青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）12 桥上的伸缩缝教学设计

这是一份青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）12 桥上的伸缩缝教学设计，共15页。
教材分析
本课是青岛版六三制2024小学科学三年级上册第三单元《冷与热》的第3课，是在学生学习了液体热胀冷缩的基础上，进一步探究固体的热胀冷缩性质，并解释生活中的相关现象。
教材以“桥上的伸缩缝”这一生活现象引入，提出“为什么要留伸缩缝”的问题，引发学生思考。然后通过两个探究活动展开：活动1“研究伸缩缝的秘密”，通过铜球和塑料球的对比实验，让学生发现固体也有热胀冷缩的性质，从而解释伸缩缝的作用；活动2“找一找生活中固体热胀冷缩的现象”，引导学生用学到的知识解释电线、鸡蛋、书橱等生活中的现象，体现科学与生活的密切联系。最后通过反思评价和拓展迁移，引导学生梳理探究过程，了解无缝钢轨等工程技术中的应用，培养学生的工程思维和创新意识。
学情分析
三年级学生在上一课已经学习了液体的热胀冷缩性质，知道液体受热体积膨胀、遇冷体积收缩，这为本课学习固体热胀冷缩奠定了知识基础。学生可以通过类比的方法，猜想固体也可能有热胀冷缩的性质。
学生对“伸缩缝”可能不太熟悉，需要教师通过图片、视频等直观手段帮助学生认识。学生对铜球实验会很感兴趣，但固体热胀冷缩的变化比较微小，不容易直接观察到，需要通过“能否通过铁环”的方式间接判断，这对学生的思维能力有一定挑战。学生的安全意识还不够强，使用酒精灯加热铜球的实验需要教师演示，不能让学生操作，避免发生危险。学生对生活中的热胀冷缩现象有一定的感性认识，但往往没有从科学的角度去思考，需要教师引导学生发现并解释这些现象。
教学目标
（一）科学观念
1.知道一般情况下，固体具有热胀冷缩的性质。
2.理解桥梁、公路上的伸缩缝是为了预防固体热胀冷缩对建筑物的破坏。
3.能用固体热胀冷缩的性质解释生活中的相关现象。
（二）科学思维
1.能通过实验现象归纳固体热胀冷缩的规律，培养归纳概括能力。
2.能运用类比推理的方法，从液体热胀冷缩推想固体也可能有热胀冷缩的性质。
3.能从“能否通过铁环”的现象推理出固体体积的变化，培养推理能力。
4.经历“现象—问题—假设—证据—观点”的完整探究过程，培养科学探究思维。
（三）探究实践
1.能设计实验探究固体热胀冷缩的现象。
2.能通过观察铜球、塑料球在常温、加热、冷却三种情况下能否通过铁环，判断固体体积的变化。
3.能如实记录实验现象，根据实验现象得出结论。
4.能安全使用实验器材，遵守实验操作规范。
（四）态度责任
1.培养严谨、求实的科学态度，尊重实验事实，如实记录实验现象。
2.乐于用固体热胀冷缩的性质解释生活中的现象，体会科学的实用性。
3.培养安全意识，知道实验中要注意安全，遵守操作规程。
4.感受科学技术在工程建设中的重要作用，激发对科学技术的兴趣。
教学重难点
（一）教学重点
通过实验探究固体热胀冷缩的性质；理解伸缩缝的作用（预防固体热胀冷缩对建筑物的破坏）。
（二）教学难点
设计实验验证固体热胀冷缩（解决“如何观察固体微小体积变化”的问题）；理解固体热胀冷缩性质在生活和工程中的应用原理。
教学准备
（一）教师准备
多媒体课件；演示实验材料：铜球热胀冷缩实验装置（铜球、带柄铁环）1套、酒精灯1盏、火柴、冷水烧杯1个、抹布；分组实验材料：每组一套（塑料球1个、带柄铁环1个、热水1杯、冷水1杯、抹布、纸巾）；实验记录表（每组1张）；板书贴纸或磁贴；安全提示牌
（二）学生准备
科学课本、科学记录本；铅笔、橡皮；课前观察：找一找生活中哪些地方有缝隙，猜猜这些缝隙有什么用
课时安排
1课时
教学过程
（一）情境导入：现象激趣，提出问题（约5分钟）
1.课件出示桥梁、公路的图片，引导学生观察：同学们，看这几张图片，这是公路和桥梁。大家仔细观察，公路和桥梁上有什么特别的地方吗？（学生回答：有缝隙/有一道一道的缝）
2教师介绍：这些缝隙叫做“伸缩缝”。生活中经常见到公路、桥梁等处留有一些缝隙，这些缝隙就是“伸缩缝”。
3.教师设疑：为什么公路、桥梁上要留这些伸缩缝呢？留着缝不是不平整、不好走吗？今天我们就一起来研究这个问题。板书课题：12.桥上的伸缩缝
4.教师引导学生猜想：请大家猜一猜，伸缩缝有什么作用？为什么要留伸缩缝？把你的猜想写在科学记录本上。
5.学生思考并记录猜想，教师请几位学生分享自己的想法。
6.教师追问：上节课我们学习了液体有热胀冷缩的性质，那固体呢？公路、桥梁是由钢铁、混凝土等固体做成的，固体也有热胀冷缩的性质吗？这可能和伸缩缝有关系吗？
设计意图：从学生熟悉的桥梁、公路引入，通过“伸缩缝”这一现象激发学生的好奇心和探究欲望。引导学生从液体热胀冷缩类比推想固体的性质，培养学生的类比推理能力。
（二）探究活动一：研究伸缩缝的秘密（约22分钟）
1.设计实验方案
（1）教师过渡：固体有没有热胀冷缩的性质呢？我们可以用实验来验证。请大家想一想，我们可以用什么固体材料做实验？怎样给固体材料加热和冷却？怎样才能看出固体的体积有没有变化？
（2）学生小组讨论，设计实验方案。
（3）教师组织汇报，引导学生完善实验方案：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①用什么固体材料？（铜球、塑料球等）
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②怎样加热？（铜球用酒精灯加热，塑料球用热水加热）
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③怎样冷却？（放入冷水中）
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④怎样判断体积有没有变化？（用铁环，看能不能通过。常温下能通过，加热后通不过，说明体积变大了；冷却后又能通过，说明体积变小了）
（4）教师介绍实验材料：今天我们用铜球和塑料球来做实验，还有一个刚好能让常温下的球通过的铁环。
2.铜球热胀冷缩实验（教师演示）
（1）教师强调安全注意事项（非常重要）：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①使用酒精灯要注意安全，不能用燃着的酒精灯对火，要用火柴点燃。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②加热后的铜球温度很高，绝对不能用手触摸，防止烫伤！
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③熄灭酒精灯要用灯帽盖灭，不能用嘴吹。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④加热后的铜球要放入冷水中冷却，不能直接放在桌上。
（2）教师出示问题导引：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①常温下铜球能否通过铁环？
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②铜球受热后能否通过铁环？这说明什么？
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③铜球冷却后能否通过铁环？这说明什么？
（3）教师演示实验，学生观察：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①常温下：教师把铜球放在铁环上，铜球顺利通过铁环。（学生观察，记录现象）
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②加热后：教师用酒精灯外焰加热铜球，加热约1-2分钟。然后把铜球放在铁环上，铜球卡在铁环上，不能通过。（学生观察，记录现象）
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③冷却后：教师把加热后的铜球放入冷水中冷却，过一会儿取出，再放在铁环上，铜球又能通过铁环了。（学生观察，记录现象）
（4）教师组织讨论：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①加热后的铜球为什么不能通过铁环了？（铜球受热体积膨胀，变大了）
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②冷却后为什么又能通过了？（铜球遇冷体积收缩，变小了）
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③这说明铜球有什么性质？（铜球有热胀冷缩的性质）
（5）教师小结：铜球受热时体积膨胀，遇冷时体积收缩。铜球是固体，说明固体也有热胀冷缩的性质。
3.塑料球热胀冷缩实验（学生分组）
（1）教师过渡：铜球有热胀冷缩的性质，那其他固体呢？比如塑料球，它也有热胀冷缩的性质吗？我们来做实验验证一下。
（2）教师介绍实验方法：塑料球不能用酒精灯加热（会烧坏），我们用热水加热。
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①先试试常温下塑料球能不能通过铁环。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②把塑料球放入热水中，泡一会儿（约2-3分钟），再拿出来试试能不能通过铁环。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③再把塑料球放入冷水中冷却，再试试能不能通过铁环。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④把实验现象记录在表格里。
（3）教师强调注意事项：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①热水温度较高，小心烫手！
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②塑料球要完全浸没在热水中，让它均匀受热。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③从热水中拿塑料球时要小心，可以用铁环勾出来。
（4）学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生注意安全，认真观察，如实记录。
（5）教师组织汇报：你们的塑料球实验结果是怎样的？
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①常温下能通过吗？
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②加热后能通过吗？这说明什么？
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③冷却后能通过吗？这说明什么？
（6）各小组汇报实验结果，教师引导学生归纳：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①塑料球受热体积膨胀，遇冷体积收缩。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②塑料也是固体，也有热胀冷缩的性质。
（7）教师总结：一般情况下，固体具有热胀冷缩的性质。
（8）教师回到导入问题：现在谁能说说，桥上为什么要留伸缩缝？伸缩缝有什么作用？
（9）学生回答，教师小结：桥梁、公路是由钢铁、混凝土等固体做成的。夏天温度高，固体受热膨胀，如果没有伸缩缝，桥梁就会拱起来，甚至损坏；冬天温度低，固体遇冷收缩，如果没有伸缩缝，桥梁就会被拉裂。伸缩缝能预防固体热胀冷缩对建筑物的影响，保护桥梁和公路。
设计意图：通过教师演示铜球实验和学生分组塑料球实验，让学生从不同固体材料中归纳出固体热胀冷缩的普遍规律。通过“能否通过铁环”的方式，将微小的体积变化转化为明显的可见现象，突破教学难点。强调安全注意事项，培养学生的安全意识。最后回到导入问题，解释伸缩缝的作用，前后呼应。
（三）探究活动二：找一找生活中固体热胀冷缩的现象（约8分钟）
1.教师过渡：固体热胀冷缩的性质在生活中很常见，我们来找一找，生活中还有哪些固体热胀冷缩的现象？
2.课件出示图片，引导学生观察分析：
（1）夏天的电线和冬天的电线：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①观察图片，夏天的电线和冬天的电线下垂的程度一样吗？（夏天电线下垂得更厉害，冬天绷得更紧）
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②为什么会这样？（夏天温度高，电线受热膨胀变长了，所以下垂得厉害；冬天温度低，电线遇冷收缩变短了，所以绷得紧）
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③架设电线的时候应该注意什么？（不能拉得太紧，要留一点余量，防止冬天收缩时拉断）
（2）刚煮熟的鸡蛋在冷水里放一会儿，比较容易去壳：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①大家有没有这样的经验？刚煮熟的鸡蛋不好剥壳，放在冷水里泡一会儿就好剥了，这是为什么？
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②学生讨论回答，教师补充：鸡蛋壳和蛋白都是固体，它们热胀冷缩的程度不一样。遇冷时，蛋白收缩得比蛋壳厉害，蛋壳和蛋白就分开了，所以容易剥壳。
（3）夏天书橱抽屉拉起来有些紧：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①夏天的时候，书橱的抽屉有时候拉起来会比较紧，这是为什么？
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②学生回答，教师小结：夏天温度高，木头做的抽屉受热膨胀，体积变大了，所以拉起来就紧了。冬天温度低，抽屉收缩，就好拉了。
（4）教师引导：你还知道生活中哪些固体热胀冷缩的现象？
（5）学生自由发言，教师补充：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①铁轨之间也要留缝隙，防止夏天受热膨胀拱起来。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②玻璃杯倒入开水有时会炸裂，是因为玻璃受热不均匀，有的地方膨胀有的地方不膨胀，就裂开了。
设计意图：通过分析生活中的热胀冷缩现象，让学生把学到的科学知识应用到生活中，体会科学与生活的密切联系。培养学生用科学知识解释生活现象的能力，增强学生的科学素养。
（四）反思评价、布置作业与课堂总结（约5分钟）
1.教师引导回顾：这节课我们研究了桥上的伸缩缝，谁来说说你学到了什么？
2.学生回顾本节课所学内容，梳理知识。
3.教师出示“回顾反思”，引导学生梳理探究过程：
现象：桥梁、公路上有伸缩缝
问题：为什么要留伸缩缝？
假设：因为固体有热胀冷缩的性质
证据：①铜球能热胀冷缩；②塑料球能热胀冷缩
观点：伸缩缝能预防固体热胀冷缩对建筑物的影响
4.教师小结：我们经历了“现象—问题—假设—证据—观点”的完整探究过程，这是科学研究的一般方法。
5.教师引导学生自我评价：对照“评价表”的四项标准，给自己评星级。学生对照评价表进行自我评价。
6.教师拓展迁移：（出示无缝钢轨图片）大家知道吗，现在的高速铁路用的是无缝钢轨，没有缝隙。那无缝钢轨是怎样解决固体热胀冷缩问题的呢？有兴趣的同学课后可以查阅资料了解一下。
7.布置作业：
（1）基础作业：背诵固体热胀冷缩的性质；说说桥上为什么要留伸缩缝。
（2）实践作业：找一找生活中还有哪些固体热胀冷缩的现象，记录下来，并用今天学到的知识解释；观察家里的门窗、家具，看看有没有因为热胀冷缩出现的变化。
（3）选做作业：查阅资料，了解高速铁路的无缝钢轨是怎样解决固体热胀冷缩问题的，把你了解到的知识记录下来和同学分享。
8.学生记录作业任务。
9.教师课堂总结：今天我们通过实验发现了固体也有热胀冷缩的性质，还知道了桥上伸缩缝的秘密。热胀冷缩是一种很常见的科学现象，生活中处处有科学。我们学习科学知识，不仅要知道“是什么”，还要知道“为什么”，更要用学到的知识解决生活中的问题。下节课我们将继续研究热的秘密，看看气体有没有热胀冷缩的性质。
10.学生谈本节课的收获和感受。
设计意图：梳理全课知识和探究过程，让学生掌握科学探究的一般方法。通过自我评价培养学生的元认知能力。通过拓展和作业，将科学探究延伸到课外，激发学生继续探究的兴趣。
板书设计
12. 桥上的伸缩缝
固体的热胀冷缩：
受热 → 体积膨胀
遇冷 → 体积收缩
伸缩缝的作用：
预防固体热胀冷缩对建筑物的破坏
探究过程：
现象 → 问题 → 假设 → 证据 → 观点