《熱脹冷縮》教學案例

曾志偉

教學背景：這是人教版五年級科學教材中的一篇內容。熱脹冷縮原理在生產生活中具有普遍的應用。這個年齡段的學生，接觸過不少這樣的生活現象，有著似是而非的理解，卻缺乏系統理論性的概念認識，也缺乏靈活應用的能力。科學素養主要是借助實驗探究，進行現象歸納，理論總結和分析獲得的。基于此，本次教學活動，也將以學生的實驗探究為根本，來全面認識物體的熱脹冷縮性質。

教學過程描述：

一、提出問題，引發思考

師：生活中有這樣的現象，乒乓球在外力過大的時候，就會出現干癟。人們只需要把它放在熱水里泡一泡，就能夠變回原狀。為什么會這樣？

生：是因為受熱膨脹了。

師：受熱可以膨脹，那冷卻之后會有怎樣的變化？所有的物體在冷熱溫度的變化下都會產生這樣的現象嗎？下面我們一起通過展開探究實驗活動，來明確其中蘊含的道理？

二、分組合作，實驗探究

學生們分成不同的小組，借助課件中的實驗演示，進行動手操作練習。教師進行巡視，并提供一定的幫助指導。

實驗一：彩色噴泉

實驗過程：首先，將紅墨水裝入試管，用帶孔的橡皮塞塞住。其次，在橡皮塞口插入吸管。注意，吸管不要外露太多，只需要高出橡皮塞一點點即可。再次，把燒瓶放入燒杯中，在試管上澆熱水。

匯報結果：經過加熱，紅墨水向外溢出。

探討交流：

師：經過加熱，紅墨水向外噴出，形成和自然噴泉一樣的景觀。請同學們思考一下，為什么會出現這種現象。

生：經過加熱，每一滴水都開始沸騰了，所以向外擴散。

生：紅墨水受熱之后，分子之間運動快了，體積也就大了，導致溢出。

師：同學們的想法很棒。加熱能使水的體積變大。那么冷卻之后，紅墨水又會出現怎樣的變化、同學們可以再次實驗探究一下。

生：再次投入到實驗活動中。

生：紅墨水的體積變小了，水滴的運動不在活躍。

生：紅墨水往下退了。

生：受冷之后縮起來了。

師：同學們總結的不錯。在受冷和受熱的不同情況下，紅墨水這種液體會有不同的現象。由此可以歸納出液體有什么樣的特性？

生：紅墨水受熱體積會膨脹，受冷體積會收縮。

生：大部分液體具有熱脹冷縮的現象。

師：對，液體都有熱脹冷縮的現象。除了紅墨水之外，其他液體的變化情況，我們可以利用課下時間繼續探究。

實驗二：會變化的杯子

實驗過程：將兩個玻璃杯疊放在一起，分別加入熱水和冷水，觀察兩個杯子的松緊變化。

匯報結果：加入熱水后，兩個杯子粘性很強，不容易分開。加入冷水后，杯子之間缺乏吸引力，很容易分開。

交流探討：

生：加入熱水后，玻璃杯膨脹，難以拉開。而加入冷水，體積收縮，也就容易分開。

生：玻璃杯也具有熱脹冷縮的性質。

生：紅墨水屬于液體，玻璃杯屬于固體，都有熱脹冷縮的現象。

師：同學們總結的很好。那么氣體是否也有這種現象呢？我們接下來繼續探究。

實驗三：會變大小的氣球

實驗過程：首先，在瓶子里倒入熱水。其次，用氣球套住瓶子口。觀察氣球大小的變化。

匯報結果：開始的時候，氣球慢慢脹大。一段時間之后，熱水變涼，水霧消失，氣球也就漸漸縮小。

交流探討：

生：瓶子里的熱水，導致瓶子內部的整體溫度升高了。

生：空氣溫度升高，也就使得空氣分子受熱膨脹，進而體積變大，氣球變大。

生：事實證明，氣體也具有熱脹冷縮的性質。

師：通過這三個不同的實驗，我們能夠明確氣體、液體、固體都具有熱脹冷縮的性質。

三、結合生活，回顧總結

師：可見，開始提到的乒乓球現象，就是利用了熱脹冷縮的原理。在生活中，這種原理的運用很多很多。

師：我們都有這樣的常識，不讓自行車在陽光下暴曬，或者是不給車胎充滿氣。

生：受熱之后，車胎容易容易爆胎。

師：火車鐵軌之間留有縫隙。

生：也是考慮了熱脹冷縮帶因素，否則容易變形。

師：同學們學會了透過現象看本質。思考一下還有哪些生活現象。

生：溫度計的原理就是利用熱脹冷縮的性質。

生：天氣寒冷的時候，外面的水管很容易凍裂。

生：

師總結：生活中很多地方都運用了熱脹冷縮的性質。同學們可以繼續查閱資料，觀察生活，來豐富我們的科學素養。

教學反思：

一、本次的教學活動以實驗探究為活動主線，透過實驗現象分析歸納實驗原理，再回歸各種同原理的生活現象的探討，使得學生對熱脹冷縮的現象和原理都有了比較深刻的認識。

二、在眾多的實驗過程中，學生們積極動手實踐、并進行獨立思考，培養了嚴謹的科學態度，也提升了實驗探究素養。學生的主體地位得到充分落實，全面參與到科學探究中。實踐證明，學生的學習能力很好，在科學的指導啟發下，實驗操作潛能和科學思維潛能有利于得到最大挖掘。

三、現在的學生具有豐富的生活視野，只是對生活現象的認識處于模糊的、感性的認知階段。在教學活動中，將生活案例引入其中，也有利于促進學生理性思維和感性思維的統一，并提升學生生活應用的能力。

四、熱脹冷縮是微粒運動變化速度導致的，這是教學的難點，也是學生理解的突破點。小學階段的學生認識的科學原理和相關概念不夠豐富，導致他們在交流過程中的語言表達不夠嚴謹準確。從學生長遠的科學素養考慮，教師需要進行一定的擴展延伸，提升學生科學語言表達的準確性。