1、熱一、單元概述 人們對熱現象本質的認識經歷了一個曲折的過程。在19世紀以前，人們認為物體的溫度變化是由一種沒有質量、無色、無味，可以流人或流出物體的特殊物質一“熱質”引起的，物體中的“熱質”越多，溫度就越高，反之，溫度就越低。但是，人們在用這種理論來解釋一些熱現象，特別是摩擦生熱現象時，卻遇到了困難。例如，不論在哪種情況下(包括在0 0C以下的環境中)將兩塊冰相互摩擦，最后兩塊冰都會完全熔化，對于這一現象，“熱質說”就無法解釋，因為它不能回答摩擦使冰融化的過程中熱從何而來的問題到19世紀中葉，人們通過大量實驗證明:“熱質”是不存在的;熱是與能緊密聯系的。其他形式的能可以轉變為熱量，熱能也能轉變

2、為其他形式的能。現在我們認為，熱的本質是大量粒子(分子、原子等)的無規則運動，這種運動越劇烈，由這些粒子所組成的物體或系統就越熱。 熱是一種能量形式。然而，在小學階段，讓小學生探究“熱”，更主要的還是觀察和思考一些與物體冷熱程度有關的現象一熱現象。例如氣體、固體和液體三態的轉化及與溫度的關系、物體的熱脹冷縮、摩擦生熱及熱傳遞等。 關于熱現象，學生們已經有了不少的經驗，尤其是在三年級下冊“溫度和水的變化”單元，學生們觀察探究了溫度和水的形態變化的關系，他們已經觀察到了物質由于溫度的變化而產生的顯著變化一物體狀態的變化。物質的變化，是從漸變到突變的。在這一個單元，我們將繼續觀察探究物質在熱量變化過

3、程中產生的不易察覺的變化，主要是熱脹冷縮現象，以及熱量轉移(傳遞)的過程。 “熱”單元共設計安排了8個活動。 第1課，從關注身邊的熱源開始，了解人類獲得熱能的一般途徑，了解一些影響熱的產生的因素。其中通過“衣服能給身體增加熱量嗎”的研究，讓學生對熱源和熱傳遞有一個初步的感知。 第2課，學生開始關注熱量的變化對物體的影響了。冷水在逐漸變熱的過程中，會發生什么變化?哪些方面產生了變化?通過“水受熱上浮原因”的研究，引出“熱脹冷縮”現象的觀察研究活動。 第3課、第4課和第5課，連續觀察一些生活中的熱脹冷縮現象。從液體的熱脹冷縮到氣體、固體的熱脹冷縮，學生會體驗并感受到身邊的很多物體都有熱脹冷縮的現象

4、，以及各種熱脹冷縮現象的實際應用。 第6課和第7課，開始關注引起物體溫度變化的熱傳遞現象。觀察中學生會發現，熱可以從一個物體傳遞到另一個物體，并發現這種傳遞是有方向的。在傳熱比賽中，學生還會發現不同物體的導熱性能是不同的。 第8課，設計保溫杯的活動，一方面是對本單元知識的一個綜合運用，另一方面也希望學生意識到科學學習的日的是為了改善生活，服務于生活。比如，選擇合適材料控制熱傳遞的速度，使得保溫杯符合我們生活需要。 本單元的8個課題活動之間是有著很強的聯系的。每課的探究內容或是對前一課提出的問題的解答，或是對前一活動內容的繼續深人。這就要求教師在課堂中有效引導，促使學生們在每個探究活動即將結束時

5、，能為下一個的探究提出新的問題，或請理出進一步探究的方向。二、單元教學目標科學概念.熱是一種能量的形式，熱能夠從物體溫度較高的一端向溫度較低的一端傳遞，從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞，直到兩者溫度相同。熱可以通過多種方式進行傳遞，不同物質傳遞熱的本領是不同的。物體由冷變熱或由熱變冷的過程中會發生體積的變化，這可以通過我們的感官感覺到或通過一定的裝置和實驗被觀察到。.大多的固體、液體和氣體都具有受熱時體積膨脹，遇冷時體積縮小的性質。過程與方法.在觀察過程中，發現和提出新的問題，并通過觀察、實驗，搜尋證據以解決問題。.改進實驗方法，以獲得更多、更明顯的觀察現象。.根據已有知識，運用推理對現象做出

6、解釋。.嘗試自主設計實驗，對提出的問題進行自主探究。.對觀察結果選擇合適的方法(文字或圖示)進行描述和交流。.嘗試用模型解釋微觀現象。.學習正確使用酒精燈、溫度計等儀器開展觀察實驗活動。 情感態度價值觀 .發展探究熱現象的興趣。 .相信自己的感受，但更愿接受客觀事實。 .意識到事物的運動變化是有規律可循的，這種運動變化的規律是可以通過一定的方法被人們所認識的。 .初步意識到事物遵循普遍規律，但也有特殊性。三、分課時教學建議第1課熱起來了(一)背景和目標 我們生活在季節交替、氣候變幻的自然界中，冷熱現象是人們最早觀察和認識的自然現象之一。小學生對冷熱現象的關注和探索也是經常和普遍的。比如根據天氣

7、的冷熱增減衣服;把壓癟了的乒乓球，浸人開水里燙一下，讓乒乓球重新鼓起來;喝太燙的開水時會加人一些涼水，等等。這個單元的起始課就從“怎樣給身體增加熱量”的話題開始，讓學生討論，我們的身體從周圍獲得熱量的途徑和方法。 怎么讓自己感覺熱起來，學生有很多的體驗:運動、曬太陽、用電暖器取暖也包括加穿衣服。對于小學生來說，增減衣服是習以為常的方法。但如果反問一句:“衣服能給身體增加熱量嗎?”學生們或許會不置可否。這是一個學生不曾思考過的問題，但也是可以去探究的問題。這個單元的第一課就讓學生重點展開對“衣服是否能給身體增加熱量”的自主探究活動，并由此引發學生探究熱及熱現象的興趣。科學概念有多種方法可以產生熱

8、。加穿衣服會使人體感覺到熱，但并不是衣服給人體增加了熱量。過程與方法自主設計實驗探究衣服是否能為身體增加熱量。觀察、記錄、分析實驗現象并由此形成合乎邏輯的實驗結論。情感態度價值觀對熱現象產生探究的興趣。尊重客觀事實。(二)教學準備為每組準備:毛線衣物、棉織衣物;一瓶可加蓋密封的熱水;溫度計。為全班準備:各類熱源圖片或演示課件1套。(三)教科書說明 內容共兩頁，分為兩個部分。 第一部分:怎樣給身體增加熱量 教科書從我們的生活經驗引人。當我們覺得手冷時，兩只手用力互相搓一搓，就會感覺熱起來，什么原因呢?這是因為兩只手互相摩擦產生了熱，也就是把機械能轉化為熱能了。還有什么辦法可以使我們的身體熱起來呢

9、?答案是多樣的，如運動、吃食物、取暖器取暖、曬太陽、烤火、加穿衣服提取了學生的這些已有經驗后，教科書通過“這些方法是怎么使我們的身體熱起來的?”這一問題促使學生深人地進行思考。可能學生會這樣回答:吃人的食物能給我們提供能量;陽光、火、暖氣為我們帶來了熱量。運動后感覺熱起來的原因學生可能說不清，教師可作簡單的說明。 加穿衣服讓我們感覺熱起來的原因是什么呢?這一問題看似簡單，但學生們未必思考過。當提出這樣的問題后，可能有少數的學生會認為衣服可以給我們增加熱量，即衣服能生熱，但有一些聰明的學生會認為衣服本身是不會產生熱量的，它所能起到的是保溫的作用，即可以阻止身體的熱量散發出去，又阻擋外面的冷空氣進

10、人。到底衣服能不能生熱呢?怎樣來證明自己的觀點呢?活動便自然而然地引人到第二部分。 第二部分:衣服能給身體增加熱量嗎 當學生對于“加穿衣服讓我們熱起來的原因是什么”這一問題提出自己不同的看法后，怎樣才能證明自己的觀點是正確的呢?這一部分教科書是通過兩個層面的活動來指導學生對“衣服能給我們增加熱量嗎”這樣的問題進行驗證。第一項活動是讓學生通過已有生活經驗進行思維論證一假設衣服能給我們增加熱量是正確的，推測出與事實不相符合的結論，從而推翻假設。假設衣服能給我們增加熱量，那衣櫥里掛滿了衣服，衣櫥的溫度會不斷上升，上升到一定的溫度后，衣櫥里的衣服就會燃燒起來了。事實上是這樣嗎?衣櫥里掛滿了衣服，但沒有

11、自燃的現象，這與假設的結果是不一致的，也就是說假設是不成立的。教科書中的思考“晚上，我們鉆進被窩，感覺被子是涼的還是熱的?早上醒來，被窩里又是什么感覺?晚上再去睡覺的時候，被窩還熱嗎?這說明了什么?”日的就是啟發學生根據已有的經驗進行思維論證。 有了前面的思考，教科書通過提出問題“衣服到底能不能給身體帶來熱?我們能設計一個實驗來進行觀測嗎?”進人到第二項活動一引導學生設計實驗來進行驗證。怎樣設計實驗呢?討論討論吧。教師要給予學生充足的時間讓他們自主地商討并開展實驗。教科書中的照片表現的是用溫度計測量折疊的毛衣的溫度，測量書本在空氣中的溫度和包在衣服內一段時間后的溫度。這是最直接的實驗觀察方法。

12、在這幅圖的啟發下，學生可能還會這樣設計實驗方案:先用溫度計測量一瓶溫水，記錄水溫，再讓瓶子穿上毛衣，過幾分鐘后再測量瓶內的水溫，若水溫上升了，則說明衣服能生熱，反之則不會生熱。實驗結果恰恰相反，瓶內的水溫下降了，說明什么?這說明衣服是不會給我們增加熱量的。 通過思維論證，又通過實驗驗證，學生深切體會到衣服是不能給身體增加熱量的。解決了這一問題，新的問題又相繼產生了:衣服不能給身體增加熱量，我們的身體怎么會感覺熱起來呢?被子離開我們身體是不會變熱的，那為什么蓋上被子，我們的身體會覺得熱起來呢?我們感覺到的熱是來自哪里呢?他們在弄明白一個問題的同時，產生了許多新的問題，這些新的問題能促進他們主動地

13、思考，主動地探究，這正是我們科學課所追求的日標。 這一課的教學活動內容不多，難度也不大，卻讓學生經歷了“問題一解釋一思維論證一實驗驗證一產生新的問題”這樣一個探究過程，這對學生學會如何從正反兩方面對問題和現象進行探究、驗證具有重要指導意義。 (四)教學建議 1.過程安排建議。 (1)引人 .我們的手很冷，怎樣用簡單的方法讓我們的手變暖和?并說說其中的道理。 .冬天我們覺得很冷時，你有什么辦法使我們的身體熱起來呢? (2)討論使我們身體熱起來的原因 .這些方法是怎么使我們的身體熱起來的? 運動一血液循環加快 空調、取暖機、太陽、溫泉一外界物質給予熱量 蓋被子、穿衣服一? (3)研究衣服能否生熱的

14、問題 .學生提出推測。 加穿衣服使我們熱起來的原因一衣服能生熱 加穿衣服使我們熱起來的原因一衣服不能生熱，衣服的作用是保溫，阻止熱量散發，同時阻擋冷氣進人 .思考:早上起床及晚上躺人被窩時，你的被子是涼還是熱的呢?這說明什么? .衣服到底能不能生熱呢?我們怎么研究這個問題。 .小組討論:設計實驗方案，驗證加穿衣服是否會給身體增加熱量。 .交流研究方法。 .實驗操作:將衣服疊好里面放人一支溫度計，一段時間后看溫度計上的讀數是不是上升了，等等。 (4)交流新發現 .通過實驗，有什么新發現?你現在是怎么認為的? .通過實驗研究我們有什么新發現嗎? .通過實驗研究我們有什么新的想法嗎? .通過實驗研究

15、我們有什么新的問題嗎? 2.幾點說明。 1)本單元是以“熱現象”的觀察、發現、解釋和假說為主線展開的，所以，在課的引人部分，要以現象的發現和體驗為主要途徑。課堂上不妨讓學生動動身體，體驗熱起來的感覺。這樣可以讓學生打開思路，然后開始回憶平時讓身體熱起來的其他方法。讓學生充分地自由地在小組內交流是一個不錯的方式，這樣可以增加學生發言參與的機會，調動學生更多的知識和經驗儲備，這對后續的活動都是很有幫助的。教師也可以利用多媒體，給學生看一些圖片或錄像，讓學生更多地感知身邊的“熱現象”。 2)研究“衣服能否給身體增加熱量”這個問題，對于學生來說是很有趣的事情。首先，我們在天氣變冷的時候，很自然地就想到

16、增加衣服，以便御寒。那么穿衣服是不是像“烤火”一樣，使身體得到了更多的熱量呢?當學生有不同意見時，教師可順勢提出 各種疑問，對學生思維的矛盾進行推波助瀾。 衣服是否能給我們人體帶來熱量?我們可以用什么方法來檢驗?建議讓學生先提出實驗方案，并進行猜測一可能會發生怎樣的結果，不同的結果又能說明什么。這里實 驗方法的設計、實驗前的假設是開展好活動的重要前提。 3)用我們得到的實驗結果來進行解釋，這個活動也是很有意義的。既然實驗結果證明了衣服本身是不能提供熱量的，那么為什么我們多穿衣服還是感覺更熱了呢?這個問 題，讓學生自己先去思考，留著到后面的課堂學習時再解決。第2課給冷水加熱(一)背景和目標 上一

17、節課學生們探討了如何給身體增加熱量的問題。這節課要讓學生在課堂上經歷一次給冷水加熱的觀察活動。這項活動中，關注水在加熱過程中的變化是重點，因為這之前，學生們只關注到冷水的溫度會升高，而其他的變化被習慣性地忽略了。 這項觀察活動設計得有趣并且容易操作，能自然地引向熱膨脹現象的觀察。 首先讓學生在密封的小塑料袋中裝一些冷水，浸沒在熱水里，靜靜地觀察冷水袋有什么變化。學生會觀察到什么現象呢?密封水袋會慢慢地從熱水底部浮到水面。這個現象將引起學生極大的興趣，這是怎么回事呢?是什么原因讓冷水袋浮到水面上呢? 教師可以引導學生從物體沉浮的角度去思考，然后在此基礎上設計進一步的探究活動。一般學生會認為這袋水

18、在受熱過程中變輕了，所以會浮起來，教師可以直接用天平指導學生進行測量。學生還會考慮到體積的變化上來，教科書設計了一個實驗，引導他們從覆蓋在灌滿水的試管的氣球皮的變化來觀察。 如果學生一開始就提出水在變熱的過程中體積發生了變化，教師也應和學生一起分析水的重量是否發生了變化，因為物體在水中的沉浮受物體的重量和體積兩個因素的共同影響。科學概念.水受熱以后體積會增大，而重量不變。過程與方法.從影響物體在水中沉浮的因素去分析水受熱后產生的變化。.設計實驗，觀察水受熱以后重量和體積是否發生了變化。情感態度價值觀.樂于發現新的問題，愿意積極探索。(二)教學準備 為每組準備:可封口的小塑料袋，水槽;熱水，冷水

19、;天平，試管;氣球皮，剪刀橡皮筋。(三)教科書說明內容有兩頁，分兩個部分。讓學生充分表達自己的想法，這樣可以看看學生的原有知識水平。學生會有很多方法，在他們已有的經驗中可以很方便地解決這個問題。而教科書設計的方法:把冷水裝在密封塑料袋里浸人熱水中加熱，也是一個簡單易操作的方法，同時又是一個可以引出進一步探究活動的方法。它是引發本單元后續一系列活動的“導火索”。 所以，在實際的加熱活動中，不僅要觀察冷水是否變熱了，更要關注冷水除了溫度升高了，還有其他變化嗎?很顯然，過一段時間，水袋會慢慢浮到水面上來。同時，教科書還進一步讓學生再觀察:“把這一小袋加熱了的水放在冷水里，它是沉的還是浮的?”這是引發

20、探究問題的重要現象。如何引導學生提出問題一做出解釋(或推測)一設計實驗研究是接下來的關鍵。教科書在這部分通過提示框:1.水在變熱的過程中，如果重量發生了變化，它的沉浮也可能發生變化;2.水在變熱的過程中，如果體積大小發生了變化，它的沉浮也可能發生變化。啟發學生從影響物體沉浮的主要因素:重量和體積大小方面去思考促使水袋上浮的可能原因。這部分，教師可充分讓學生發表自己的觀點，一方面可以了解學生面對問題會怎樣進行思考;另一方面可讓學生對他們自己提出的解釋(或推測)有一個辨析的過程。最后把問題聚焦到在水的重量不變的情況下，體積的變化引起了水袋的沉浮，而水的體積變化是由于水的溫度變化決定的。 第二部分:

21、研究水受熱上浮的原因 通過上部分的交流和討論，明確了需要探究的問題，接下來是怎樣實施探究。教科書通過圖示呈現了學生可以采用的實驗觀察方法。當然也可以讓學生設計出他們自己的研究方法。 在用教科書設計的方法觀察體積是否發生變化時，一定要在試管裝滿水。比較好的方法是把整支試管完全浸沒在水中，然后在水中用氣球皮把試管口蒙住扎緊。如果試管里沒有裝滿水，殘留有空氣，那么當給試管里的水加熱時，里面的空氣也受熱了。蒙在試管口上的氣球皮面向上凸起，是水受熱體積增大引起的，還是空氣受熱體積增大引起的，我們就無法做出判斷了。 有些老師可能會說，試管里留些空氣，這樣實驗效果明顯。如果要故意借助空氣的受熱膨脹而使氣球皮

22、明顯向上凸起，來說明水在變熱過程中體積確實增大了，這是“偽科學”，千萬做不得!其實，這部分的活動，學生們不能明顯地觀察到試管里的水受熱后體積到底有沒有增大，它所產生的教學意義和價值反而更大:一是讓學生意識到事物的有些變化是十分微小的，需要仔細的觀察才能觀察到;二是可以引發進一步的探究活動一“水受熱后體積到底會不會增大?我們怎樣能比較明顯地觀察到體積的變化?”這也正是下一節課要重點開展的活動。所以，這一項活動與第3課的“水的體積變化的觀察”活動是有聯系的，是形成良好結構的兩項活動。 (四)教學建議 1.過程安排建議。 (1)引人 .提出問題:要使一杯冷水變成熱水，有哪些方法? .師生交流。 (2

23、)給塑料袋里的冷水加熱 .在密封的小塑料袋里裝滿冷水，然后浸人熱水盆里。 .仔細觀察冷水袋的變化。 .根據看到的現象嘗試做出解釋。 .小組討論，誰的解釋更有說服力。 .全班交流。 .物體在水中的沉浮和哪些因素有關? .冷水由沉變浮能不能用物體沉浮的幾個因素來進行解釋? .再次對冷水袋上浮的原因做出自己的推測。 (3)研究熱水上浮的原因 .我們怎么去證明我們的推測(或假設)? .設計方案。 .研究水在變熱過程中重量是否發生變化。 .研究水在變熱過程中體積是否發生變化。 (4)分析整理 水在變熱過程中哪些方面發生了變化。我們觀察到了什么現象?有什么疑問? 2.幾點說明。 (1)讓冷水變成熱水，是學

24、生們在生活中經常遇到，并已經試著去解決過的問題。所以，這個問題的提出，學生們會有很多想法，甚至是一些奇思妙想。而我們的關注重點不在這里，我們希望學生通過給水加熱，觀察水在變熱過程中會發生什么變化。所以，怎樣給水加熱只是一個引人活動，不宜花太多的時間。 (2)給密封在小塑料袋中的冷水加熱，是一個會引起學生驚奇的實驗。因為大多的學生都不曾觀察到這樣的現象。學生的“意外發現”，會成為探究的熱點。這個短時間的觀察活動很重要，建議教師一定要準備充足的材料，盡可能地讓學生近距離去經歷這個觀察過程，并讓學生有充足的時間討論。教科書的提示框可以引導學生找到解釋現象的關鍵。 (3)這節課有好幾項活動，如何合理安

25、排活動，是我們設計者要精心考慮的，不能讓太多活動分割課堂的時間，我們要保證活動的整體性，也不能把活動都拋給學生，使學生活動的效率得不到保證。第3課液體的熱脹冷縮(一)背景和目標 前一節課學生已經發現，冷水在加熱過程中體積增大了，本課我們將和學生一起進一步研究“水在受熱或受冷后的體積變化”問題。這一活動，不僅僅是為了使學生獲得水具有熱脹冷縮性質這樣的認識，而且要他們通過觀察水的熱脹冷縮現象，體驗到不斷改進實驗和觀察方法的重要性。 水有熱脹冷縮的性質，那么其他的液體也有這種性質嗎?教師要提醒學生不要急于做出回答。如果要回答這個問題，需要開展相應的觀察實驗予以證實。當學生對其他液體進行研究之后，是否

26、就可以肯定所有液體都有熱脹冷縮的性質了呢?教師還要提醒學生，我們還不能得出這個結論，因為我們只研究了幾種液體，只能說明我們研究的這部分液體有這樣的性質。教科書設計的“其他液體是否有熱脹冷縮現象”的活動，把學生們的探究活動向著更廣闊的方向拓展，也是對嚴謹科學態度的培養。科學概念.水受熱時體積膨脹，受冷時體積縮小，我們把水的體積的這種變化叫做熱脹冷縮。.許多液體受熱以后體積會變大，受冷以后體積會縮小。過程與方法.改進實驗以達到更好的實驗效果。.制作一個簡易的觀察水的體積變化的裝置。.用科學知識解釋生活中的現象(比如瓶裝水為什么不裝滿)。情感態度價值觀.意識到學習科學知識，要運用到日常的生產和生活。

27、(二)教學準備為每組準備:平底燒瓶，玻璃管，橡皮塞;冷水，熱水，溫度計。為全班準備:多種瓶裝和盒裝液體。(三)教科書說明 內容有3頁，分兩個部分。 第一部分:水的體積變化的觀察 活動延續了前一節課的話題，研究直接指向水受熱或受冷后的體積變化。學生在前一節課中觀察到:水在受熱后，試管口的氣球皮似乎鼓起來了。那么如果水更熱了以后會怎么樣呢?教科書中兩個孩子的對話，表明了他們觀察到的現象和觀察中遇到的困難一“這兩杯水，哪一杯更熱?”“唉，看不出來了，氣球皮鼓得差不多”。這個時候學生發現由于實驗現象不明顯，通過觀察氣球皮鼓起的狀態，不能很準確地判斷兩杯水的冷熱情況，于是學生開始有了尋找其他實驗方法或改

28、進當前實驗方法的需求。在組織這部分活動的時候，教師要緊緊抓住學生已經有的認識和困惑，引導學生深人思考一“放在杯中的水變熱后的體積變化最明顯的現象是什么?”學生們會猜測:水面會上升。要能清楚地觀察“水”這種特殊的物質受熱后的體積變化，我們該怎么辦? 教科書引人的是一個平底燒瓶和紅水的新裝置，讓學生針對新的實驗裝置進行討論。學生可能會提出:玻璃管內的水不能漏出來、貼標簽、畫記號、用放大鏡，等等。教師可順勢引導并采納一些可行的建議。在明確了各項實驗改進措施之后，教師再請學生猜測:水受熱之后可能觀察到什么現象?實驗時建議教師可給學生們相對長一點的時間，同時要求他們按一定的時間間隔記錄細管中水面的高度變

29、化。在之后的觀察實驗中，學生們會發現:開始水面慢慢上升，然后快速上升，再慢慢上升，后來停止上升，最后慢慢下降。這是一個非常有意義的發現。教學的重點可以放在對所發現現象的描述并嘗試著做出解釋上。在教學中，教師需要對“膨脹”和“收縮”兩個詞加以解釋，使學生在觀察活動中有較準確的語言加以描述。這個實驗，不僅僅是觀察水受熱以后體積的變化，還要觀察水受冷以后的體積變化，引導學生認識水熱脹冷縮的現象。教科書提供的這個實驗簡單易操作，建議讓盡可能多的學生親歷實驗。在此基礎上，教科書又安排了一個讓學生“依據水的體積變化，推測水的冷熱變化”的活動。這項活動將前面的學習成果再次提升，從實驗的現象引導學生關注身邊溫

30、度計的原理。這個設計是水到渠成的一個環節，不僅可以讓學生新的認識得到鞏固，而且更拓展了學生的思維深度。 第二部分:其他液體也熱脹冷縮嗎 水有熱脹冷縮的性質，那么生活中其他的液體也會有熱脹冷縮的性質嗎?這樣的想法是學生在實驗基礎上自然生成的。也許學生不一定會提出來，但已經是學生現實基礎上的一種成熟的需求。那么怎么引導學生去進行探究呢?教師在這個部分可能需要根據可以提供的材料，有選擇性地進行設計:1.對于身邊易得、價格低廉的液體，讓學生再次經歷與“水”一樣的探究過程，觀察體驗其他液體熱脹冷縮的性質。2.進行思維探究活動。即讓學生通過觀察和思考“為什么諸如啤酒瓶或飲料瓶里面的啤酒、飲料都不會裝滿”等

31、問題，認識到這些液體也有熱脹冷縮的性質。 建議教師多準備一些液體供他們選擇，如酒精、醋、食油、豆奶和飲料等，在實驗之前讓學生進行充分的猜測，之后用較多時間放手讓學生自主地討論。這樣就可以把學生們的探究活動向著更廣闊的方向拓展。在探究活動過程中，要注重對學生進行嚴謹科學態度的培養。(四)教學建議1.過程安排建議。(1)引人.今天，我們繼續研究:水在受熱或受冷后，體積究竟有沒有發生變化，怎樣變化?(2)水受熱受冷后體積的變化研究.討論觀察實驗的方法。.怎么讓現象更明顯呢?.師生交流。.確定方法。.小組實驗:觀察水受熱后體積發生的變化;觀察水受冷后體積發生的變化。.觀察溫度計液柱的變化和水溫的關系。

32、.小組交流、討論。 (3)討論其他液體的熱脹冷縮 .提問:其他液體有熱脹冷縮性質嗎? .生活中為了防止液體熱脹冷縮引起危害，有些什么措施呢? (4)整理、小結 .哪些液體會熱脹冷縮? .溫度計是根據什么原理設計的? .還有什么新的問題? 2.幾點說明。 (1)怎樣能更清楚地觀察到水受熱后體積的變化，討論改進實驗裝置和方法是這課的一個重點活動。教師需要了解學生的已有經驗是什么?學生能夠想到的是什么樣的裝置?把設計的實驗建立在學生已有經驗上，可以更好地調動學生的參與和思考。教科書中的幾句引導語可以引導學生發現更有效的實驗方法。 (2)“溫度計雛形”的引人是個有意思的活動，建議教師準備一支溫度計，在

33、實驗的時候將溫度計也放人熱水或冷水中，學生會發現，液柱在發生變化，受熱上升，遇冷下降。這個過程可讓學生意識科學課程的學習是與生產、生活緊密聯系的。常見的水銀溫度計、紅水溫度計是利用水銀或酒精的體積隨溫度變化特性來測量溫度的。如果有條件，可以讓學生做一個“簡易溫度計”。 (3)其他各種液體的熱脹冷縮現象觀察，建議教師多準備一些材料。讓不同的小組用不同的液體進行這個觀察活動，然后交流，可以拓寬觀察面，或許也更能吸引學生的探究熱情。第4課空氣的熱脹冷縮(一)背景和目標 研究了液體的熱脹冷縮之后，這節課讓學生開始關注并研究空氣的熱脹冷縮現象。由于空氣是肉眼看不見的，怎樣借助其他物體的變化而間接地“觀察

34、”到空氣體積的變化，是觀察方法設計的難點。不過，有了前面液體體積變化觀察的經驗，學生們在設計觀察方法時會從前面的經驗中得到啟發并進行遷移。因而，教科書很注重讓學生自主思考、設計觀察方法。當然，教科書還是通過觀察實驗器材及用文字作了提示。觀察空氣是否熱脹冷縮的方法很多，除了教科書提示的利用氣球來觀察的方法之外，也可以用I.型玻璃管中液柱移動現象來觀察空氣體積的變化只要學生們設計的觀察方法有利于觀察空氣的熱脹冷縮現象，都可以在課堂上讓學生去實踐。 觀察了空氣的熱脹冷縮現象，還希望學生能對空氣和水的熱脹冷縮現象作一比較，進而嘗試著對空氣和水的熱脹冷縮現象做出解釋。怎樣解釋?教科書先讓學生們做一個游戲

35、:模擬空氣“微粒”的運動，這是個非常值得嘗試的活動。這項活動，相信對學生建構“熱能”、“熱運動”、“熱膨脹”等科學概念會有幫助。因為從物質結構的角度看，膨脹是由于物質中鄰分子(或原子)之間的平均距離增大所造成的。那么怎么讓學生去想象物質的這種“微粒運動”呢?通過角色扮演的模擬活動，把一種抽象的運動用直觀的“模型”表達出來，學生們或許真能建立起他們自己的關于“熱運動”、“熱膨脹”的認識呢!科學概念.氣體受熱以后體積會脹大，受冷以后體積會縮小。.熱膨脹現象與物體內部微粒的運動有關。過程與方法.用多種方法觀察空氣的熱脹冷縮現象。.用文字或圖畫進行描述和交流。.嘗試用“模型”解釋現象。情感態度價值觀.

36、對熱現象產生更濃的探究興趣。(二)教學準備為每組準備:燒瓶、I.型玻璃管;熱水、常溫水、冰水;錐形瓶、氣球。(三)教科書說明 內容共3頁，分兩個部分。 第一部分:觀察空氣是否熱脹冷縮 延續前一課的活動，我們的研究內容從液體轉移到了氣體一空氣是否也具有熱脹冷縮的性質?有了液體的研究經驗，學生會對空氣的熱脹冷縮有比較正確的推測。怎么用具體的、可見的實驗來驗證推測呢?或許可以讓學生自主思考開展研究(教科書通過實驗裝置圖進行了研究的提示指導)，給學生一個知識和技能遷移的實踐機會。 如何從充滿周圍空間的空氣中取出一部分進行研究呢?學生們會提出用一個容器裝。有了前面研究水的裝置，他們會想到容器的密閉性問題

37、。用于密封的材料可以選用膠帶紙、橡皮泥、黃泥球、橡皮塞等。由于空氣是看不見的，如何將這一現象變成可觀察的?怎樣才能觀察到容器內的空氣膨脹了?可以盡可能地放手讓學生大膽設想。常用的幾種方法有:A.通過容器的鼓凹來發現。空氣總是充滿容器的空間，當容器凹時，說明空氣體積變小;當容器鼓時，說明空氣體積變大。這種方法適用于軟塑料瓶、軟包裝飲料盒及易拉罐。B.借助其他能鼓凹的物體來發現，例如教科書第33, 34頁插圖的提示，可以在燒瓶口上套小氣球。C.用紅墨水封口的液體熱脹冷縮裝置，觀察燒瓶受熱或受冷時紅墨水的移動情況。無論學生們想出怎樣的方法，只要有條件辦到，都不妨讓他們去實踐一番，以使他們獲得更多的直

38、觀經驗和成功帶來的喜悅。 在之后的交流中，除了明確空氣也有熱脹冷縮的性質，還可以指導學生將空氣的這一性質與水相比，討論兩者的熱脹冷縮有什么不同的地方?鼓勵學生通過比較有新的發現。例如:空氣變化得更快、體積變化也比水明顯。對學生們的這類發現應給予肯定，給他們充分的機會交流、探討，這個活動不可忽視。 第二部分:怎樣解釋熱脹冷縮現象 學生在之前的活動中，已經對空氣體積的變化有了感性的認識。那么怎么解釋空氣的熱脹冷縮現象?這部分，教科書設計了一個班級游戲活動:將“微觀世界”放大，讓學生們扮演一個個的空氣分子，模擬空氣分子的熱運動。把一種看不見，摸不著，但又實際存在的現象用一種模擬的方法展示在我們眼前，

39、這是一個很有趣也很有價值的活動。模擬空氣“微粒”運動的游戲，是對熱脹冷縮現象解釋的直觀模型，這是一種值得學生學習和運用的解釋手段。這個“模型”游戲直觀地解釋了自然界熱脹冷縮的現象，也同時為后續研究固體熱脹冷縮現象奠定了基礎，是一個比較重要的活動。 (四)教學建議 1.過程安排建議。 (1)引人 .液體有熱脹冷縮的性質，那么空氣有這樣的性質嗎? .今天，我們一起來研究:空氣在受熱或受冷后，體積會怎樣變化? (2)空氣受熱受冷后體積的變化研究 .討論觀察實驗的方法:怎么能清楚地觀察到空氣的熱脹冷縮現象? .師生交流，確定方法。 .小組活動:觀察空氣受熱后體積發生的變化;觀察空氣受冷后體積發生的變化

40、。 .小組交流、討論。 (3)怎么解釋熱脹冷縮現象 .溫度變了，怎么會引起物體的體積發生變化呢? .模擬空氣“微粒”運動的游戲。 .一起建立我們自己的假說。 2.幾點說明。 (1)讓學生自己設計一個觀察空氣熱脹冷縮的實驗裝置還是有一定困難的，所以教師的引導非常重要:我們要看到原本看不到的空氣的體積變化，是需要借助于其他物體的。教科書提示框的內容是學生進行交流、討論的一個平臺:如果瓶內的空氣體積膨脹，瓶內的空氣就會往外擠。只要想辦法觀察到瓶內的空氣在往外跑，我們就知道瓶里的空氣在膨脹了。教師可以用較充分的時間讓學生自主設計各種可能想到的實驗方法。氣球、液柱、泡沫塑料球都是可以一試的材料。 (2)

41、教科書設計觀察空氣在熱水、常溫水和冰水中的體積變化，是對熱脹冷縮現象的一個重要體驗。因為空氣的熱脹冷縮非常明顯，當學生看到氣球在熱水中鼓起來，而在冷水中迅速回縮，甚至有可能被吸人瓶子內，這個體驗將很深刻地留在學生的腦海中。同時也能比較出液體和氣體熱脹冷縮的區別來。可以準備一些冰塊來進行觀察實驗活動。 (3)模擬“微粒”運動的游戲，我們可以讓學生在教室內自由組合，也可以到走廊或者操場上進行。這個活動體驗有著多方面的教學意義，指向了對物體熱脹冷縮性質的本質解釋。學生們只有去實踐、體驗過了，才能理解其中的意義所在。組織學生嘗試一下吧，會有許多收獲的。 第5課金屬熱脹冷縮嗎(一)背景和目標學生認識了水

42、、空氣都具有熱脹冷縮的性質后，此時會很自然地想到另一個問題: 固體會不會也熱脹冷縮呢?教科書選擇金屬固體物讓學生開展這方面的觀察研究活動。 第一項活動是觀察銅球的熱脹冷縮。銅球是個球體，加熱后，各個方向上都會產生相同程度的膨脹變化。用銅環可以方便地檢測到加熱后銅球各個方向上的脹大變化，這有利于讓學生認識到物體的膨脹是立體的膨脹。當然生活中有許多物體是條狀的或平板狀的，它們的熱膨脹只是更明顯地反映在長變的變化或面積的變化上。 有了銅球立體膨脹現象的認識及觀察方法的學習，學生們就可以試著去設計觀察其他形狀的金屬物體熱脹冷縮現象的實驗了。受銅球觀察活動的影響，學生們可能會想到找一個圓形的金屬薄片(墊

43、片或游戲幣等)來觀察研究它是否會熱脹冷縮:在一塊木板上水平并排釘兩顆小釘子，兩釘間的距離接近等于金屬圓片的直徑，讓金屬圓片平貼著木板下滑，正好能通過兩釘間的空隙，然后把金屬圓片加熱，觀察加熱后的圓片是否還能同樣通過兩釘間的空隙。如果不能通過，說明金屬圓片加熱后膨脹了。當然學生也會比較容易想到教科書第37頁設計的活動:找一根金屬條，觀察加熱后長度是否發生變化。 觀察過兩三種金屬的熱脹冷縮現象后，可以向學生提出“金屬都熱脹冷縮嗎?”的問題。學生們在第3課“液體的熱脹冷縮”一課曾做過類似問題的思考和討論，相信他們此時不會簡單地做出結論。這里再次提出相似問題的思考，一方面是強化學生的意識，僅僅靠一兩個

44、事實就不全稱定義是不嚴謹、不科學的;另一方面，這項活動更大的意義在于引導學生關注其他更多金屬物體的“熱脹冷縮”現象，包括對其他非金屬物體的關注。從而認識到“任何現實的事物都是特殊性和普遍性、個性和共性的有機統一。”比如，金屬銻和秘是熱縮冷脹的，還有水在4 0C以下也是熱縮冷脹的。科學概念.許多固體和液體都有熱脹冷縮的性質，氣體也有熱脹冷縮的性質。.有些固體和液體在一定條件下是熱縮冷脹的。過程與方法.設計簡單易操作的實驗活動，有效地觀察金屬固體體積變化的現象。.正確使用酒精燈給物體快速加熱。.對生活中的現象嘗試用模擬實驗加以解釋。情感態度價值觀.對探究各種物體的熱脹冷縮現象表現出更濃的興趣。.初

45、步意識到事物遵循普遍的變化發展規律，但也有特殊性。(二)教學準備 為每組準備:酒精燈;銅球熱脹冷縮演示器;鋼絲條、刻度尺、作支架用的木塊等圖片、資料。(三)教科書說明內容共3頁，分三個部分。 第一部分:觀察銅球的熱脹冷縮 這一課的活動是根據學生在前兩課學習的基礎上自然產生的探究需求設計的。固體(金屬)的熱脹冷縮現象相比水和空氣，較難以觀察。如果一開始就讓學生自主開展觀察研究活動，會有一定的難度。因此本課的第一部分“觀察銅球的熱脹冷縮”，是直接以圖文的方式呈現觀察的方法和具體步驟。教師在教學時，可以直接出示銅球熱脹冷縮的實驗材料，通過分析材料，引導學生思考和提出研究的方法與過程。而且在這個活動中

46、，還要特別強調使用酒精燈和不可直接觸摸加熱后的銅球等安全問題，以防止燙傷。這個活動，可以考慮由教師進行演示實驗，如果采取有效的預防措施，也可以組織學生小組實驗，例如給學生準備棉質的手套、大量冷水，等等。通過實驗，學生會發現銅球也具有熱脹冷縮的性質。 第二部分:觀察鋼條的熱脹冷縮 有了前面觀察銅球熱脹冷縮方法的討論和實踐，我們就可以讓學生嘗試著去觀察其他金屬物體的熱脹冷縮現象了。比如生活中常見的鐵片、鋼絲等，它們會熱脹冷縮嗎?這部分教學時，可給每個小組提供圓形的金屬墊片或鋼絲條等，讓學生們根據觀察材料思考、討論、設計實驗方法。教師只要稍作提示:怎樣觀察金屬片的面積是增大了或是縮小了，怎樣觀察金屬

47、條的長度是增長了或是縮短了?相信學生們能想出各種有效的觀察方法來。教科書這部分安排的活動是觀察鋼條的熱脹冷縮，主要是考慮到，第一，這一觀察實驗活動讓學生自主開展相對容易些。第二，加熱后鋼條長度是否發生變化，是借助一根大頭針，通過觀察大頭針的傾斜程度，把鋼條的細微變化“放大”，讓學生能直接看到加熱的鋼條的“膨脹”，這可以使學生對熱脹冷縮現象的認識變得更深人更具體。另外，像這一類膨脹效應在實際生活中比較多見。比如學生可能都在生活中觀察到鐵橋、火車行駛的鋼軌等連接處留有一些間隙。通過金屬條受熱膨脹現象的觀察認識，容易讓他們把新的認識和生活中的現象建立聯系，促進他們對這種設計和做法意義的理解，使科學學

48、習與生活應用聯系起來。 第三部分:金屬熱脹冷縮嗎 銅球會熱脹冷縮，鋼條也能熱脹冷縮，那么是不是可以說金屬都能熱脹冷縮呢?這個問題的提出是對學生科學素養的一種檢測。相信學生們會認識到需要對更多的金屬物體進行觀察研究，才可做出概括。當然學生也馬上會意識到對所有金屬物體進行觀察是不可能、不現實的。比較有效的解決辦法是，了解前人已經獲得的研究成果，這也是一種非常重要的研究方法。 教科書提到了熱縮冷脹的兩種金屬銻和秘，還有單元后資料庫介紹的“熱脹冷縮和冷脹熱縮”的內容，都可以讓學生去閱讀。通過閱讀，他們了解到自然界確實存在物體的熱縮冷脹現象，這可以進一步強化學生不可根據一兩個事實而做出整體性概括的意識。

49、 那么，通過前幾課的學習，前幾項活動的經歷，雖然我們還不能說金屬都有熱脹冷縮的性質，液體、氣體都有熱脹冷縮的性質。但是，我們還是有必要讓學生對之前所觀察到的一個個單個物體的熱脹冷縮現象的認識做個提升。也就是需要組織學生回顧一系列觀察實驗的現象，并進行分析、歸納和概括，將學生已有的關于水有熱脹冷縮的性質，空氣有熱脹冷縮的性質，銅球和鋼條有熱脹冷縮的性質認識，提升為許多物體都有熱脹冷縮性質的認識。同時需要引導學生思考教科書最后一段文字中的“”所蘊涵的意義。這一研討活動有兩層含義:一是強調科學探究中嚴謹的科學態度，僅僅靠一兩個事實就進行完全概括是不嚴謹的;二是為學生的課后探究留出了空間，省略號所涵蓋

50、的探究活動會接連不斷地出現，這也正是我們所期望的。(四)教學建議 1.過程安排建議。 (1)引人 .固體有熱脹冷縮的性質嗎? .讓我們找幾種金屬材料來觀察研究它們是否會熱脹冷縮。 (2)觀察銅球的熱脹冷縮 .討論觀察實驗的方法:怎樣檢測銅球被加熱后體積有沒有增大? .師生交流。 .確定方法。 .小組觀察實驗:觀察銅球受熱后體積發生的變化;觀察銅球受冷后體積發生的變化。 .小組交流、討論。 (3)觀察鋼條的熱脹冷縮 .設計一個實驗裝置，觀察鋼條的變化。 .小組實驗。 .交流現象和結論。 (4)金屬熱脹冷縮嗎 .銅球和鋼條都有熱脹冷縮的性質，那么是不是所有的金屬都會熱脹冷縮呢? .資料學習。 2.

51、幾點說明。 (1)觀察銅球的熱脹冷縮，是在學生已有“水、大多數液體、空氣都有熱脹冷縮性質”的基礎上進行的一個活動，在活動之前，學生基本都會認定銅球是有熱脹冷縮性質的，讓學生親眼看到銅球在受熱、受冷過程中的變化，在于培養一種科學的求證態度。小組實驗和演示實驗都可以進行，前提是注意安全。 (2)觀察鋼條的熱脹冷縮實驗，意義有多方面:讓學生借助其他物體的變化來判定物體的熱脹冷縮。鋼條在溫度改變的情況下長度發生的變化，可以更形象地讓學生聯系到生活中的一些應用，比如鐵軌，鐵橋等。 (3)金屬熱脹冷縮的討論，是延續前面有關液體熱脹冷縮的討論。讓學生意識到，從個別到一般的概括是需要大量事實依據的，并要看到事

52、物的特殊性。教科書也列舉了銻和秘兩種特殊的金屬，讓學生認識熱縮冷脹現象的存在，而且這種特殊性質也被運用到了人類的生產、生活中了。建議教師組織學生課外查詢資料，更全面地了解物體的熱脹冷縮現象。第6課熱是怎樣傳遞的(一)背景和目標 在前五課的學習中，學生們不斷地在經歷著給物體加熱的活動。特別是第5課，用酒精燈給金屬物體加熱，他們已感覺到了在加熱過程中，金屬物體會快速地熱起來一銅球、鋼條很快就變得燙手，不可觸摸。對于銅球、金屬條會變熱，相信學生們也能做出解釋:因為酒精燈火焰的熱傳給了它們。那么，鋼條在酒精燈上加熱時，只是一端或其中一小部分與火焰直接接觸，鋼條的其他部位會熱起來嗎?如果也會熱起來，熱是

53、怎樣傳過去的?“熱是怎樣傳遞的”研究話題就是在這樣的情景下被提出來了。 在金屬條的一端加熱，另一端是否會熱起來，學生們有著豐富的生活經驗:如果將不銹鋼勺的勺部浸在熱水中，勺柄露在外面，過一會兒，勺柄也會熱起來。尤其是在吃火鍋、喝熱湯時，如果把金屬勺子勺部浸在湯鍋中，一會兒勺柄就無法用手直接拿。這其中的原因就是熱湯的能量傳遞到了勺子的勺部，然后又從勺部傳到了勺柄。這里的熱傳遞方式主要是靠傳導。熱傳遞的方式除了傳導還有對流和輻射(請參閱本單元“參考資料”)。這個單元，學生主要觀察和探究與“傳導”相關的問題。這一課，學生將在教師指導下，通過實驗觀察熱在金屬條中的傳遞過程和方向。繼而讓學生嘗試著自主設

54、計實驗，觀察熱在金屬片中的傳遞過程和方向。然后綜合觀察結果，分析熱傳導過程中的共同特點，形成粗淺的關于熱是怎樣傳導的認識。 科學概念 .熱總會從溫度較高的一端(物體)傳遞到溫變較低的一端(物體); .通過直接接觸，將熱從一個物體傳遞給另一物體，或者從物體的一部分傳遞到另一部分的傳熱方法叫熱傳導。 過程與方法 .設計實驗觀察熱傳導的過程和方向; .用文字或圖示記錄、交流觀察到的關于熱是怎樣傳導的現象。 情感態度價值觀 .保持積極的觀察探究熱傳遞的興趣; .體驗通過積極思考和探究所獲得的成功喜悅。 (二)教學準備 為每組準備:鐵架臺;鐵絲(銅條)、熱水;火柴、金屬圓片、酒精燈、蠟燭油等。 (三)教

55、科書說明 內容共兩頁，分兩個部分。 第一部分:熱在金屬條中的傳遞 學生經歷了液體、氣體、固體熱脹冷縮現象的實驗后，知道熱是可以傳遞的。特別是學生們在上一節課觀察銅球、鋼條的熱脹冷縮時，更是明顯地感受到了熱的快速傳遞。同時，他們也可能相應地產生了一些疑問:鋼條在酒精燈上加熱時，只是一端或其中一小部分與火焰直接接觸，鋼條的其他部位怎么也會熱起來?熱是怎樣傳過去的?關于熱傳導的話題就這樣被提出來了。 “熱在金屬條中的傳遞”觀察活動分為兩個層面。第一個層面的活動是用手(角蟲覺)感受金屬條中的熱傳遞:把金屬條的一端浸在很燙的熱水中，用手觸摸露出水面的那部分金屬條，感覺露出部分的金屬條哪里先熱，哪里后熱?每個地方的冷熱程度是否一樣?通過手的感覺，判斷熱傳遞的過程和方向。第二個層面的活動是設計直觀的實驗，觀察金屬條中的熱傳遞:在一段鐵絲上每隔一定距離用蠟(或黃油)粘上一根火柴棒，將鐵絲固定在鐵架臺上，并使火柴棒都向下懸掛，用酒精燈給鐵絲的一端加熱，觀察哪端的火柴棒先掉下來，火柴棒掉下的順序是怎樣的。然后對同樣的裝置，在鐵絲的中間加熱，推測并觀察火柴棒掉下的順序是怎樣的。通過這兩項活動，學生們能觀察到，熱總是從較熱的一端逐步傳遞到較冷的一端的。用蠟(或黃油)粘在鐵絲上的間隔相同距離的火柴棒，掉下來的時間間