《金属热胀冷缩吗》教学实录

  尚志市尚义小学  苏喜莉

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。而教材最后的结论蕴涵着两层含义：一是强调科学探究中严谨的科学态度，仅仅靠一两个事实材料就下定义是不严谨的；二是为学生的课后探究提出了空间，省略号所涵盖的探究活动会接连不断地出现，这也正是我们所期望的。

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。

教学目标：

    1、科学概念：

   （1）许多固体和液体都有热胀冷若冰缩的性质，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。

    2、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。

    3、情感、态度、价值观：

   （1）培养学生对探究各种物体的热胀冷缩现象浓厚的兴趣。

  （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：固体体胀演示盒、圆铁片、钢条、有凹槽的木板、三角架、酒精灯、大头针、小铁钉等

教学过程：

    一、故事引入：

    1、师：出示故事

    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？

(引导学生猜测钢轨歪曲、断裂可能是什么原因？)

    生：钢轨的歪曲、断裂可能是由于它的热胀冷缩造成的。

    师：你们的意思是：不仅液体、气体会热胀冷缩，钢铁等金属也会热胀冷缩，是吗？

    生：是

    师：口说无凭，实验为证

    4、揭题：金属热胀冷缩吗

    二、观察铜球的热胀冷缩现象

    1、教师出示实验材料：这里有一个铜球，这里还有一个金属环，铜球刚好能通过金属环。想一想我们怎样利用这个实验材料来证明我们的猜想？你还需要什么实验材料？

    2、你们认为这个实验应该怎样做？根据什么现象知道固体的金属球有没有热胀冷缩的性质。

    生：可以用酒精灯给铜球加热，加热后再看看铜球能不能穿过金属环，如果不能穿过就说明铜球加热膨胀了；然后再将铜球用冷水冷却，看是否能穿过金属环，穿过就说明铜球受冷收缩了。

    3、交流讨论，确定实验方法。

    师：我们来验证铜球是否有热胀性质，小组讨论研究实验步骤。

    生：小组讨论实验步骤。

    师：哪个小组把实验步骤汇报一下，其它小组看看这一小组的实验步骤是否合理。

    生：我们小组经过讨论后确定实验步骤：（1）用酒精灯给铜球加热，加热5分钟左右。（2）试试铜球能不能穿过金属环，如果不能穿过说明铜球受热体积膨胀了，如果能穿过再用酒精灯加热铜球一段时间。

    师：其它小组对他们这小组的实验方案有什么意见？

    生：我们小组经过研究同意他们小组的实验步骤。

    4、各小组领取实验材料分组实验。

    生：分组实验。

    师：适时指导，有实验小组在酒精灯的使用方法上有不恰当的地方教师及时指正。

    5、汇报实验现象。

    师：说说你在实验中观察到了什么现象？

    生：铜球在酒精灯上加热一段时间后，体积看上去没有什么变化，我们以为铜球的体积没有受热膨胀。因为在做水和空气的热胀实验实验时，水和空气的遇热体积膨胀的现象非常明显，用眼睛可以直接观察到。

    师：那你们小组接下去是怎样实验的呢？

    生：铜球虽然用眼睛直接观察不到体积的变化，但我们用金属环一试，却发现原来能够通过金属环的铜球，在酒精灯上加热一段时间后，却不能通过金属环了。

    师：其它小组说说你们在实验中观察到了什么现象？

    生：我们也观察到了与上一小组相同的现象。但是铜球在酒精灯上加热几分钟之后，也能通过金属环。需要加热一段时间之后，才不能通过金属环。不像水和空气的那样热胀冷缩现象效果明显。

    6、讨论交流实验结果：

    师：经过自己动手实验，你们小组会得出什么实验结果？

生：通过实验我们发现铜球具有热胀冷缩的性质。

    7、小结：通过实验我们发现铜球具有热胀冷缩的性质。

    三、引导学生自主探究

    1、师：刚才我们用实验证明了：铜的热胀冷缩，那是不是就可以说：“金属具有热胀冷缩的性质呢？”

    生：不可以，铜具有热胀冷缩的性质，不能代表所有的金属都具有热胀冷缩的性质。

    师：如何来解决这节课的问题“金属热胀冷缩吗？”

    生：再选用其他的金属材料验证。

    师：老师这里为大家准备了一些实验材料，你看看你需要用到哪些？

师出示实验材料：圆铁片、钢条、有凹槽的木板、电路检测器（电池、小灯泡、导线）三角架、酒精灯、大头针、小铁钉等。

    生1：我们组需要用到圆铁片、有凹槽的木板、大头针、酒精灯。

    生2：我们组选用钢条、有凹槽的木板、大头针、酒精灯。

    师：根据自己小组所选择的实验材料设计一个实验装置，根据什么现象知道圆铁片或钢条有没有热胀冷缩的性质。

    2、学生交流实验方法。

    生1：将圆铁片放在有凹槽的木板上，在铁片的四周紧贴着插上四枚大头针，用酒精灯在铁片的中间给铁片加热，观察四周大头针的变化。如果大头针被推倾斜了，就说明铁片有热胀冷缩的性质。

    生2：将钢条一端固定在有凹槽的木板上，在另一端紧贴着插上两根大头针，用酒精灯在钢条的中间加热，观察大头针的变化。如果大头针被推倾斜了，就说明钢条有热胀冷缩的性质。

    师：同学们设计的实验方案很严谨，但在实际的操作过程中，同学们会遇到各种意想不到的的问题。希望同学们在遇到问题时，小组合作探究，用自己的力量解决问题。

    3、设计实验方案

    师：发放实验方案单

    生：填写实验方案记录单

  

实验方案1 研究问题：（ 圆铁片 ）会热胀冷缩吗？ 我们的猜测：圆铁片会热胀冷缩 村料（选用的在□打√）：圆铁片□、钢条□、有凹槽的木板□、三角架□、酒精灯□、大头针□、小铁钉□等 实验方法：   （1）将圆铁片放在有凹槽的木板上。   （2）在铁片的四周紧贴着插上四枚大头针。   （3）用酒精灯在铁片的中间给铁片加热。 我们的发现：     我们的结论：

 

 

 

实验方案2 研究问题：（ 钢条 ）会热胀冷缩吗？ 我们的猜测：圆铁片会热胀冷缩 村料（选用的在□打√）：圆铁片□、钢条□、有凹槽的木板□、三角架□、酒精灯□、大头针□、小铁钉□等 实验方法：    （1）将钢条一端固定在有凹槽的木板上。    （2）在另一端紧贴着插上两根大头针。    （3）用酒精灯在钢条的中间加热，观察大头针的变化。 我们的发现：     我们的结论：

 

    4、分组实验，教师巡视指导。

    生：自由选择实验方案，领取实验材料，分组实验。

    师：巡视指导，实验2组在做圆铁片热胀冷缩实验时，酒精灯的使用方法不正确，没有使用外焰加热，教师及时指正。

    5、交流展示现象。

    师：现在把你在实验中观察到的现象与大家交流一下吧！

    生1：我们小组做的圆铁片的热胀冷缩实验，圆铁片被酒精灯加热一段时间后，原来紧贴在圆铁片四周的大头针被圆铁片推倾斜了。经过一段时间圆铁片的温度降下来后，圆铁片与被推倾斜的大头针中间出现了缝隙。

    生2：我们小组做的钢条的热胀冷缩实验，钢条的是间部位被酒精灯加热一段时间后，紧贴在钢条边缘的大头针被推倾斜了，由此可以看出钢条受热后体积膨胀了。过了一会钢条的温度降低了，钢条与大头针之间出现了缝隙。说明钢条遇冷，体积缩小。

    6、填写实验记录单：

    师：分别把你的实验记录单填写完整吧！

    生：填写实验记录单。

    师：刚才在实验的过程中，大家严格按照实验方案时行实验操作，但是大家遇没遇到什么问题呢？

    生：我们组发现同样是做圆铁片的热胀冷缩实验，别的实验小组圆铁片由于热胀冷缩都把大头针推斜了，我们组的大头针却没有发生变化，后来我们仔细观察发现，总是出在我们把大头针没插在紧贴圆铁片的地方，而且出现了颖隙。我们及时对错误进行了改正。

师：同学们在实验过程中会出现各种各样我们意想不到的问题，当我们遇到这些问题时，就要像上一小组一样，找出问题，探究解决问题的方法，最后才能得出科学的结论。

    7、小结：

    师：同学们，经过我们的动手实验，想一想你们得出了什么实验结论？

    生1：我们发现圆铁片具有热胀冷缩的性质。

    生2：我们组发现钢条也有热胀冷缩的性质。

    师：那说明了什么问题，谁能概括性的总结一下。

    生：铁和钢都具有热胀冷缩的性质。

    师：总结的非常好简明扼要，由以上两个实验可以得出铁和钢都具有热胀冷缩的性质。

   四、拓展延伸

    1、师：铜、铁和钢都有热胀冷缩的性质，那么是不是所有的金属都会热胀冷缩呢？

    生1：是的   

    生2：还有许多金属我们还没观察过，也许有些金属是热缩冷胀的，就像水变冰就膨胀了。

    生3：是的，我们应该研究每一种金属以后才能下结论

    2、师借机利导出示材料：科学家的研究发现

    师：同学们说得很好，但是我们不能对每一种金属都做热胀冷缩的实验，怎么办呢，让我们一起来看看科学家对所有的金属做热胀冷缩实验的发现吧！

    生：阅读P₃₈教材中的资料。

    师：通过阅读P₃₈的资料，你有什么新发现？

    生：大多数金属会热胀冷缩，但也有少数金属是热缩冷胀的，如锑和铋。

    师：还真的存在热缩冷胀的物质，是锑和铋。像不像我们想象的所有的金属都是热胀冷缩的？

    生：不是，有个别特殊的现象存在。

    师：对科学的研究怎样才能得能出科学的结论呢？

    生：要经过不断的严格的实验才能得出科学的结论。

    师：对，同学们说的很好。科学的结论都是在严格的科学实验中得出的。

    3、师：老师上课初讲的故事中英国的铁轨为什么在炎热的夏天，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？现在你知道是什么原因了吗？

    生：是因为铁轨具有热胀冷缩的性质，所以才会发生这种现象。

    师：学完这课后，你有什么办法可以避免这种损失呢？

    生1：可以把铁轨断开，分段铺设，而且铁轨与铁轨之间就留有空隙。

    生2：分段铺设后，铁轨可以架在滚轴上。

    师：同学们考虑的很全面，经过你们的改进，铁轨就不会出现英国那种七扭八歪、断裂的情况了。

    师：我们和科学家对物体的热胀冷缩现象研究得出的结论有什么用处呢？

    生：应用于人们的生产生活中，比如英国人如果在1825年就知道铁轨的热胀冷缩的性质，他们铺设的铁轨就不会出现不能正常行驶的情况。

    师：对，科学实验的最终目的就是为了把科学的结论应用于人们的生产生活中，给人们带来方便避免损失。

   五：归纳总结

    师：通过这节课的学习，大家有哪些收获？

    生：我们知道了大多数金属都具有热胀冷缩的性质。但锑和铋这两种金属除外，具有热缩冷胀的性质。

    师：同学们说的非常好，希望大家把自己的所学应该到我们今后的生活中！下课！

板书设计：

                      金属热胀冷缩吗

            铜、钢......    大多数金属   ----  热胀冷缩

            锑、铋                      ----  热缩冷胀