熱脹冷縮是物體的一種基本性質,物體在一般狀態下,受熱以后會膨脹,在受冷的狀態下會縮小。所有物體都具有這種性質。
物體都有熱脹冷縮的現象,日常生活中我們可以利用這種現象解決一些困難。
1. 創設情境、導入新課
(1)展示一段壺水外溢的真實錄像片,引導學生進入一個真實的情境。
(2)提問:在爐子上燒一滿壺水,水還沒有燒開,壺里的水就直往外溢?
(3)目的:通過一個壺水外溢的實例,引發學生對問題的思考,導入所要學習的新課。
2.學生觀察實驗
實驗1
將玻璃管插在帶有膠塞裝滿水的燒瓶中,觀察玻璃管中的水在冷、熱水中的體積變化;
動畫描述:動畫的主體是一個膠塞上插有玻璃管的裝滿紅顏色水的燒瓶,背景是分別盛有冷水、熱水的兩個容器皿。學生可以將燒瓶分別放在冷水、熱水器皿中,觀察玻璃管中水柱高度的變化(注意:移動容器時的規范動作,觀察時眼睛與刻度線的關系)。
實驗2
用煤油代替水做如上實驗,觀察其體積變化;
動畫描述:如實驗1,只是將水換成煤油做如上實驗。
實驗3
觀察銅球受熱、受冷時的體積變化;
動畫描述:動畫主體是一個用細線吊起的一個銅球,動畫背景是一個鐵圈,一個酒精燈和一盆冷水。學生首先選用一個恰好能套過銅球的金屬圈來確定銅球的大小,然后將銅球放在酒精燈上加熱,再將其通過金屬圈,接著放在冷水中降溫,再通過金屬圈來確定銅球受冷受熱時體積的變化。
實驗4
用氣球套住瓶口,觀察瓶子受熱、受冷時氣球的體積變化。
動畫描述:動畫主體是一個瓶口套有氣球的空氣瓶,動畫的背景是兩個分別成有冷水、熱水的器皿。學生將空氣瓶先放在熱水器皿中,觀察氣球的體積變化,然后放在冷水器皿中,觀察氣球的體積變化。
3.匯報、交流觀察的結果,形成解釋
(1)通過實驗1和實驗2,歸納出不僅水有熱脹冷縮的性質,而且所有液體都有熱脹冷縮的性質。
(2)通過實驗3,得出空氣有熱脹冷縮的性質,推測出所有氣體有熱脹冷縮的性質。
(3)通過實驗4,得出銅有熱脹冷縮的性質,推測出固體有熱脹冷縮的性質。
4.自主歸納
(1)提問:液體(水)有熱脹冷縮的性質,氣體(空氣)、固體(銅)也有這種性質,你能把這種性質用一句話說出來嗎?
(2)歸納得出:一般物體都有熱脹冷縮的性質。
5.應用遷移
(1)教師提出思考問題:
思考1 為什么踩癟的乒乓球在熱水中一燙就恢復原狀?
思考2鐵軌之間為什么要留有縫隙?
思考3 兩根電線桿之間的電線,為什么冬天繃得比較緊?
思考4為什么夏季自行車胎不能打太足的氣?
(2)解析參考:
這四個思考題都是從日常生活事例中引入認識物體熱脹冷縮的性質,符合兒童認知的特點,使學生將所學到的知識運用到實際生活中,加深了學習的印象。對于這四個問題的呈現,都用了視頻片段來展示,使問題清楚明晰地呈現在學生眼前。同時,教師也給出參考答案供學生思考,參考1和參考3的參考答案不僅從理論上解釋了原因,而且給出了實際數字,比如氣體在溫度升高1℃的時候,體積就要膨脹1/273,每百米的電線,在溫度每增加1℃的情況下,大約會伸長1.5毫米等,不僅將具體數值呈現在學生眼前,而且增加了學生的擴展性知識和常識性知識。在思考2的參考答案中,列舉了1825年英國鋪設的第一條鐵路鋼軌的歷史史實,警戒學生不遵循自然規律的教訓,使學生增加了學習的趣味性。