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授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：8固體也熱脹冷縮嗎

2.教學年級和班級：四年級

3.授課時間：2024-2025學年

4.教學時數：1課時核心素養目標培養學生觀察、實驗、推理和交流的科學探究能力，引導學生理解物質的熱脹冷縮現象，提升學生的科學思維和科學探究素養。通過實踐活動，讓學生體驗科學方法，培養對科學的好奇心和求知欲，增強學生的社會責任感和環保意識。重點難點及解決辦法重點：理解并證明固體物質的熱脹冷縮現象。

難點：通過實驗觀察和數據分析，解釋固體物質在不同溫度下的體積變化。

解決辦法：

1.重點：通過實際操作和小組討論，引導學生設計并執行實驗來觀察固體（如金屬條、塑料塊）在加熱和冷卻過程中的長度變化，從而得出熱脹冷縮的結論。

2.難點：利用多媒體展示不同固體材料的體積變化曲線，幫助學生建立直觀的物理模型。同時，指導學生使用數學工具（如比例尺、坐標圖）分析實驗數據，增強學生對數據處理的實際操作能力。通過小組合作，共同解決問題，突破理解難點。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：準備固體熱脹冷縮現象的圖片、動畫視頻，以及相關圖表。

3.實驗器材：金屬條、塑料塊、溫度計、加熱器、冷卻器、尺子等。

4.教室布置：設置實驗操作臺，劃分小組討論區，確保學生安全操作。教學過程設計導入環節（5分鐘）

1.情境創設：展示不同材料的物體在溫度變化下的圖片，如金屬條、塑料塊、玻璃杯等，引導學生觀察并思考這些物體在冷熱交替時的變化。

2.提出問題：引導學生提出關于物體熱脹冷縮的疑問，如“為什么這些物體在溫度變化時會變形？”“固體也會熱脹冷縮嗎？”

3.引導思考：簡要回顧固體、液體、氣體的熱脹冷縮現象，為后續新課學習做好鋪墊。

講授新課（20分鐘）

1.講解固體熱脹冷縮的原理：通過動畫或實驗演示，展示固體在不同溫度下的體積變化過程，引導學生理解固體熱脹冷縮的原因。

2.舉例說明：結合實際生活，舉例說明固體熱脹冷縮現象在生活中的應用，如鐵路軌道、橋梁的伸縮縫等。

3.比較分析：比較固體、液體、氣體的熱脹冷縮特點，引導學生分析不同物質的膨脹和收縮規律。

4.深入講解：針對教學重難點，深入講解固體熱脹冷縮的測量方法、實驗操作步驟等。

鞏固練習（10分鐘）

1.小組討論：將學生分成小組，討論以下問題：

-固體熱脹冷縮的原理是什么？

-如何利用固體熱脹冷縮現象解決實際問題？

-固體熱脹冷縮與生活有哪些聯系？

2.學生代表發言：各小組選派代表分享討論成果，教師進行點評和補充。

課堂提問（5分鐘）

1.提問1：固體熱脹冷縮的原理是什么？

-學生回答后，教師進行總結和講解。

2.提問2：固體熱脹冷縮與我們的生活有什么聯系？

-學生回答后，教師結合實例進行講解。

師生互動環節（5分鐘）

1.教師提問：請同學們舉例說明固體熱脹冷縮在生活中的應用。

2.學生回答：學生根據教師提問，舉例說明固體熱脹冷縮在生活中的應用。

3.教師總結：教師對學生的回答進行總結，強調固體熱脹冷縮現象在生活中的重要性。

創新教學：

1.利用多媒體技術，展示固體熱脹冷縮的動畫演示，提高學生的學習興趣。

2.鼓勵學生動手實驗，通過實際操作加深對固體熱脹冷縮現象的理解。

教學雙邊互動：

1.教師提問，學生回答，形成良好的師生互動。

2.學生分組討論，分享討論成果，提高學生的合作能力和表達能力。

解決問題及核心素養能力的拓展要求：

1.通過實驗探究，培養學生觀察、分析、推理的能力。

2.通過實例講解，引導學生關注生活中的科學現象，提高學生的科學素養。

3.通過小組討論，培養學生的合作意識和團隊精神。

教學過程流程環節：

1.導入環節：5分鐘

2.講授新課：20分鐘

3.鞏固練習：10分鐘

4.課堂提問：5分鐘

5.師生互動環節：5分鐘

教學時間共計45分鐘。學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學生能夠理解并描述固體物質的熱脹冷縮現象，知道這是物質在溫度變化時體積發生變化的一種物理現象。

-學生能夠區分固體、液體和氣體的熱脹冷縮特點，并解釋這些差異的原因。

-學生能夠通過實驗和觀察，識別和測量固體物質在加熱和冷卻過程中的體積變化。

2.能力提升：

-觀察能力：學生在觀察固體物質在不同溫度下的變化過程中，提升了觀察能力，能夠細致地觀察到細微的變化。

-實驗操作能力：通過實際操作實驗，學生掌握了實驗的基本步驟和安全規范，提高了實驗操作能力。

-推理能力：學生能夠根據實驗結果和已知知識，進行邏輯推理，得出合理的結論。

-數據分析能力：學生學會了如何記錄和分析實驗數據，能夠使用圖表等形式展示實驗結果。

3.思維發展：

-科學思維能力：學生在探究固體熱脹冷縮現象的過程中，培養了科學思維，學會了如何提出問題、設計實驗、收集證據和解釋現象。

-創新思維能力：學生在討論固體熱脹冷縮現象的應用時，能夠提出一些創新的解決方案，如如何設計更有效的鐵路伸縮縫。

4.學習態度：

-學習興趣：通過實驗和實際案例，學生對科學產生了濃厚的興趣，愿意主動探索和學習相關知識。

-學習責任感：學生在實驗過程中，能夠認真負責地完成每一個步驟，體現了對學習的責任感。

-團隊合作精神：在小組討論和實驗中，學生學會了與他人合作，共同解決問題，培養了團隊合作精神。

5.實用性：

-學生能夠將所學知識應用于實際生活，如理解房屋建設中為什么要設置伸縮縫，以及如何根據固體熱脹冷縮原理設計更有效的產品。

-學生能夠認識到科學知識在解決實際問題中的重要性，增強了學以致用的意識。板書設計①固體熱脹冷縮現象

-定義：物質在溫度變化時體積發生變化的現象。

-原因：溫度升高，分子運動加劇，分子間距增大；溫度降低，分子運動減慢，分子間距減小。

-表現：固體物體在加熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮。

②固體與液體、氣體的熱脹冷縮比較

-液體：加熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，但膨脹和收縮程度比固體小。

-氣體：加熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，膨脹和收縮程度比固體和液體大。

③固體熱脹冷縮的測量

-方法：使用溫度計和尺子測量固體在不同溫度下的長度。

-數據記錄：記錄不同溫度下的長度數據，繪制溫度-長度曲線。

④固體熱脹冷縮的應用

-鐵路伸縮縫：防止鐵路因熱脹冷縮而變形。

-橋梁設計：考慮熱脹冷縮因素，設計伸縮縫和支撐結構。

-日常生活：理解房屋、管道等在溫度變化下的行為。

⑤實驗步驟

-準備實驗器材：金屬條、塑料塊、溫度計、加熱器、冷卻器、尺子等。

-實驗操作：將固體加熱和冷卻，觀察并記錄長度變化。

-數據分析：分析實驗數據，繪制溫度-長度曲線。

-結論得出：根據實驗結果，得出固體熱脹冷縮的結論。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.創設情境：在導入環節，我嘗試通過生活化的情境引入課程內容，比如展示不同材料的物體在不同溫度下的變化圖片，這樣的方式能夠激發學生的興趣，讓他們更加關注和思考。

2.實踐為主：在教學過程中，我強調了實驗操作的重要性，讓學生通過實際操作來感受和理解固體熱脹冷縮的現象，這種實踐導向的教學方法有助于學生更好地掌握知識。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.實驗器材準備：我發現部分實驗器材的準備不夠充分，有的學生無法及時進行實驗，影響了課堂進度。這可能是因為我對實驗器材的預判不足，未來需要提前做好實驗器材的檢查和準備。

2.學生參與度：在小組討論環節，部分學生參與度不高，有的學生只是被動地聽其他同學發言，缺乏主動思考和表達的機會。這可能是由于我在分組和分配任務時沒有做到充分調動每個學生的積極性。

3.評價方式單一：評價學生主要依賴于實驗報告和課堂表現，缺乏多元化的評價方式，學生的綜合能力沒有得到全面的評估。

反思改進措施（三）改進措施

1.提前檢查實驗器材：為了保證實驗的順利進行，我將提前檢查和準備實驗器材，確保每個學生都有機會參與實驗，并及時解決實驗過程中可能出現的問題。

2.提高學生參與度：為了提高學生的參與度，我將改進小組討論的方式，鼓勵每個學生都參與到討論中來，可以通過設定角色、分配任務等方法，確保每個學生都有機會發言和表達自己的觀點。

3.多元化評價方式：為了更全面地評價學生的能力，我將引入多種評價方式，如課堂提問、小組合作表現、實驗報告質量等，以多元化的評價標準來評估學生的學習成果。同時，我還將鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，以提高他們的反思能力和合作能力。典型例題講解例題1：一根金屬條，在室溫下的長度是1米，當溫度升高到100℃時，它的長度變為1.01米，求該金屬線的熱膨脹系數。

解答：首先，計算金屬條在溫度升高時的長度變化量：

ΔL=L?-L?=1.01米-1米=0.01米

然后，計算溫度變化量：

ΔT=T?-T?=100℃-20℃=80℃

接著，使用熱膨脹系數公式：

α=ΔL/(L?*ΔT)

代入數值計算：

α=0.01米/(1米*80℃)=0.000125（℃?1）

例題2：一塊塑料塊的體積在溫度從20℃升高到40℃時，增加了1%，求該塑料塊的熱膨脹系數。

解答：首先，計算體積變化量：

ΔV=V?-V?=1%*V?

假設原始體積V?為100cm3，則：

ΔV=1%*100cm3=1cm3

然后，計算溫度變化量：

ΔT=T?-T?=40℃-20℃=20℃

接著，使用熱膨脹系數公式：

α=ΔV/(V?*ΔT)

代入數值計算：

α=1cm3/(100cm3*20℃)=0.00005（℃?1）

例題3：一個立方體金屬塊，邊長為2cm，當溫度從0℃升高到100℃時，它的體積膨脹了多少？

解答：首先，計算溫度變化量：

ΔT=T?-T?=100℃-0℃=100℃

然后，使用熱膨脹系數公式：

ΔV=V*α*ΔT

假設金屬塊的熱膨脹系數α為0.00001（℃?1），則：

ΔV=(2cm)3*0.00001（℃?1）*100℃

ΔV=0.00001*8cm3*100℃

ΔV=0.0008cm3

因此，金屬塊的體積膨脹了0.0008cm3。

例題4：一輛汽車的輪胎在夏季高溫時，體積膨脹了5%，求輪胎在夏季高溫時的最大壓力變化（假設輪胎的原始壓力為2.5bar）。

解答：首先，計算體積膨脹量：

ΔV=5%*V

假設輪胎的原始體積V為5升，則：

ΔV=5%*5升=0.25升

然后，使用波義耳定律（P?V?=P?V?）計算壓力變化：

P?=P?*(V?/(V?+ΔV))

代入數值計算：

P?=2.5bar*(5升/(5升+0.25升))

P?=2.5bar*(5/5.25)

P?≈2.38bar

因此，輪胎在夏季高溫時的最大壓力變化約為0.12bar。

例題5：一個玻璃杯，在溫度從25℃升高到50℃時，它的直徑增加了0.5毫米，求該玻璃杯的熱膨脹系數。

解答：首先，計算直徑變化量：

ΔD=D?-D?=0.5毫米

然后，計算溫度變化量：

ΔT=T?-T?=50℃-25℃=25℃

接著，由于直徑變化是線性膨脹，使用線性膨脹系數公式：

α=ΔD/(D?*ΔT)

代入數值計算：

α=0.5毫米/(50毫米*25℃)

α=0.00002（℃?1）課堂1.課堂評價

課堂評價是教學過程中不可或缺的一環，它有助于教師了解學生的學習情況，及時調整教學策略，確保教學目標的達成。以下是我對課堂評價的幾個方面的具體實施：

（1）提問評價：在課堂教學中，我會通過提問來檢驗學生對知識的掌握程度。例如，在講解固體熱脹冷縮現象時，我會提問：“同學們，誰能告訴我固體在加熱時會怎樣變化？”通過學生的回答，我可以了解他們對這一現象的理解程度。

（2）觀察評價：在實驗操作過程中，我會仔細觀察學生的操作是否規范，是否能夠按照實驗步驟進行。例如，在學生進行金屬條加熱實驗時，我會觀察他們是否正確使用加熱器，是否能夠準確記錄溫度和長度變化。

（3）測試評價：在課程結束后，我會通過小測驗或隨堂測試來評估學生對知識的掌握情況。測試題包括選擇題、填空題和簡答題，以檢驗學生對固體熱脹冷縮現象的理解和計算能力。

2.作業評價

作業是鞏固課堂知識的重要手段，對作業的評價可以幫助學生及時了解自己的學習情況，教師也可以通過作業評價發現教學中的不足。

（1）認真批