小学科学青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）12 桥上的伸缩缝教案

这是一份小学科学青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）12 桥上的伸缩缝教案，共44页。
科学观念
学生能够清晰理解热胀冷缩是物体的一种基本性质，知道大多数物体在受热时体积会膨胀，遇冷时体积会收缩，建立起对物体热胀冷缩现象的科学认知。
深入认识桥上伸缩缝的作用与热胀冷缩原理的紧密联系，明白伸缩缝是为了应对桥梁材料因温度变化产生的体积改变，防止桥梁因热胀冷缩受到损坏，形成结构与功能相适应的科学观念，理解工程设计中对科学原理的应用。
了解热胀冷缩原理在生活中的广泛应用，除桥梁伸缩缝外，还能认识到铁轨之间的缝隙、铺设瓷砖时预留的缝隙等都是基于热胀冷缩原理的设计，拓宽对科学知识与生活实际紧密关联的认知，形成科学知识服务于生活的观念 。
科学思维
通过观察、实验等方式，如观察加热和冷却后的物体形态变化实验，培养学生运用比较、分析、归纳等科学思维方法的能力，能够从实验现象中总结出热胀冷缩的规律，提高学生对自然现象的观察和分析能力。
在探究桥上伸缩缝作用的过程中，引导学生提出问题、做出假设，并通过查阅资料、模拟实验等方式收集证据进行验证，如假设没有伸缩缝桥梁会因热胀冷缩受损，通过模拟实验观察不同温度下桥梁模型的变化，培养学生的逻辑思维和创新思维能力，提升学生解决问题的能力。
在小组讨论和交流中，鼓励学生倾听他人观点，对不同的解释和想法进行思考和辨析，依据实验现象和科学原理进行科学解释，如针对伸缩缝的宽度设计等问题展开讨论，提高学生思维的批判性和严谨性，完善对热胀冷缩原理及伸缩缝作用的认知 。
探究实践
学生能够在教师的指导下，积极主动地参与探究热胀冷缩现象的实验活动，如使用固体热胀冷缩实验器观察金属球在加热和冷却后的体积变化，熟练掌握实验操作方法，学会使用简单的实验工具，准确记录实验现象和数据，提升学生的动手实践能力和实验操作技能。
学会通过调查访问（如询问建筑工人、工程师）、查阅资料（科普书籍、网络科普文章、工程设计资料等）等途径收集有关伸缩缝和热胀冷缩原理的信息，对收集到的信息进行整理、分析和归纳，能够从信息中提取有价值的内容，为解决问题提供依据，培养学生的信息收集与处理能力。
在小组合作探究桥上伸缩缝作用的过程中，学生能够明确自己的分工，积极参与讨论、实验设计、操作、记录等任务，共同完成探究项目，如制作桥梁模型并模拟不同温度环境观察伸缩缝的作用，培养学生的团队协作精神和沟通交流能力，提高学生在实践中运用科学知识解决实际问题的能力，让学生在探究实践中体验科学研究的过程和乐趣 。
态度责任
充分激发学生对生活中科学现象（如桥上伸缩缝）的好奇心和探究热情，培养学生主动观察生活、探索科学奥秘的精神，使学生在探究过程中体验到科学的趣味性和魅力，从而保持对科学学习的浓厚兴趣，乐于在日常生活中关注与科学相关的现象和问题 。
在实验和探究过程中，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，尊重实验现象和收集到的数据，如实记录和汇报，不随意篡改数据或编造结论。当实验结果与预期不符时，能够冷静分析原因，通过重新检查实验方法、重复实验或查阅资料等方式寻求合理的解释，树立正确的科学价值观。
引导学生认识到科学原理在工程建设和日常生活中的重要性，增强学生对科学的责任感和使命感，鼓励学生将所学科学知识应用到实际生活中，如在生活中发现类似基于科学原理的设计并思考其作用，培养学生运用科学知识解决实际问题的意识和习惯，促进学生形成科学服务于社会的观念 。
教学重难点
教学重点
引导学生通过实验探究，理解热胀冷缩是物体的基本性质，能够准确描述热胀冷缩现象，掌握热胀冷缩的规律，为理解伸缩缝的作用奠定理论基础。
帮助学生深入理解桥上伸缩缝的作用，通过案例分析、模拟实验等方式，让学生明白伸缩缝是如何利用热胀冷缩原理保护桥梁结构安全的，使学生认识到科学原理在工程设计中的实际应用 。
培养学生运用热胀冷缩原理和伸缩缝知识解释生活中相关现象的能力，如解释为什么玻璃瓶装的饮料不能装满等，提高学生运用科学知识解决实际问题的能力，加强学生对科学知识与生活联系的理解 。
教学难点
热胀冷缩的微观原理对于三年级学生来说较为抽象，如分子运动与物体体积变化的关系，需要教师通过生动形象的比喻、直观的动画演示等方式，帮助学生建立起对热胀冷缩本质原因的初步理解 。
在探究伸缩缝作用的过程中，引导学生进行科学的实验设计和数据分析，如设计合理的桥梁模型实验，准确测量和分析温度变化与桥梁伸缩量的关系，培养学生严谨的科学探究能力，这对学生的逻辑思维和实践操作能力要求较高 。
培养学生在日常生活中主动运用科学知识观察和思考问题的习惯，将课堂所学知识迁移到更广泛的生活场景中，发现和解释更多基于热胀冷缩原理的现象和设计，需要教师持续引导和鼓励，逐步提高学生的科学应用意识和综合素养 。
教学过程
趣味导入：桥梁的 “小秘密”（激发兴趣，引出课题）
教师展示一组桥梁的图片，其中包含有明显伸缩缝的桥梁特写，同时展示一段桥梁因未设置伸缩缝在温度变化后受损的视频（视频可进行简化处理，突出裂缝等损坏现象）。展示后，提问：“同学们，仔细观察这些桥梁图片和视频，有没有发现有些桥梁上有一条条的缝隙？而视频里的那座桥梁却出现了损坏。这些缝隙有什么作用？和桥梁的损坏又有没有关系呢？大家可以先在小组里讨论讨论。”
学生分组进行讨论，教师在教室中巡视，倾听学生的讨论内容，适时参与部分小组的讨论，引导学生思考缝隙与桥梁结构、环境变化的关系。讨论结束后，邀请几个小组代表发言，分享小组讨论的初步想法。学生可能会猜测缝隙是为了美观、排水，或者与桥梁的稳固性有关等。
教师对学生的发言给予肯定和鼓励：“大家的想法都很有创意！其实这些桥梁上的缝隙有着非常重要的作用，它们被叫做伸缩缝，和一个有趣的科学原理有关。今天，我们就一起揭开桥上伸缩缝的神秘面纱，探究其中的科学奥秘。” 板书课题：桥上的伸缩缝。
设计意图：通过展示生动的桥梁图片和具有冲突性的视频，创设问题情境，迅速抓住学生的注意力，激发学生对伸缩缝的好奇心和探究欲望。小组讨论环节充分调动学生的积极性，让学生主动思考，培养学生的合作交流能力和问题意识，同时教师的引导和点评为后续教学内容做好铺垫 。
知识讲解：认识热胀冷缩（结合教材，初步认知）
教师翻开教材，展示教材上关于热胀冷缩现象的图片和文字内容，图片中呈现了加热后的气球膨胀、冷却后的金属环收缩等现象。教师引导学生观察图片，提问：“同学们，我们看教材上的这些图片，气球加热后发生了什么变化？金属环冷却后又有什么不同？大家想一想，为什么会出现这样的现象呢？” 鼓励学生结合生活经验进行思考和回答。
学生回答后，教师进行总结和详细讲解：“大家观察得很仔细！像这样，大多数物体都有一个特点，就是在受热的时候，体积会膨胀变大；遇冷的时候，体积会收缩变小，这种现象我们叫做热胀冷缩。比如我们夏天给自行车轮胎打气不能打得太足，就是因为空气受热会膨胀，如果气太足，轮胎就容易爆掉。” 同时，教师在黑板上写下 “热胀冷缩” 关键词，并简单画出物体热胀冷缩的示意图帮助学生理解。
教师进一步提问：“那同学们想一想，在我们的生活中，还有哪些现象是热胀冷缩造成的呢？” 组织学生进行思考和分享，学生可能会提到冬天水管容易冻裂、夏天电线杆上的电线会变松等现象。教师对学生的分享给予肯定，并补充更多案例，如煮熟的鸡蛋在冷水中浸泡后更容易剥壳等，加深学生对热胀冷缩现象的认识 。
设计意图：紧密结合教材内容，通过观察图片、教师讲解和生活实例分享，让学生对热胀冷缩现象有初步的直观认识，培养学生阅读教材、从教材中获取信息的能力。教师的提问引导和总结讲解，帮助学生深入理解热胀冷缩的概念，联系生活实际举例，使抽象的科学知识变得更加具体、易懂，为后续探究伸缩缝与热胀冷缩的关系奠定知识基础 。
小组讨论：伸缩缝的作用（师生互动，深入探究）
教师引导学生思考：“我们已经知道了热胀冷缩的原理，那大家想一想，桥上的伸缩缝和热胀冷缩有什么关系呢？伸缩缝是怎样保护桥梁的呢？” 组织学生进行小组讨论，为每个小组发放一张记录表格，表格分为假设、依据、验证方法等栏目，安排一名学生担任记录员，记录小组讨论的过程和结果 。
学生们分组热烈讨论，教师在教室里巡视各小组讨论情况，适时参与到小组讨论中，提出引导性问题，如：“如果桥梁没有伸缩缝，在温度变化时会发生什么？”“伸缩缝的宽度设计和什么因素有关？” 激发学生更深入地思考。学生可能会讨论到没有伸缩缝桥梁可能会因热胀冷缩挤压变形、断裂，伸缩缝宽度可能与当地温度变化幅度有关等 。
讨论结束后，邀请各小组代表上台分享讨论结果，展示记录表格。代表们向全班同学介绍小组的假设、依据和初步的验证思路，其他小组的同学认真倾听，若有不同意见或补充内容，可在代表发言结束后举手提问或发言。教师对各小组的分享进行点评，肯定学生们的积极思考和合理假设，对讨论结果进行补充和完善，引导学生明确探究方向，如可以通过模拟实验来验证假设 。
设计意图：通过小组讨论，充分调动学生的主动性和创造性，培养学生的合作交流能力和团队协作精神。引导学生运用热胀冷缩原理对伸缩缝的作用进行思考和假设，将所学知识与实际问题相结合，培养学生的逻辑思维和问题解决能力。教师的巡视指导和总结点评，确保讨论围绕核心问题展开，完善学生的探究思路，为后续实验探究做好准备 。
实验探究：模拟伸缩缝的作用（动手实践，验证假设）
教师为学生讲解实验材料和步骤：“同学们，为了验证我们的假设，我们来进行一个模拟实验。我们用塑料板模拟桥梁，用加热吹风机模拟太阳加热，用冰块模拟寒冷环境，在塑料板一端固定，另一端留出一定缝隙模拟伸缩缝。首先，我们观察没有缝隙的塑料板在加热和冷却后的变化；然后，再观察有缝隙的塑料板在同样条件下的变化。在实验过程中，大家要注意安全，加热吹风机不要对着人吹，使用冰块时小心不要冻伤，同时仔细观察并记录实验现象。” 同时，教师进行简单的实验演示，强调操作要点 。
学生分组进行实验，每组学生按照实验步骤操作，一名学生负责操作加热吹风机和放置冰块，一名学生负责观察塑料板的变化，一名学生负责记录实验现象。教师在教室里巡视，观察学生的实验过程，及时给予指导和帮助，如提醒学生控制加热和冷却的时间，确保实验效果明显；引导学生准确记录实验现象 。
实验结束后，组织各小组进行汇报，分享实验现象和结论。学生们可能会发现没有缝隙的塑料板在加热后发生弯曲、变形，而有缝隙的塑料板能够较好地适应温度变化，没有明显损坏。教师对各小组的实验结果进行总结和归纳，再次强调伸缩缝利用热胀冷缩原理保护桥梁的作用 。
设计意图：通过模拟实验，让学生亲身体验伸缩缝在温度变化环境下对桥梁的保护作用，直观地验证之前的假设，加深学生对伸缩缝与热胀冷缩关系的理解。实验过程培养了学生的动手实践能力、观察能力和团队协作能力，让学生在实践中感受科学探究的乐趣和严谨性，提高学生运用科学方法解决问题的能力 。
案例分析：生活中的热胀冷缩应用（拓展认知，深化理解）
教师展示教材上关于铁轨缝隙、瓷砖缝隙等生活案例的图片和文字介绍，引导学生观察和阅读：“同学们，我们看教材上的这些例子，铁轨之间为什么要留有缝隙？铺设瓷砖时为什么也要预留一定的空间呢？大家结合我们今天学的热胀冷缩原理和伸缩缝的知识，想一想其中的原因。”
学生思考后，教师邀请学生回答，然后进行详细分析：“非常好！铁轨在夏天受热会膨胀，如果没有缝隙，铁轨就会相互挤压，发生变形，影响火车行驶安全；瓷砖在温度变化时也会热胀冷缩，预留缝隙可以防止瓷砖翘起、破裂。这些都是热胀冷缩原理在生活中的应用，像这样的例子还有很多。” 接着，教师展示更多案例，如高压电线在不同季节的松紧变化、温度计的工作原理等，进一步拓展学生的认知 。
教师鼓励学生分享自己在生活中发现的类似现象和应用，如热水瓶装热水时不装满、金属瓶盖用热水烫后容易打开等。学生们踊跃发言，教师对学生的分享给予肯定和补充，与学生一起探讨这些现象背后的科学原理，加深学生对热胀冷缩原理广泛应用的理解 。
设计意图：通过对教材案例和更多生活实例的分析，引导学生将所学的热胀冷缩原理和伸缩缝知识应用到实际生活中，培养学生观察生活、思考科学问题的习惯，拓宽学生的知识面，让学生认识到科学知识与生活的紧密联系，增强学生对科学的应用意识和学习兴趣 。
总结拓展：科学与生活同行（归纳总结，延伸思考）
教师引导学生回顾本节课的主要内容：“同学们，今天我们一起探究了桥上的伸缩缝，谁能说一说我们都学到了哪些知识？” 邀请几位学生回答，总结热胀冷缩原理、伸缩缝的作用以及在生活中的应用等知识点。教师在黑板上进行思维导图梳理，帮助学生构建知识框架 。
对学生在本节课中的表现进行评价，表扬积极参与讨论、实验操作认真、善于思考和表达的学生，鼓励其他学生向他们学习。同时，对学生在学习过程中存在的问题进行分析和总结，如实验操作不规范、对原理理解不透彻等，提出改进建议，帮助学生巩固所学知识 。
布置课后拓展任务：“课后，请大家继续观察生活中还有哪些基于热胀冷缩原理的设计和现象，用文字或图画记录下来，下节课我们一起分享。还可以尝试和家长一起做一个小实验，探究不同材料的热胀冷缩程度是否相同。”
设计意图：通过总结回顾，帮助学生梳理知识脉络，强化重点知识的记忆和理解，完善知识体系。对学生的评价和鼓励激发学生的学习积极性和自信心，培养学生良好的学习习惯。布置课后拓展任务，将课堂学习延伸到课外，鼓励学生在生活中继续探索科学知识，培养学生的自主学习能力和探究精神，促进学生科学素养的持续提升 。
小结
本节课以 “桥上的伸缩缝” 为切入点，围绕热胀冷缩原理展开教学，通过趣味导入激发学生兴趣，知识讲解帮助学生认识热胀冷缩现象，小组讨论和实验探究引导学生深入理解伸缩缝的作用，案例分析拓展学生对热胀冷缩原理应用的认知，最后总结拓展巩固所学知识并延伸思考。在教学过程中，始终紧扣核心素养教学目标，注重培养学生的科学观念、科学思维、探究实践能力和态度责任。通过多样化的教学活动，让学生在观察、思考、讨论、实验等过程中，掌握科学知识，提高实践能力，感受科学与生活的紧密联系，激发学生对科学的热爱和探索精神。在今后的教学中，可进一步加强学生对抽象原理的理解，鼓励学生开展更多创新性的探究活动，提升学生的科学综合素养 。