1、第5课金属热胀冷缩吗(一)背景和目标学生认识了水、空气都具有热胀冷缩的性质后，此时会很自然地想到另一个问题: 固体会不会也热胀冷缩呢?教科书选择金属固体物让学生开展这方面的观察研究活动。 第一项活动是观察铜球的热胀冷缩。铜球是个球体，加热后，各个方向上都会产生相同程度的膨胀变化。用铜环可以方便地检测到加热后铜球各个方向上的胀大变化，这有利于让学生认识到物体的膨胀是立体的膨胀。当然生活中有许多物体是条状的或平板状的，它们的热膨胀只是更明显地反映在长变的变化或面积的变化上。 有了铜球立体膨胀现象的认识及观察方法的学习，学生们就可以试着去设计观察其他形状的金属物体热胀冷缩现象的实验了。受铜球观察活动
2、的影响，学生们可能会想到找一个圆形的金属薄片(垫片或游戏币等)来观察研究它是否会热胀冷缩:在一块木板上水平并排钉两颗小钉子，两钉间的距离接近等于金属圆片的直径，让金属圆片平贴着木板下滑，正好能通过两钉间的空隙，然后把金属圆片加热，观察加热后的圆片是否还能同样通过两钉间的空隙。如果不能通过，说明金属圆片加热后膨胀了。当然学生也会比较容易想到教科书第37页设计的活动:找一根金属条，观察加热后长度是否发生变化。 观察过两三种金属的热胀冷缩现象后，可以向学生提出“金属都热胀冷缩吗?”的问题。学生们在第3课“液体的热胀冷缩”一课曾做过类似问题的思考和讨论，相信他们此时不会简单地做出结论。这里再次提出相似
3、问题的思考，一方面是强化学生的意识，仅仅靠一两个事实就不全称定义是不严谨、不科学的;另一方面，这项活动更大的意义在于引导学生关注其他更多金属物体的“热胀冷缩”现象，包括对其他非金属物体的关注。从而认识到“任何现实的事物都是特殊性和普遍性、个性和共性的有机统一。”比如，金属锑和秘是热缩冷胀的，还有水在4 0C以下也是热缩冷胀的。科学概念.许多固体和液体都有热胀冷缩的性质，气体也有热胀冷缩的性质。.有些固体和液体在一定条件下是热缩冷胀的。过程与方法.设计简单易操作的实验活动，有效地观察金属固体体积变化的现象。.正确使用酒精灯给物体快速加热。.对生活中的现象尝试用模拟实验加以解释。情感态度价值观.对
4、探究各种物体的热胀冷缩现象表现出更浓的兴趣。.初步意识到事物遵循普遍的变化发展规律，但也有特殊性。(二)教学准备 为每组准备:酒精灯;铜球热胀冷缩演示器;钢丝条、刻度尺、作支架用的木块等图片、资料。(三)教科书说明内容共3页，分三个部分。 第一部分:观察铜球的热胀冷缩 这一课的活动是根据学生在前两课学习的基础上自然产生的探究需求设计的。固体(金属)的热胀冷缩现象相比水和空气，较难以观察。如果一开始就让学生自主开展观察研究活动，会有一定的难度。因此本课的第一部分“观察铜球的热胀冷缩”，是直接以图文的方式呈现观察的方法和具体步骤。教师在教学时，可以直接出示铜球热胀冷缩的实验材料，通过分析材料，引导
5、学生思考和提出研究的方法与过程。而且在这个活动中，还要特别强调使用酒精灯和不可直接触摸加热后的铜球等安全问题，以防止烫伤。这个活动，可以考虑由教师进行演示实验，如果采取有效的预防措施，也可以组织学生小组实验，例如给学生准备棉质的手套、大量冷水，等等。通过实验，学生会发现铜球也具有热胀冷缩的性质。 第二部分:观察钢条的热胀冷缩 有了前面观察铜球热胀冷缩方法的讨论和实践，我们就可以让学生尝试着去观察其他金属物体的热胀冷缩现象了。比如生活中常见的铁片、钢丝等，它们会热胀冷缩吗?这部分教学时，可给每个小组提供圆形的金属垫片或钢丝条等，让学生们根据观察材料思考、讨论、设计实验方法。教师只要稍作提示:怎样
6、观察金属片的面积是增大了或是缩小了，怎样观察金属条的长度是增长了或是缩短了?相信学生们能想出各种有效的观察方法来。教科书这部分安排的活动是观察钢条的热胀冷缩，主要是考虑到，第一，这一观察实验活动让学生自主开展相对容易些。第二，加热后钢条长度是否发生变化，是借助一根大头针，通过观察大头针的倾斜程度，把钢条的细微变化“放大”，让学生能直接看到加热的钢条的“膨胀”，这可以使学生对热胀冷缩现象的认识变得更深人更具体。另外，像这一类膨胀效应在实际生活中比较多见。比如学生可能都在生活中观察到铁桥、火车行驶的钢轨等连接处留有一些间隙。通过金属条受热膨胀现象的观察认识，容易让他们把新的认识和生活中的现象建立联
7、系，促进他们对这种设计和做法意义的理解，使科学学习与生活应用联系起来。 第三部分:金属热胀冷缩吗 铜球会热胀冷缩，钢条也能热胀冷缩，那么是不是可以说金属都能热胀冷缩呢?这个问题的提出是对学生科学素养的一种检测。相信学生们会认识到需要对更多的金属物体进行观察研究，才可做出概括。当然学生也马上会意识到对所有金属物体进行观察是不可能、不现实的。比较有效的解决办法是，了解前人已经获得的研究成果，这也是一种非常重要的研究方法。 教科书提到了热缩冷胀的两种金属锑和秘，还有单元后资料库介绍的“热胀冷缩和冷胀热缩”的内容，都可以让学生去阅读。通过阅读，他们了解到自然界确实存在物体的热缩冷胀现象，这可以进一步强
8、化学生不可根据一两个事实而做出整体性概括的意识。 那么，通过前几课的学习，前几项活动的经历，虽然我们还不能说金属都有热胀冷缩的性质，液体、气体都有热胀冷缩的性质。但是，我们还是有必要让学生对之前所观察到的一个个单个物体的热胀冷缩现象的认识做个提升。也就是需要组织学生回顾一系列观察实验的现象，并进行分析、归纳和概括，将学生已有的关于水有热胀冷缩的性质，空气有热胀冷缩的性质，铜球和钢条有热胀冷缩的性质认识，提升为许多物体都有热胀冷缩性质的认识。同时需要引导学生思考教科书最后一段文字中的“”所蕴涵的意义。这一研讨活动有两层含义:一是强调科学探究中严谨的科学态度，仅仅靠一两个事实就进行完全概括是不严谨
9、的;二是为学生的课后探究留出了空间，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。(四)教学建议 1.过程安排建议。 (1)引人 .固体有热胀冷缩的性质吗? .让我们找几种金属材料来观察研究它们是否会热胀冷缩。 (2)观察铜球的热胀冷缩 .讨论观察实验的方法:怎样检测铜球被加热后体积有没有增大? .师生交流。 .确定方法。 .小组观察实验:观察铜球受热后体积发生的变化;观察铜球受冷后体积发生的变化。 .小组交流、讨论。 (3)观察钢条的热胀冷缩 .设计一个实验装置，观察钢条的变化。 .小组实验。 .交流现象和结论。 (4)金属热胀冷缩吗 .铜球和钢条都有热胀冷缩的性质，那么是不
10、是所有的金属都会热胀冷缩呢? .资料学习。 2.几点说明。 (1)观察铜球的热胀冷缩，是在学生已有“水、大多数液体、空气都有热胀冷缩性质”的基础上进行的一个活动，在活动之前，学生基本都会认定铜球是有热胀冷缩性质的，让学生亲眼看到铜球在受热、受冷过程中的变化，在于培养一种科学的求证态度。小组实验和演示实验都可以进行，前提是注意安全。 (2)观察钢条的热胀冷缩实验，意义有多方面:让学生借助其他物体的变化来判定物体的热胀冷缩。钢条在温度改变的情况下长度发生的变化，可以更形象地让学生联系到生活中的一些应用，比如铁轨，铁桥等。 (3)金属热胀冷缩的讨论，是延续前面有关液体热胀冷缩的讨论。让学生意识到，从个别到一般的概括是需要大量事实依据的，并要看到事物的特殊性。教科书也列举了锑和秘两种特殊的金属，让学生认识热缩冷胀现象的存在，而且这种特殊性质也被运用到了人类的生产、生活中了。建议教师组织学生课外查询资料，更全面地了解物体的热胀冷缩现象。
