(shí)驗(yàn)過程中，還是存在以點(diǎn)帶面的現(xiàn)象。很容易在看到銅球的熱脹冷縮后就下結(jié)論：“金屬也具有熱脹冷縮的性質(zhì)”。所以在歸納總結(jié)時(shí)要適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)結(jié)論得出的正確認(rèn)識(shí)。為此，通過本課的學(xué)習(xí)，一方面讓學(xué)生對(duì)物體的熱脹冷縮現(xiàn)象有一個(gè)較全面、深入的認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)到科學(xué)結(jié)論的得出是要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)論證的；另一方面，著重引導(dǎo)學(xué)生能關(guān)注身邊常見的一些事物、現(xiàn)象，從生活實(shí)踐出發(fā)，把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到生活實(shí)際。認(rèn)識(shí)到知識(shí)來源于生活，同時(shí)也是為了人

3、們能更好的生活。三、教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能： 1、認(rèn)識(shí)銅球具有熱脹冷縮的性質(zhì)，鐵、鋁等也有受熱膨脹的性質(zhì)。 2、知道絕大多數(shù)金屬是熱脹冷縮的，只有金屬銻和鉍是熱縮冷脹的。 3、知道很多物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)。過程與方法： 1、自主設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，有效地觀察金屬固體體積變化現(xiàn)象。 2、正確使用酒精燈給物體快速加熱。 3、對(duì)生活中的現(xiàn)象嘗試用模型實(shí)驗(yàn)加以解釋。情感、態(tài)度、價(jià)值觀： 1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)探究各種物體的熱脹冷縮現(xiàn)象的科學(xué)研究興趣。 2、初步意識(shí)到事物遵循普遍的變化發(fā)展規(guī)律，但也有特殊性。四、教學(xué)重難點(diǎn)：重點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察金屬固體體積變化的現(xiàn)象。 難點(diǎn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察金屬固體體積變化的現(xiàn)象。

4、五、教學(xué)準(zhǔn)備：固體體脹演示器、鐵棒、鋼條、鋁條、開孔的木板、酒精燈、火柴、三角架、紙杯、水、實(shí)驗(yàn)方案記錄單、PPT課件、紙盒、濕毛巾、燙傷藥。 六、教學(xué)過程：一激趣導(dǎo)入：1、師：請(qǐng)同學(xué)們來了解一個(gè)真實(shí)發(fā)生的故事：（ppt出示故事）： 1825年，英國鋪設(shè)了第一條鐵路，鋼軌是一根連一根地焊接在一起的。結(jié)果，到了炎熱的夏天，鋼軌就變得七歪八扭，左右彎曲，有些地方甚至還向上拱了起來；而到了寒冷的冬天，鋼軌竟斷裂成幾段。2、師：聽了這則故事，你有什么問題要問？(引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)鋼軌歪曲、斷裂可能是什么原因？) 生：鋼軌的歪曲、斷裂可能是由于它的熱脹冷縮造成的。 師：你們的意思是：不僅液體、氣體會(huì)熱脹冷縮，

5、鋼鐵等金屬也會(huì)熱脹冷縮，是嗎？ 生：是 師：口說無憑，實(shí)驗(yàn)為證。 4、揭題：金屬熱脹冷縮嗎評(píng)析：猜想是科學(xué)探究中的重要一環(huán)。學(xué)生可能會(huì)根據(jù)前兩課所學(xué)知識(shí)對(duì)故事中鋼軌七歪八扭，左右彎曲的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測(cè)。猜想到底正確與否，將激發(fā)學(xué)生對(duì)猜想進(jìn)行探究二觀察銅球的熱脹冷縮現(xiàn)象 1、教師出示實(shí)驗(yàn)材料：這里有一個(gè)銅球，這里還有一個(gè)金屬環(huán)，銅球剛好能通過金屬環(huán)。想一想我們能不能利用給各組提供的材料，設(shè)計(jì)一個(gè)銅球受熱膨脹，遇冷收縮的實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?qǐng)各組交流一下。 2、你們認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該怎樣做？根據(jù)什么現(xiàn)象知道固體的金屬球有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)。 生：可以用酒精燈給銅球加熱，加熱后再看看銅球能不能穿過金屬環(huán)，如果不能穿過

6、就說明銅球加熱膨脹了；然后再將銅球用冷水冷卻，看是否能穿過金屬環(huán)，穿過就說明銅球受冷收縮了。 3、交流討論，確定實(shí)驗(yàn)方法。 師：我們來驗(yàn)證銅球是否有熱脹性質(zhì)，小組討論研究實(shí)驗(yàn)步驟。 生：小組討論實(shí)驗(yàn)步驟。 師：哪個(gè)小組把實(shí)驗(yàn)步驟匯報(bào)一下，其它小組看看這一小組的實(shí)驗(yàn)步驟是否合理。 生：我們小組經(jīng)過討論后確定實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用酒精燈給銅球加熱，加熱5分鐘左右。（2）試試銅球能不能穿過金屬環(huán)，如果不能穿過說明銅球受熱體積膨脹了，如果能穿過再用酒精燈加熱銅球一段時(shí)間。 師：其它小組對(duì)他們這小組的實(shí)驗(yàn)方案有什么意見？ 生：我們小組經(jīng)過研究同意他們小組的實(shí)驗(yàn)步驟。 4、各小組分組實(shí)驗(yàn)。 生：分組實(shí)驗(yàn)。 師

7、：適時(shí)指導(dǎo)，有實(shí)驗(yàn)小組在酒精燈的使用方法上有不恰當(dāng)?shù)牡胤浇處熂皶r(shí)指正。 5、匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 師：說說你在實(shí)驗(yàn)中觀察到了什么現(xiàn)象？ 生：銅球在酒精燈上加熱一段時(shí)間后，體積看上去沒有什么變化，我們以為銅球的體積沒有受熱膨脹。因?yàn)樵谧鏊涂諝獾臒崦泴?shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，水和空氣的遇熱體積膨脹的現(xiàn)象非常明顯，用眼睛可以直接觀察到。 師：那你們小組接下去是怎樣實(shí)驗(yàn)的呢？ 生：銅球雖然用眼睛直接觀察不到體積的變化，但我們用金屬環(huán)一試，卻發(fā)現(xiàn)原來能夠通過金屬環(huán)的銅球，在酒精燈上加熱一段時(shí)間后，卻不能通過金屬環(huán)了。 師：其它小組說說你們?cè)趯?shí)驗(yàn)中觀察到了什么現(xiàn)象？ 生：我們也觀察到了與上一小組相同的現(xiàn)象。但是銅球在酒精燈

8、上加熱幾分鐘之后，也能通過金屬環(huán)。需要加熱一段時(shí)間之后，才不能通過金屬環(huán)。不像水和空氣的那樣熱脹冷縮現(xiàn)象效果明顯。 6、討論交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 師：經(jīng)過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，你們小組會(huì)得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果？生：通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)銅球具有熱脹冷縮的性質(zhì)。 7、小結(jié)：通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)銅球具有熱脹冷縮的性質(zhì)。評(píng)析：觀察銅球的熱脹冷縮，是學(xué)生已有“水、大多數(shù)液體、空氣都有熱脹冷縮的性質(zhì)”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)活動(dòng)，在活動(dòng)之前，學(xué)生基本都會(huì)認(rèn)定銅球是有熱脹冷縮性質(zhì)的，讓學(xué)生親眼看到銅球在受熱、受冷過程中的變化，在于培養(yǎng)一種科學(xué)的求證態(tài)度。三引導(dǎo)學(xué)生自主探究 1、師：剛才我們用實(shí)驗(yàn)證明了：銅的熱脹冷縮，那是不是就可以說：“金屬

9、具有熱脹冷縮的性質(zhì)呢？”生：不可以，銅具有熱脹冷縮的性質(zhì)，不能代表所有的金屬都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。 師：如何來解決這節(jié)課的問題“金屬熱脹冷縮嗎？” 生：再選用其他的金屬材料驗(yàn)證。 師：老師這里為大家準(zhǔn)備了一些實(shí)驗(yàn)材料，你看看你需要用到哪些？師出示實(shí)驗(yàn)材料：鐵棒、鋼條、鋁條、開孔的木板、三角架、酒精燈、大頭針等。 生1：我們組需要用到鐵棒、開孔的木板、大頭針、酒精燈。 生2：我們組選用鋼條、開孔的木板、大頭針、酒精燈。生3：我們組選用鋁條、開孔的木板、大頭針、酒精燈。 師：根據(jù)自己小組所選擇的實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)什么現(xiàn)象知道鐵棒或鋼條、鋁條有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)。 2、學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)方法。

10、 生1：將鐵棒放在開孔的木板上，在鐵棒的兩端緊貼著插上兩枚大頭針，用酒精燈在鐵棒的中間給鐵棒加熱，觀察兩端大頭針的變化。如果大頭針被推傾斜了，就說明鐵片有熱脹冷縮的性質(zhì)。 生2：將鋼條一端固定在開孔的木板上，在另一端緊貼著插上兩根大頭針，用酒精燈在鋼條的中間加熱，觀察大頭針的變化。如果大頭針被推傾斜了，就說明鋼條有熱脹冷縮的性質(zhì)。 師：同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案很嚴(yán)謹(jǐn)，但在實(shí)際的操作過程中，同學(xué)們會(huì)遇到各種意想不到的的問題。希望同學(xué)們?cè)谟龅絾栴}時(shí)，小組合作探究，用自己的力量解決問題。 3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 師：發(fā)放實(shí)驗(yàn)方案單 生：填寫實(shí)驗(yàn)方案記錄單研究的問題鋁條 鋼條 鐵棒會(huì)受熱膨脹嗎我們的猜想會(huì) 不會(huì)

11、所需的材料選用的在打鐵棒 鋼條 三腳架 酒精燈大頭針 鋁條 開孔的木板 火柴我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案我們的發(fā)現(xiàn)我們的結(jié)論 4、分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。 生：自由選擇實(shí)驗(yàn)方案，領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)材料，分組實(shí)驗(yàn)。 師：巡視指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)2組在鐵棒做熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，酒精燈的使用方法不正確，沒有使用外焰加熱，教師及時(shí)指正。 5、交流展示現(xiàn)象。 師：現(xiàn)在把你在實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象與大家交流一下吧！ 生1：我們小組做的鐵棒的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，鐵棒被酒精燈加熱一段時(shí)間后，原來緊貼在鐵棒兩端的大頭針被圓鐵片推傾斜了。經(jīng)過一段時(shí)間鐵棒的溫度降下來后，鐵棒與被推傾斜的大頭針中間出現(xiàn)了縫隙。 生2：我們小組做的鋼條的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，鋼條的中間

12、部位被酒精燈加熱一段時(shí)間后，緊貼在鋼條邊緣的大頭針被推傾斜了，由此可以看出鋼條受熱后體積膨脹了。過了一會(huì)鋼條的溫度降低了，鋼條與大頭針之間出現(xiàn)了縫隙。說明鋼條遇冷，體積縮小。 6、填寫實(shí)驗(yàn)記錄單： 師：分別把你的實(shí)驗(yàn)記錄單填寫完整吧！ 生：填寫實(shí)驗(yàn)記錄單。 師：剛才在實(shí)驗(yàn)的過程中，大家嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)方案時(shí)行實(shí)驗(yàn)操作，但是大家遇沒遇到什么問題呢？ 生：我們組發(fā)現(xiàn)同樣是做鐵棒的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，別的實(shí)驗(yàn)小組鐵棒由于熱脹冷縮都把大頭針推斜了，我們組的大頭針卻沒有發(fā)生變化，后來我們仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，總是出在我們把大頭針沒插在緊貼鐵棒的地方，而且出現(xiàn)了縫隙。我們及時(shí)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行了改正。師：同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中會(huì)出現(xiàn)各

13、種各樣我們意想不到的問題，當(dāng)我們遇到這些問題時(shí)，就要像上一小組一樣，找出問題，探究解決問題的方法，最后才能得出科學(xué)的結(jié)論。 7、小結(jié)： 師：同學(xué)們，經(jīng)過我們的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，想一想你們得出了什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？ 生1：我們發(fā)現(xiàn)鐵棒具有熱脹冷縮的性質(zhì)。 生2：我們組發(fā)現(xiàn)鋼條也有熱脹冷縮的性質(zhì)。生3：我們組發(fā)現(xiàn)鋁條也有熱脹冷縮的性質(zhì)。 師：那說明了什么問題，誰能概括性的總結(jié)一下。 生：鐵、鋁和鋼都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。 師：總結(jié)的非常好簡明扼要，由以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出鐵、鋁和鋼都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。評(píng)析：觀察金屬條的熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)，意義有多方面：一是讓學(xué)生借助其他物體的變化來判定物體的熱脹冷縮，二是金屬條在溫度改

14、變的情況下長度發(fā)生的變化，可以更形象的讓學(xué)生聯(lián)系到生活中的一些應(yīng)用，比如鐵軌、鐵橋等。有了前面觀察銅球的討論和實(shí)踐，讓學(xué)生嘗試去觀察其他金屬物體的熱脹冷縮現(xiàn)象，讓他們根據(jù)觀察材料思考、討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，教師只要稍作提示，學(xué)生們可以想出各種有效的觀察方法來四拓展延伸 1、師：銅、鐵、鋁和鋼都有熱脹冷縮的性質(zhì)，那么是不是所有的金屬都會(huì)熱脹冷縮呢？ 生1：是的 生2：還有許多金屬我們還沒觀察過，也許有些金屬是熱縮冷脹的，就像水變冰就膨脹了。 生3：是的，我們應(yīng)該研究每一種金屬以后才能下結(jié)論 2、師借機(jī)利導(dǎo)出示材料：科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn) 師：同學(xué)們說得很好，但是我們不能對(duì)每一種金屬都做熱脹冷縮的實(shí)驗(yàn)，怎

15、么辦呢，讓我們一起來看看科學(xué)家對(duì)所有的金屬做熱脹冷縮實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)吧！ 生：閱讀P38教材中的資料。 師：通過閱讀P38的資料，你有什么新發(fā)現(xiàn)？ 生：大多數(shù)金屬會(huì)熱脹冷縮，但也有少數(shù)金屬是熱縮冷脹的，如銻和鉍。 師：還真的存在熱縮冷脹的物質(zhì)，是銻和鉍。像不像我們想象的所有的金屬都是熱脹冷縮的？ 生：不是，有個(gè)別特殊的現(xiàn)象存在。 師：對(duì)科學(xué)的研究怎樣才能得能出科學(xué)的結(jié)論呢？ 生：要經(jīng)過不斷的嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)才能得出科學(xué)的結(jié)論。 師：對(duì)，同學(xué)們說的很好?？茖W(xué)的結(jié)論都是在嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中得出的。 3、師：老師上課初講的故事中鐵軌的問題，現(xiàn)在你知道是什么原因了嗎？ 生：是因?yàn)殍F軌具有熱脹冷縮的性質(zhì)，所以才會(huì)發(fā)生

16、這種現(xiàn)象。 師：學(xué)完這課后，你有什么辦法可以避免這種損失呢？ 生1：可以把鐵軌斷開，分段鋪設(shè)，而且鐵軌與鐵軌之間就留有空隙。 生2：分段鋪設(shè)后，鐵軌可以架在滾軸上。 師：同學(xué)們考慮的很全面，經(jīng)過你們的改進(jìn)，鐵軌就不會(huì)出現(xiàn)七扭八歪、斷裂的情況了。 師：我們和科學(xué)家對(duì)物體的熱脹冷縮現(xiàn)象研究得出的結(jié)論有什么用處呢？ 生：應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中，比如英國人如果在1825年就知道鐵軌的熱脹冷縮的性質(zhì)，他們鋪設(shè)的鐵軌就不會(huì)出現(xiàn)不能正常行駛的情況。 師：對(duì)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的最終目的就是為了把科學(xué)的結(jié)論應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中，給人們帶來方便避免損失。評(píng)析：金屬熱脹冷縮的討論，是延續(xù)前面有關(guān)液體熱脹冷縮的討論。讓學(xué)生

17、意識(shí)到，從個(gè)別到一般的概括是需要大量事實(shí)根據(jù)的，并要看到事物的特殊性。教科書列舉了銻和鉍兩種金屬，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)熱脹冷縮現(xiàn)象的存在，而且這種特殊性質(zhì)也被運(yùn)用到了人類的生產(chǎn)、生活中了。五歸納總結(jié) 師：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家有哪些收獲？ 生：我們知道了大多數(shù)金屬都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。但銻和鉍這兩種金屬除外，具有熱縮冷脹的性質(zhì)。 師：回顧前兩課所學(xué)知識(shí)：水、大多數(shù)液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)、空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)，結(jié)合本課所學(xué)知識(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到許多物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)。P38六拓展應(yīng)用師簡單介紹熱脹冷縮的應(yīng)用。結(jié)束語：同學(xué)們說得非常好，知識(shí)來源于生活，同時(shí)也是為了人們能更好的生活。希望同學(xué)們能把自己的所學(xué)應(yīng)

18、該到我們今后的生活中！七、板書設(shè)計(jì)： 5、金屬熱脹冷縮嗎 一般金屬： 銅、鋼、鐵 熱脹冷縮 特殊金屬：銻、鉍 熱縮冷脹八、教學(xué)反思：1、堅(jiān)持以學(xué)生為主體，注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)。一是讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)較為完整的科學(xué)探究的過程。從鋼軌斷裂的故事引發(fā)學(xué)生的思考，提出問題和猜想，再設(shè)計(jì)方案，實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論，驗(yàn)證猜想。在這個(gè)過程中，無論是問題的提出和猜想的產(chǎn)生還是實(shí)驗(yàn)的操作、觀察現(xiàn)象、得出結(jié)論等全部由學(xué)生自主完成。 二是注重培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.遵循從個(gè)別到一般的規(guī)律，層層推進(jìn)。如：先研究銅球的熱脹冷縮的性質(zhì)，再拓展至對(duì)鋼、鐵、鋁等金屬的研究，接著閱讀科學(xué)家的研究成果，使學(xué)生對(duì)金屬的熱脹冷縮性質(zhì)有一個(gè)科學(xué)全面的認(rèn)識(shí)，及大多數(shù)金屬具有熱脹冷縮的性質(zhì)，個(gè)別金屬有熱縮冷脹的性質(zhì)。2、堅(jiān)持聯(lián)系學(xué)生生活，凸顯科學(xué)知識(shí)的價(jià)值科學(xué)知識(shí)源于生活，又應(yīng)用于生活。我創(chuàng)造性的從鋼軌變形、斷裂的故事引入，當(dāng)學(xué)生對(duì)于金屬的熱脹冷縮有較為全面的認(rèn)識(shí)后，再應(yīng)用這一知識(shí)解釋鋼軌變形、斷裂的