8固體也熱脹冷縮嗎（教學設計）-2024-2025學年科學四年級上冊人教鄂教版課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計意圖本節課以“8固體也熱脹冷縮嗎”為主題，旨在通過實驗探究，讓學生了解固體物質在溫度變化下的體積變化，培養學生的科學探究能力和觀察能力。結合人教鄂教版四年級上冊科學課程內容，通過實際操作，讓學生感受科學知識在實際生活中的應用，激發學生的學習興趣。二、核心素養目標分析三、重點難點及解決辦法重點：固體熱脹冷縮現象的觀察與驗證。

難點：理解固體熱脹冷縮的原理，并能將實驗現象與理論知識相結合。

解決辦法：

1.通過小組合作實驗，引導學生觀察不同固體材料在溫度變化下的體積變化，強化對熱脹冷縮現象的直觀感知。

2.利用多媒體展示固體熱脹冷縮的微觀原理，幫助學生理解分子運動與體積變化的關系。

3.設計開放性問題，引導學生思考固體熱脹冷縮在不同情境下的應用，如橋梁、管道等工程實例，以加深對理論知識的理解。

4.通過對比實驗，讓學生分析不同材料的膨脹系數，培養科學思維和數據分析能力。四、教學資源準備1.教材：人教鄂教版四年級上冊科學教材。

2.輔助材料：準備與固體熱脹冷縮相關的圖片、圖表和視頻，以多媒體形式展示固體在不同溫度下的變化。

3.實驗器材：溫度計、不同材質的固體樣品（如金屬、塑料、木材等）、加熱器、冷卻裝置等。

4.教室布置：設置分組討論區，每個小組配備實驗操作臺，確保實驗安全和有序進行。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求，例如“觀察家中常見的固體材料，記錄其在溫度變化下的表現”。

設計預習問題：圍繞“固體熱脹冷縮”課題，設計問題如“你觀察到哪些固體材料會熱脹冷縮？為什么？”引導學生自主思考。

監控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解固體熱脹冷縮的基本概念。

思考預習問題：學生針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的觀察和疑問。

提交預習成果：學生將預習成果（如筆記、觀察記錄等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主探索，培養自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現預習資源的共享和監控。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示不同固體材料在溫度變化下的圖片或視頻，引出“固體也熱脹冷縮嗎”這一課題，激發學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解固體熱脹冷縮的原理，結合實例如橋梁和管道的伸縮縫，幫助學生理解。

組織課堂活動：設計小組實驗，讓學生通過加熱和冷卻不同材質的固體樣品，觀察和記錄其體積變化。

解答疑問：針對學生在實驗中產生的疑問，進行及時解答和指導。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：學生積極參與實驗，觀察和記錄實驗數據。

提問與討論：學生針對實驗結果或理論理解上的疑問，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過詳細講解，幫助學生理解固體熱脹冷縮的原理。

實踐活動法：設計實驗活動，讓學生在實踐中掌握觀察和記錄實驗數據的方法。

合作學習法：通過小組實驗，培養學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業：布置課后作業，如設計一個簡單的熱脹冷縮模型，并記錄其變化過程。

提供拓展資源：提供與固體熱脹冷縮相關的拓展資源，如相關書籍、網站或視頻，供學生進一步學習。

反饋作業情況：及時批改作業，給予學生反饋和指導。

學生活動：

完成作業：學生認真完成作業，鞏固學習效果，并嘗試將理論知識應用于實際設計。

拓展學習：學生利用老師提供的資源，進行進一步的探索和學習。

反思總結：學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。六、教學資源拓展一、拓展資源

1.固體的熱脹冷縮原理：介紹固體熱脹冷縮的基本原理，包括分子運動、原子間距離變化等科學概念，以及不同固體材料的膨脹系數差異。

2.熱脹冷縮在日常生活中的應用：探討熱脹冷縮現象在建筑、交通、機械制造等領域的應用實例，如橋梁伸縮縫、鐵路鋼軌、汽車發動機等。

3.熱脹冷縮的實驗探究：介紹不同實驗方法，如觀察固體材料在加熱和冷卻過程中的體積變化、測量不同材料的膨脹系數等。

4.熱脹冷縮與材料科學：介紹材料科學中關于熱脹冷縮的研究，如新型熱膨脹材料、熱脹冷縮對材料性能的影響等。

5.熱脹冷縮與物理學史：介紹熱脹冷縮現象在物理學發展史上的重要地位，如伽利略、牛頓等科學家對熱脹冷縮現象的研究。

二、拓展建議

1.閱讀相關書籍和資料：推薦學生閱讀《材料科學導論》、《熱力學基礎》等書籍，深入了解固體熱脹冷縮的原理和應用。

2.觀看科普視頻：推薦學生觀看《科學探索》、《走進科學》等科普視頻，了解熱脹冷縮現象在各個領域的應用。

3.參加科學實踐活動：鼓勵學生參加學校或社區組織的科學實踐活動，如參觀科技館、參加科學實驗比賽等，親身體驗熱脹冷縮現象。

4.開展小組研究：組織學生以小組形式開展關于熱脹冷縮現象的研究，讓學生通過查閱資料、設計實驗、分析數據等方式，深入了解這一現象。

5.設計創新項目：鼓勵學生結合所學知識，設計一個與熱脹冷縮現象相關的創新項目，如制作一個可調節伸縮的模型，探討其在實際應用中的可行性。

6.制作科普宣傳材料：指導學生制作關于熱脹冷縮現象的科普宣傳材料，如海報、小冊子等，向他人普及這一科學知識。

7.參與學術交流：鼓勵學生參加學術交流活動，如科學講座、研討會等，與其他同學和專家分享自己的研究成果，拓寬知識視野。

8.關注最新研究成果：關注材料科學、物理學等領域關于熱脹冷縮現象的最新研究成果，了解這一領域的發展動態。

9.結合實際生活：引導學生將所學知識應用于實際生活，如觀察家中常見物品的熱脹冷縮現象，探討其在生活中的應用。

10.撰寫科學論文：鼓勵學生撰寫關于熱脹冷縮現象的科學論文，培養他們的科學寫作能力和學術素養。七、內容邏輯關系①本文重點知識點：

-固體的熱脹冷縮現象

-分子運動與原子間距離變化

-不同材料的膨脹系數

②本文重點詞句：

-“熱脹冷縮”：指物質在溫度變化時體積發生變化的現象。

-“分子運動”：物質內部粒子（分子或原子）的運動。

-“膨脹系數”：描述材料在溫度變化時體積變化的系數。

③教學邏輯步驟：

-1.引入熱脹冷縮概念，通過實例展示固體的熱脹冷縮現象。

-2.講解分子運動與原子間距離變化的關系，解釋熱脹冷縮的原理。

-3.分析不同材料的膨脹系數，比較不同材料的體積變化。

-4.通過實驗驗證固體熱脹冷縮現象，觀察加熱和冷卻過程中的體積變化。

-5.探討固體熱脹冷縮現象在日常生活中的應用和影響。八、課堂小結，當堂檢測課堂小結：

1.回顧本節課的學習內容，強調固體熱脹冷縮現象的存在和重要性。

2.總結熱脹冷縮的原理，即分子運動和原子間距離變化導致物質體積變化。

3.強調不同材料的膨脹系數差異，以及這一差異在實際應用中的影響。

4.通過實驗觀察，讓學生認識到加熱和冷卻對固體體積的影響。

5.討論固體熱脹冷縮現象在日常生活中的應用，如建筑、交通、機械制造等領域。

當堂檢測：

1.單選題：

-固體在溫度升高時，其體積變化表現為（）。

A.收縮

B.擴張

C.不變

D.無法確定

2.判斷題：

-所有固體都具有熱脹冷縮的性質。（）

3.簡答題：

-簡述固體熱脹冷縮現象的原理。

-舉例說明固體熱脹冷縮現象在生活中的應用。

4.實驗題：

-描述如何通過實驗驗證固體熱脹冷縮現象，并簡述實驗步驟。

5.應用題：

-在修建橋梁時，為什么要設置伸縮縫？請結合固體熱脹冷縮現象解釋。

檢測目的：

1.幫助學生鞏固本節課所學知識，檢驗學習效果。

2.培養學生的科學思維和問題解決能力。

3.引導學生將所學知識應用于實際生活，提高實用性。課后作業1.實驗報告：

-完成本節課的實驗報告，包括實驗目的、原理、步驟、觀察結果和分析總結。例如，學生可以描述如何通過加熱和冷卻金屬棒，觀察其長度變化，并分析這種變化的原因。

2.家庭觀察記錄：

-在家中觀察不同固體材料（如塑料瓶、金屬勺子、木材等）在溫度變化下的表現，記錄下觀察到的現象，并嘗試解釋這些現象。

-例如：記錄塑料瓶在熱水和冷水中的變形情況，并分析可能的原因。

3.小組討論：

-與同學一起討論固體熱脹冷縮現象在生活中的應用，例如：

-如何設計一個可以抵御溫度變化的容器？

-如何在建筑中考慮熱脹冷縮對結構的影響？

-小組需要準備一份討論報告，分享討論結果。

4.創意設計：

-設計一個簡單的熱脹冷縮模型，如一個可伸縮的橋梁或管道，并解釋其設計原理。

-例如：設計一個由塑料管和橡皮筋組成的可伸縮橋梁，展示其在溫度變化時的伸縮效果。

5.知識拓展：

-研究不同材料的膨脹系數，并制作一張表格，比較不同材料的膨脹性能。

-例如：查找金屬、塑料、木材等常見材料的膨脹系數，并制作成表格。

作業答案示例：

1.實驗報告：

-實驗目的：驗證金屬棒在加熱和冷卻過程中的熱脹冷縮現象。

-實驗原理：根據熱脹冷縮原理，物質在溫度升高時體積膨脹，溫度降低時體積收縮。

-實驗步驟：將金屬棒加熱至一定溫度，記錄長度變化；然后將金屬棒冷卻至室溫，再次記錄長度變化。

-觀察結果：金屬棒在加熱時變長，冷卻時變短。

-分析總結：金屬棒的熱脹冷縮現象與分子運動和原子間距離變化有關。

2.家庭觀察記錄：

-觀察到塑料