物體的熱脹冷縮

教學過程 ：
師：首先，我想問問你們喜歡科學課程嗎？為什么？
生：喜歡！因為在科學課上，我們可以自己動手做很多實驗。
生：我也喜歡！因為科學課上盡是些我們感興趣的問題。
生：因為科學課能使我們明白很多生活中的一些問題是怎么回事。
生：因為在科學課上我們可以開動腦筋搞一些小研究。
師：同學們說的對。科學就在我們身邊，今天老師要和同學們合作探究一個科學問題，請同學們看兩個日常生活中常見的現象。
（看錄像： 1.在煤氣灶上燒一滿壺水，水還沒有燒開，壺中的水就直往外溢。2.水泥馬路是由許多水泥塊拼成的，水泥塊間留有縫隙。）
師：同學們見過這兩個現象嗎？
生：見過！
師：你知道為什么嗎？
生：馬路間的縫隙是為了方便雨天向地下滲水的；壺中的水往外溢，是因為水一加熱快燒開時，壺里的熱氣就會越來越多，就把水擠出來了。
生：我不同意他的意見，馬路間的縫隙并不大，用它來排水不大現實。我想馬路間留有縫隙是為了防止天氣太熱，車子太多時，由于馬路太熱而容易走形的問題。
生：我覺得是熱脹冷縮的問題。
（還有一部分同學不會回答）
師：是不是像你們猜想的那樣呢？我們得像科學家那樣去尋找證據，通常我們用什么方法來收集證據呢？
生：擺事實，舉例子。
生：做實驗！
師：那好，這節課，我們就利用現有的條件來做一個實驗。
（展示各組均有的實驗裝置──固體金屬球、金屬環、支架、攝子）
師：和老師一起試一試金屬球能不能通過金屬環？
（師生共同操作：有的用攝子挾住金屬球從金屬環的上方開始向下通過金屬環；有的用攝子挾住金屬球，然后用金屬環去套金屬球；……）
生：老師我們組用金屬環去套金屬球，過去了。
生：我們把金屬球吊在支架上，然后用金屬環去套金屬球，從上到下來回都能通過。
生：我們先把金屬環固定在支架上，用攝子夾住金屬球從金屬環的上方開始向下通過金屬環，也可以從下向上通過金屬環。
師：大家開動腦筋想一想，有什么辦法使金屬球不能通過金屬環？看哪組想的辦法多，想的辦法妙？
（小組討論）
分組匯報：
生：將金屬球上粘一層東西，它的個兒大了就不能通過金屬環了。
生：我們可以用熱水燙，或者用火燒金屬球，這樣它可能就不能通過金屬環了。
生：我們組也同意用加熱的方法。
師：那好，今天，老師先給同學們介紹一種為物體加熱的器具──酒精燈。觀察它有幾部分組成？
生：有玻璃瓶子，有燈芯，有酒精。
（師演示課件酒精燈的構成，火焰的分層）
師：因為外焰的溫度最高，我們通常使用外焰給物體加熱。因為酒精燈里裝有易燃的酒精，所以我們必須掌握正確的使用方法，老師示范一次，同學們認真觀察，一會兒比一比哪組操作方法最規范。實驗前老師提兩點要求：一是安全問題，金屬球燒了一會兒后就會很熱，小心別用手觸摸；二是合作問題，組長分好工，使實驗有序進行并做好記錄。
（生實驗，師巡視……）
有的學生用攝子夾住金屬球，在酒精燈的上方只給金屬球的底部加熱。（較慢）
有的學生用攝子夾住金屬球，在酒精燈的外焰處不停地轉動金屬球，使它均勻受熱。（快）
有的學生用熱開水。他們把金屬球很快地放入燒杯中。（慢，教師要注意開水保溫。）
師：哪組實驗成功了？
生：我們組！
生：我們組！
師：如果再想讓金屬球穿過金屬環怎么辦？
（小組討論并實驗）
匯報：
生：我們組想讓金屬球降溫，把它放在涼水里，然后再從金屬環中通過，結果成功了！
生：我們組沒有讓金屬球降溫 ，而是又把金屬環加熱，結果也成功了！
師：金屬球能通過和不能通過金屬環，分別是為什么？你覺得是什么在發生變化？
生：我們組讓鐵環受熱以后，金屬球就能通過鐵環，這說明鐵環受熱膨脹了。
生：是因為金屬球受熱了，個兒就大了，遇到冷，個兒又縮回去了。
師：你們說的“個兒”，我們叫它“體積”（板書）。那么這個體積是怎么變化的？我們一同來看一看（課件展示金屬球受熱膨脹遇冷收縮的情景）
……
師：金屬球受熱體積膨脹了，遇冷體積收縮，那么其它物體如我手中的液體是不是跟金屬球一樣也有這樣的現象呢？
生：可能有。
生：應該有吧。
生：也有可能不一樣。
師：同學們觀察老師準備的材料。（教師為各組準備了或同或異的液體，分別裝在小椎形瓶里，用膠塞堵住并插入細玻璃管）能不能想辦法設計實驗來驗證你的假設？（小組內合作，充分討論方案。）
師：說說你們是怎么設計的，為什么要這樣設計？
生：我們想把瓶子放在盛有熱水的燒杯里，看看玻璃管的液柱會不會上升，然后再把它放入冷水中看看液柱會不會下降。
生：我們想繼續使用酒精燈為燒瓶加熱，看看液柱會不會升高，再把它放在冷水里降溫，看看液柱會不會下降。如果它受熱上升，遇冷下降，就說明液體也和金屬球一樣熱脹冷縮。
師：你怎么樣才能知道玻璃管內的液柱是上升還是下升了呢？
生：（學生沉默）我們在原來的液柱上系上細線或是畫上一道作為標記。
師：太好了，你們試一試。
（生動手操作后匯報實驗現象）
師：說一說造成這種現象的原因是什么？
生：因為瓶內液體受熱后，水變多了瓶里的空間盛不下了，于是順著玻璃管升上來了，當溫度一低，瓶里的水少了，玻璃管內的液柱就下降了。
生：不對！水并沒有增加或減少，是水受熱膨脹，遇冷收縮了。
師：是什么在變？怎么變的？
生：（沉默不語）
（課件展示：液體受熱遇冷后體積的變化。）
師： 由以上眾多實驗，整理“實驗記錄──我們的發現”，看看你從中發現了什么？有什么規律？把你們的發現填寫在“我們的發現”欄目中。
（投影學生的記錄，進行交流研討。）
生：我們發現固體金屬球，液體醬油、醋、食油、酒精等都受熱膨脹，遇冷收縮。
生：我們組發現固體液體都有熱脹冷縮的現象。
生：老師，我們組還發現剛把盛醋的燒瓶放在熱水中時，它并不上升，好象還要下降，一會兒，液柱馬上就升起來了。
生：老師，我們組還發現，在這些液體中，有的上升得快，有的上升得慢。
生：老師，我們還發現，水溫可以影響液柱上升、下降的速度。
……
師：同學們都發現了液體和固體都有受熱體積膨脹，遇冷體積收縮的現象，此外，還有許多同學發現了很多其他現象，有興趣的同學還可以繼續研究其中的奧秘。現在請同學們再來解釋開始上課時，老師給同學們看的那兩個例子到底是怎么回事？
生：這回我知道了，是物體有受熱膨脹，遇冷收縮的性質，因此，馬路間的縫隙防止了馬路受熱膨脹變形；水燒開外溢是因為水受熱體積膨脹引起的。
師：你還見過日常生活中哪些物體熱脹冷縮的現象？
生：冬天涼玻璃杯倒入熱水后，杯子會炸開。
生：人的血管也會受熱膨脹，遇冷收縮。
生：老師，并不是所有的物體都受熱膨脹遇冷收縮，零至四攝氏度的水則不然，這是我從書中看到的。
師：這位同學向我們提出的這一特例很好，以上我們研究的是在一般情況下液體和固體的特點（板書），下面老師讓同學們看一些不常見的的現象，同學們想想其中的原因。
錄像：
（1）工人師傅套輪箍。
（2）大橋的一端架在滾子上，另一端固定。
（3）鐵軌間留有空隙。
（4）野外的電線為什么夏天松馳，到了冬天就拉直了。
（生結合所學一一回答）
師：（展示實驗裝置：—根銅線受熱后點亮小電珠的電路裝置。其中把連接小電珠的一段導線用銅線代替，并把小電珠固定微離銅線，待銅線受熱膨脹接通小電珠，使其發光。）
同學們認真觀察，裝置里有什么？利用今天學的知識想一想，如何使小燈泡亮起來。
（生實驗后匯報原理）
生：是因為銅線受熱后體積變大，銅線變長后與小燈炮的燈口接觸了，連成了一個電路，于是小燈炮被點亮了。
師：回去后利用已有的知識進行小創新，小發明制作。還可以留心觀察一些與物體熱脹冷縮有關的現象，多問幾個為什么？繼續研究。

（一）課堂實錄
教學過程 ：
師：首先，我想問問你們喜歡科學課程嗎？為什么？
生：喜歡！因為在科學課上，我們可以自己動手做很多實驗。
生：我也喜歡！因為科學課上盡是些我們感興趣的問題。
生：因為科學課能使我們明白很多生活中的一些問題是怎么回事。
生：因為在科學課上我們可以開動腦筋搞一些小研究。
師：同學們說的對。科學就在我們身邊，今天老師要和同學們合作探究一個科學問題，請同學們看兩個日常生活中常見的現象。
（看錄像： 1.在煤氣灶上燒一滿壺水，水還沒有燒開，壺中的水就直往外溢。2.水泥馬路是由許多水泥塊拼成的，水泥塊間留有縫隙。）
師：同學們見過這兩個現象嗎？
生：見過！
師：你知道為什么嗎？
生：馬路間的縫隙是為了方便雨天向地下滲水的；壺中的水往外溢，是因為水一加熱快燒開時，壺里的熱氣就會越來越多，就把水擠出來了。
生：我不同意他的意見，馬路間的縫隙并不大，用它來排水不大現實。我想馬路間留有縫隙是為了防止天氣太熱，車子太多時，由于馬路太熱而容易走形的問題。
生：我覺得是熱脹冷縮的問題。
（還有一部分同學不會回答）
師：是不是像你們猜想的那樣呢？我們得像科學家那樣去尋找證據，通常我們用什么方法來收集證據呢？
生：擺事實，舉例子。
生：做實驗！
師：那好，這節課，我們就利用現有的條件來做一個實驗。
（展示各組均有的實驗裝置──固體金屬球、金屬環、支架、攝子）
師：和老師一起試一試金屬球能不能通過金屬環？
（師生共同操作：有的用攝子挾住金屬球從金屬環的上方開始向下通過金屬環；有的用攝子挾住金屬球，然后用金屬環去套金屬球；……）
生：老師我們組用金屬環去套金屬球，過去了。
生：我們把金屬球吊在支架上，然后用金屬環去套金屬球，從上到下來回都能通過。
生：我們先把金屬環固定在支架上，用攝子夾住金屬球從金屬環的上方開始向下通過金屬環，也可以從下向上通過金屬環。
師：大家開動腦筋想一想，有什么辦法使金屬球不能通過金屬環？看哪組想的辦法多，想的辦法妙？
（小組討論）
分組匯報：
生：將金屬球上粘一層東西，它的個兒大了就不能通過金屬環了。
生：我們可以用熱水燙，或者用火燒金屬球，這樣它可能就不能通過金屬環了。
生：我們組也同意用加熱的方法。
師：那好，今天，老師先給同學們介紹一種為物體加熱的器具──酒精燈。觀察它有幾部分組成？
生：有玻璃瓶子，有燈芯，有酒精。
（師演示課件酒精燈的構成，火焰的分層）
師：因為外焰的溫度最高，我們通常使用外焰給物體加熱。因為酒精燈里裝有易燃的酒精，所以我們必須掌握正確的使用方法，老師示范一次，同學們認真觀察，一會兒比一比哪組操作方法最規范。實驗前老師提兩點要求：一是安全問題，金屬球燒了一會兒后就會很熱，小心別用手觸摸；二是合作問題，組長分好工，使實驗有序進行并做好記錄。
（生實驗，師巡視……）
有的學生用攝子夾住金屬球，在酒精燈的上方只給金屬球的底部加熱。（較慢）
有的學生用攝子夾住金屬球，在酒精燈的外焰處不停地轉動金屬球，使它均勻受熱。（快）
有的學生用熱開水。他們把金屬球很快地放入燒杯中。（慢，教師要注意開水保溫。）
師：哪組實驗成功了？
生：我們組！
生：我們組！
師：如果再想讓金屬球穿過金屬環怎么辦？
（小組討論并實驗）
匯報：
生：我們組想讓金屬球降溫，把它放在涼水里，然后再從金屬環中通過，結果成功了！
生：我們組沒有讓金屬球降溫 ，而是又把金屬環加熱，結果也成功了！
師：金屬球能通過和不能通過金屬環，分別是為什么？你覺得是什么在發生變化？
生：我們組讓鐵環受熱以后，金屬球就能通過鐵環，這說明鐵環受熱膨脹了。
生：是因為金屬球受熱了，個兒就大了，遇到冷，個兒又縮回去了。
師：你們說的“個兒”，我們叫它“體積”（板書）。那么這個體積是怎么變化的？我們一同來看一看（課件展示金屬球受熱膨脹遇冷收縮的情景）
……
師：金屬球受熱體積膨脹了，遇冷體積收縮，那么其它物體如我手中的液體是不是跟金屬球一樣也有這樣的現象呢？
生：可能有。
生：應該有吧。
生：也有可能不一樣。
師：同學們觀察老師準備的材料。（教師為各組準備了或同或異的液體，分別裝在小椎形瓶里，用膠塞堵住并插入細玻璃管）能不能想辦法設計實驗來驗證你的假設？（小組內合作，充分討論方案。）
師：說說你們是怎么設計的，為什么要這樣設計？
生：我們想把瓶子放在盛有熱水的燒杯里，看看玻璃管的液柱會不會上升，然后再把它放入冷水中看看液柱會不會下降。
生：我們想繼續使用酒精燈為燒瓶加熱，看看液柱會不會升高，再把它放在冷水里降溫，看看液柱會不會下降。如果它受熱上升，遇冷下降，就說明液體也和金屬球一樣熱脹冷縮。
師：你怎么樣才能知道玻璃管內的液柱是上升還是下升了呢？
生：（學生沉默）我們在原來的液柱上系上細線或是畫上一道作為標記。
師：太好了，你們試一試。
（生動手操作后匯報實驗現象）
師：說一說造成這種現象的原因是什么？
生：因為瓶內液體受熱后，水變多了瓶里的空間盛不下了，于是順著玻璃管升上來了，當溫度一低，瓶里的水少了，玻璃管內的液柱就下降了。
生：不對！水并沒有增加或減少，是水受熱膨脹，遇冷收縮了。
師：是什么在變？怎么變的？
生：（沉默不語）
（課件展示：液體受熱遇冷后體積的變化。）
師： 由以上眾多實驗，整理“實驗記錄──我們的發現”，看看你從中發現了什么？有什么規律？把你們的發現填寫在“我們的發現”欄目中。
（投影學生的記錄，進行交流研討。）
生：我們發現固體金屬球，液體醬油、醋、食油、酒精等都受熱膨脹，遇冷收縮。
生：我們組發現固體液體都有熱脹冷縮的現象。
生：老師，我們組還發現剛把盛醋的燒瓶放在熱水中時，它并不上升，好象還要下降，一會兒，液柱馬上就升起來了。
生：老師，我們組還發現，在這些液體中，有的上升得快，有的上升得慢。
生：老師，我們還發現，水溫可以影響液柱上升、下降的速度。
……
師：同學們都發現了液體和固體都有受熱體積膨脹，遇冷體積收縮的現象，此外，還有許多同學發現了很多其他現象，有興趣的同學還可以繼續研究其中的奧秘。現在請同學們再來解釋開始上課時，老師給同學們看的那兩個例子到底是怎么回事？
生：這回我知道了，是物體有受熱膨脹，遇冷收縮的性質，因此，馬路間的縫隙防止了馬路受熱膨脹變形；水燒開外溢是因為水受熱體積膨脹引起的。
師：你還見過日常生活中哪些物體熱脹冷縮的現象？
生：冬天涼玻璃杯倒入熱水后，杯子會炸開。
生：人的血管也會受熱膨脹，遇冷收縮。
生：老師，并不是所有的物體都受熱膨脹遇冷收縮，零至四攝氏度的水則不然，這是我從書中看到的。
師：這位同學向我們提出的這一特例很好，以上我們研究的是在一般情況下液體和固體的特點（板書），下面老師讓同學們看一些不常見的的現象，同學們想想其中的原因。
錄像：
（1）工人師傅套輪箍。
（2）大橋的一端架在滾子上，另一端固定。
（3）鐵軌間留有空隙。
（4）野外的電線為什么夏天松馳，到了冬天就拉直了。
（生結合所學一一回答）
師：（展示實驗裝置：—根銅線受熱后點亮小電珠的電路裝置。其中把連接小電珠的一段導線用銅線代替，并把小電珠固定微離銅線，待銅線受熱膨脹接通小電珠，使其發光。）
同學們認真觀察，裝置里有什么？利用今天學的知識想一想，如何使小燈泡亮起來。
（生實驗后匯報原理）
生：是因為銅線受熱后體積變大，銅線變長后與小燈炮的燈口接觸了，連成了一個電路，于是小燈炮被點亮了。
師：回去后利用已有的知識進行小創新，小發明制作。還可以留心觀察一些與物體熱脹冷縮有關的現象，多問幾個為什么？繼續研究。