热胀冷缩是物体的一种基本性质,物体在一般状态下,受热以后会膨胀,在受冷的状态下会缩小。所有物体都具有这种性质。
物体都有热胀冷缩的现象,日常生活中我们可以利用这种现象解决一些困难。
1. 创设情境、导入新课
(1)展示一段壶水外溢的真实录像片,引导学生进入一个真实的情境。
(2)提问:在炉子上烧一满壶水,水还没有烧开,壶里的水就直往外溢?
(3)目的:通过一个壶水外溢的实例,引发学生对问题的思考,导入所要学习的新课。
2.学生观察实验
实验1
将玻璃管插在带有胶塞装满水的烧瓶中,观察玻璃管中的水在冷、热水中的体积变化;
动画描述:动画的主体是一个胶塞上插有玻璃管的装满红颜色水的烧瓶,背景是分别盛有冷水、热水的两个容器皿。学生可以将烧瓶分别放在冷水、热水器皿中,观察玻璃管中水柱高度的变化(注意:移动容器时的规范动作,观察时眼睛与刻度线的关系)。
实验2
用煤油代替水做如上实验,观察其体积变化;
动画描述:如实验1,只是将水换成煤油做如上实验。
实验3
观察铜球受热、受冷时的体积变化;
动画描述:动画主体是一个用细线吊起的一个铜球,动画背景是一个铁圈,一个酒精灯和一盆冷水。学生首先选用一个恰好能套过铜球的金属圈来确定铜球的大小,然后将铜球放在酒精灯上加热,再将其通过金属圈,接着放在冷水中降温,再通过金属圈来确定铜球受冷受热时体积的变化。
实验4
用气球套住瓶口,观察瓶子受热、受冷时气球的体积变化。
动画描述:动画主体是一个瓶口套有气球的空气瓶,动画的背景是两个分别成有冷水、热水的器皿。学生将空气瓶先放在热水器皿中,观察气球的体积变化,然后放在冷水器皿中,观察气球的体积变化。
3.汇报、交流观察的结果,形成解释
(1)通过实验1和实验2,归纳出不仅水有热胀冷缩的性质,而且所有液体都有热胀冷缩的性质。
(2)通过实验3,得出空气有热胀冷缩的性质,推测出所有气体有热胀冷缩的性质。
(3)通过实验4,得出铜有热胀冷缩的性质,推测出固体有热胀冷缩的性质。
4.自主归纳
(1)提问:液体(水)有热胀冷缩的性质,气体(空气)、固体(铜)也有这种性质,你能把这种性质用一句话说出来吗?
(2)归纳得出:一般物体都有热胀冷缩的性质。
5.应用迁移
(1)教师提出思考问题:
思考1 为什么踩瘪的乒乓球在热水中一烫就恢复原状?
思考2铁轨之间为什么要留有缝隙?
思考3 两根电线杆之间的电线,为什么冬天绷得比较紧?
思考4为什么夏季自行车胎不能打太足的气?
(2)解析参考:
这四个思考题都是从日常生活事例中引入认识物体热胀冷缩的性质,符合儿童认知的特点,使学生将所学到的知识运用到实际生活中,加深了学习的印象。对于这四个问题的呈现,都用了视频片段来展示,使问题清楚明晰地呈现在学生眼前。同时,教师也给出参考答案供学生思考,参考1和参考3的参考答案不仅从理论上解释了原因,而且给出了实际数字,比如气体在温度升高1℃的时候,体积就要膨胀1/273,每百米的电线,在温度每增加1℃的情况下,大约会伸长1.5毫米等,不仅将具体数值呈现在学生眼前,而且增加了学生的扩展性知识和常识性知识。在思考2的参考答案中,列举了1825年英国铺设的第一条铁路钢轨的历史史实,警戒学生不遵循自然规律的教训,使学生增加了学习的趣味性。