1、第4课空气的热胀冷缩(一)背景和目标 研究了液体的热胀冷缩之后，这节课让学生开始关注并研究空气的热胀冷缩现象。由于空气是肉眼看不见的，怎样借助其他物体的变化而间接地“观察”到空气体积的变化，是观察方法设计的难点。不过，有了前面液体体积变化观察的经验，学生们在设计观察方法时会从前面的经验中得到启发并进行迁移。因而，教科书很注重让学生自主思考、设计观察方法。当然，教科书还是通过观察实验器材及用文字作了提示。观察空气是否热胀冷缩的方法很多，除了教科书提示的利用气球来观察的方法之外，也可以用I.型玻璃管中液柱移动现象来观察空气体积的变化只要学生们设计的观察方法有利于观察空气的热胀冷缩现象，都可以在课堂
2、上让学生去实践。 观察了空气的热胀冷缩现象，还希望学生能对空气和水的热胀冷缩现象作一比较，进而尝试着对空气和水的热胀冷缩现象做出解释。怎样解释?教科书先让学生们做一个游戏:模拟空气“微粒”的运动，这是个非常值得尝试的活动。这项活动，相信对学生建构“热能”、“热运动”、“热膨胀”等科学概念会有帮助。因为从物质结构的角度看，膨胀是由于物质中邻分子(或原子)之间的平均距离增大所造成的。那么怎么让学生去想象物质的这种“微粒运动”呢?通过角色扮演的模拟活动，把一种抽象的运动用直观的“模型”表达出来，学生们或许真能建立起他们自己的关于“热运动”、“热膨胀”的认识呢!科学概念.气体受热以后体积会胀大，受冷以
3、后体积会缩小。.热膨胀现象与物体内部微粒的运动有关。过程与方法.用多种方法观察空气的热胀冷缩现象。.用文字或图画进行描述和交流。.尝试用“模型”解释现象。情感态度价值观.对热现象产生更浓的探究兴趣。(二)教学准备为每组准备:烧瓶、I.型玻璃管;热水、常温水、冰水;锥形瓶、气球。(三)教科书说明 内容共3页，分两个部分。 第一部分:观察空气是否热胀冷缩 延续前一课的活动，我们的研究内容从液体转移到了气体一空气是否也具有热胀冷缩的性质?有了液体的研究经验，学生会对空气的热胀冷缩有比较正确的推测。怎么用具体的、可见的实验来验证推测呢?或许可以让学生自主思考开展研究(教科书通过实验装置图进行了研究的提
4、示指导)，给学生一个知识和技能迁移的实践机会。 如何从充满周围空间的空气中取出一部分进行研究呢?学生们会提出用一个容器装。有了前面研究水的装置，他们会想到容器的密闭性问题。用于密封的材料可以选用胶带纸、橡皮泥、黄泥球、橡皮塞等。由于空气是看不见的，如何将这一现象变成可观察的?怎样才能观察到容器内的空气膨胀了?可以尽可能地放手让学生大胆设想。常用的几种方法有:A.通过容器的鼓凹来发现。空气总是充满容器的空间，当容器凹时，说明空气体积变小;当容器鼓时，说明空气体积变大。这种方法适用于软塑料瓶、软包装饮料盒及易拉罐。B.借助其他能鼓凹的物体来发现，例如教科书第33, 34页插图的提示，可以在烧瓶口上
5、套小气球。C.用红墨水封口的液体热胀冷缩装置，观察烧瓶受热或受冷时红墨水的移动情况。无论学生们想出怎样的方法，只要有条件办到，都不妨让他们去实践一番，以使他们获得更多的直观经验和成功带来的喜悦。 在之后的交流中，除了明确空气也有热胀冷缩的性质，还可以指导学生将空气的这一性质与水相比，讨论两者的热胀冷缩有什么不同的地方?鼓励学生通过比较有新的发现。例如:空气变化得更快、体积变化也比水明显。对学生们的这类发现应给予肯定，给他们充分的机会交流、探讨，这个活动不可忽视。 第二部分:怎样解释热胀冷缩现象 学生在之前的活动中，已经对空气体积的变化有了感性的认识。那么怎么解释空气的热胀冷缩现象?这部分，教科
6、书设计了一个班级游戏活动:将“微观世界”放大，让学生们扮演一个个的空气分子，模拟空气分子的热运动。把一种看不见，摸不着，但又实际存在的现象用一种模拟的方法展示在我们眼前，这是一个很有趣也很有价值的活动。模拟空气“微粒”运动的游戏，是对热胀冷缩现象解释的直观模型，这是一种值得学生学习和运用的解释手段。这个“模型”游戏直观地解释了自然界热胀冷缩的现象，也同时为后续研究固体热胀冷缩现象奠定了基础，是一个比较重要的活动。 (四)教学建议 1.过程安排建议。 (1)引人 .液体有热胀冷缩的性质，那么空气有这样的性质吗? .今天，我们一起来研究:空气在受热或受冷后，体积会怎样变化? (2)空气受热受冷后体
7、积的变化研究 .讨论观察实验的方法:怎么能清楚地观察到空气的热胀冷缩现象? .师生交流，确定方法。 .小组活动:观察空气受热后体积发生的变化;观察空气受冷后体积发生的变化。 .小组交流、讨论。 (3)怎么解释热胀冷缩现象 .温度变了，怎么会引起物体的体积发生变化呢? .模拟空气“微粒”运动的游戏。 .一起建立我们自己的假说。 2.几点说明。 (1)让学生自己设计一个观察空气热胀冷缩的实验装置还是有一定困难的，所以教师的引导非常重要:我们要看到原本看不到的空气的体积变化，是需要借助于其他物体的。教科书提示框的内容是学生进行交流、讨论的一个平台:如果瓶内的空气体积膨胀，瓶内的空气就会往外挤。只要想
8、办法观察到瓶内的空气在往外跑，我们就知道瓶里的空气在膨胀了。教师可以用较充分的时间让学生自主设计各种可能想到的实验方法。气球、液柱、泡沫塑料球都是可以一试的材料。 (2)教科书设计观察空气在热水、常温水和冰水中的体积变化，是对热胀冷缩现象的一个重要体验。因为空气的热胀冷缩非常明显，当学生看到气球在热水中鼓起来，而在冷水中迅速回缩，甚至有可能被吸人瓶子内，这个体验将很深刻地留在学生的脑海中。同时也能比较出液体和气体热胀冷缩的区别来。可以准备一些冰块来进行观察实验活动。 (3)模拟“微粒”运动的游戏，我们可以让学生在教室内自由组合，也可以到走廊或者操场上进行。这个活动体验有着多方面的教学意义，指向了对物体热胀冷缩性质的本质解释。学生们只有去实践、体验过了，才能理解其中的意义所在。组织学生尝试一下吧，会有许多收获的。