小学科学冀人版（2024）四年级上册（2024）专题研究 物质状态或体积变化与生活教案

这是一份小学科学冀人版（2024）四年级上册（2024）专题研究 物质状态或体积变化与生活教案，共66页。教案主要包含了学情分析，教材分析，核心素养教学目标，教学重难点，教学准备，教学过程，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
四年级学生已经具备基础的生活观察能力，经过本单元前面课时的学习，已经认识固体、液体、气体三种物质状态，了解水的三态转化现象，初步接触物体热胀冷缩带来的体积变化现象，能够完成简单的观察、记录与小组讨论活动。学生对于烧水结冰、夏天路面鼓胀、冰箱制冷等生活现象有感性见闻，但大多停留在看见现象，不能区分物质状态变化和体积变化两类现象，容易把两种变化混为一谈，很难把课堂所学科学原理和真实生活场景建立稳定对应关系。
该年龄段学生好奇心强，乐于分享生活见闻，擅长案例分析、图表整理等直观学习方式，但逻辑归纳能力有限，对于“变化之后物质本身有没有改变”这一本质概念理解容易模糊。部分学生搜集生活实例时只会简单举例，缺少梳理分类的方法，需要教师搭建支架，引导学生从零散现象走向归纳总结，落实专题研究的探究思路。
二、教材分析
本课是第一单元结尾的专题研究课，属于单元知识整合、迁移应用的课时，承接单元前面物质三态特征、水的三态变化、物体热胀冷缩等内容。教材文本分为情境导入、区分两类变化、生活案例梳理、研讨辨析、专题成果整理几大部分。
2026秋新教材首先提出驱动性问题：生活里哪些地方会出现物质状态改变或者物体体积发生改变的现象，这些变化给我们的生活带来怎样的影响。课本提供多组生活实景案例，既有水结冰、水蒸发这类物质状态发生转变的实例，也有电线夏松冬紧、轮胎夏天不宜充气过多这类体积热胀冷缩的实例，引导学生对比辨析两类变化的不同。教材设置对比表格，要求学生对搜集到的现象分类填写，区分状态变化、体积变化，标注变化发生的条件，分析对人类生活有利或者不利的影响。教材还设置研讨板块，启发学生思考人们怎样利用这些物质变化服务生活，又该如何规避变化带来的麻烦。
本节课不学习全新的科学概念，重点在于把本单元碎片化的知识进行整合，训练学生搜集证据、分类对比、分析利弊的专题探究能力，落实“从生活中来，回到生活中去”的科学学习理念，是从识记知识走向应用知识的关键一课。
三、核心素养教学目标（依据2022版义务教育科学课程标准）
1.科学观念：能够辨别生活中物质状态变化与物体体积变化现象；知道温度改变大多会引发这两类变化；明白两类变化发生时，物质本身没有变成新的物质；能说出典型实例中变化发生的条件，了解变化对生活产生的影响。
2.科学思维：通过对多个生活案例对比分析，归纳物质状态变化、体积变化的异同；能够依据现象推理变化背后的原因，建立“生活现象—发生条件—科学原理—生活影响”的思考链条，提升分类、归纳、辨析的思维能力。
3.探究实践：可以结合课本素材与生活经验搜集相关实例；借助表格完成现象分类整理；小组合作完成案例研讨，能够运用单元学到的知识解释生活中的真实现象，完成专题研究简单成果梳理。
4.态度责任：体会物质变化与日常生活紧密相连，感受科学知识可以改善生活；养成留心观察身边科学现象的习惯；懂得合理利用物质变化规律，主动规避生活当中由物质变化带来的安全隐患。
四、教学重难点
教学重点：区分物质状态变化和物体体积变化；结合课本案例与生活实例，分析两类变化发生的条件，理解它们在生活中的应用与影响。
教学难点：厘清两类变化的本质区别；能够独立用所学科学原理解释陌生的生活现象，完成专题研究案例梳理与分析。
五、教学准备
教师准备：课本案例图文素材、现象分类空白表格；生活实例图片（结冰水管破裂、晾晒衣物、高压电线、轮胎充气、烧水冒白雾等）。
学生准备：课本、笔记本，课前简单回忆生活中见过的物体受热、遇冷后发生改变的现象。
六、教学过程
（一）情境导入，引出专题研究主题
教师出示课本开篇情境图文，面向全体学生讲述：同学们，我们这个单元已经学习了固体、液体、气体的特征，也研究过水可以变成冰、水蒸气，物体受热遇冷体积也会发生改变。课本上提出这样一个思考：在我们日常衣食住行当中，很多物质会发生改变，一部分物质改变了自身状态，还有一部分物质状态没有改变，只是体积变大或者变小。
师：大家回忆一下，谁能说一说，你在生活当中见过哪些物体受热或者遇冷之后发生改变的现象？
生1：冬天水放在外面会冻成冰块。
生2：夏天自行车轮胎气充太满，暴晒之后容易爆胎。
生3：洗完的湿衣服放一段时间会变干。
师：大家说得都很好，这些现象就在我们身边。大家仔细观察，刚刚同学们举的例子里面，有些是物质从一种状态变成另一种状态，有些物体模样状态没变，只是大小体积变了。课本这节专题研究课，就是要专门来研究：物质状态或者体积变化和我们生活之间的关系。今天我们就化身小小科学研究员，完成本次专题探究。
【设计意图】依托教材开篇情境，调用学生已有生活经验，直接点明本节课专题研究任务，快速把学生带入课堂主题，建立单元旧知与本课学习的关联。
（二）研读教材文本，辨析两类变化的概念
教师引导学生翻开课本阅读专题研究主体文本，带领学生精读教材文字内容。
师：请大家看课本，课本把我们要研究的现象分成两大类，谁能从课本当中找出来，是哪两类变化？
生：一类是物质状态发生变化，另一类是物体的体积发生变化。
师：很好，我们一起来读课本当中对这两类现象的描述。课本写道：有的物质，在受热或者遇冷的时候，会在固态、液态、气态之间互相转化，这就是物质的状态变化。还有一些物体，受热遇冷之后，固体还是固体，液体还是液体，气体还是气体，状态没有改变，只是体积膨胀或者收缩，这就是体积变化。
教师板书两个类别，继续提问：结合课本文字，小组之间互相说一说，物质状态变化和体积变化，最大不一样的地方是什么？给大家一点时间小组交流。
学生小组讨论之后，组织全班交流。
生1：状态变化，物质会从固体变成液体，或者液体变成气体。
生2：体积变化的时候，物体状态不变，只是变大变小。
教师结合课本内容补充讲解：正如课本描述，物质状态变化，是固、液、气态之间互相转换，物体的形态发生根本性改变，比如冰块融化，固体冰变成液态水。体积变化，物体保持原来的状态，仅仅体积大小改变，比如金属电线杆上面的电线，夏天受热变长变松，冬天遇冷收缩拉紧，电线始终是固体，没有变成液体或者气体，仅仅体积长度发生改变。
师：老师这里有两个案例，来自课本列举的例子，第一个案例：冬天水管里的水结冰，水管裂开。请大家判断，这里发生的是什么变化？
生：水变成冰，是物质状态变化。
师：没错，水液态变成固态冰，属于状态变化，同时冰的体积会变大，所以会撑裂水管。那第二个课本案例：夏天铁轨缝隙会变小，冬天缝隙变大，铁轨始终是固体钢轨，这是什么变化？
生：只是体积改变，属于体积变化。
【设计意图】深度解析教材核心文本，通过师问生答落实课本概念解读，用课本自带案例做初次辨析，帮助学生搭建区分两类变化的概念框架，化解本课基础认知难点。
（三）依托教材表格，开展案例分类探究活动
教师展示课本当中的专题研究记录表格，表格分为现象名称、变化类型（物质状态变化/体积变化）、变化条件（受热/遇冷）、对生活的影响（有利/不利）四列。
师：课本希望我们把搜集到的现象整理到这张表格中，我们先来处理课本给我们提供的几组典型生活现象，我们集体分析，一起完成表格填写。
教师依次出示课本素材案例，逐例开展师生互动研讨。
案例一：湿衣服晾晒后变干。
师：湿衣服上的水不见了，这个现象属于哪一类变化？
生：水由液态变成看不见的水蒸气，是物质状态变化。
师：是什么条件促使这个变化发生？
生：受热，阳光照射温度升高。
师：这件事对我们生活有利还是不利？
生：有利，衣服可以晒干。
案例二：烧开的水冒出白雾。
师：课本提到烧水时壶口冒出白雾，大家要注意，白雾不是水蒸气，是水蒸气遇冷之后凝结成的小水珠，这属于什么变化？
生：水蒸气气态变成液态小水珠，属于物质状态变化。
师：那这个变化的条件是什么？
生：水受热变成水蒸气，水蒸气遇到外面冷空气，遇冷凝结。
案例三：夏天自行车轮胎不能充气过足。
师：课本为什么提醒我们夏天轮胎不要充太满？这里发生的是什么变化？
生：轮胎里面是空气，空气受热体积膨胀，气体还是气体，状态没有改变，属于体积变化。
师：如果充气太满，受热膨胀之后会发生什么后果？
生：轮胎容易爆裂，对我们生活是不利的。
案例四：冬天窗户玻璃内侧出现小水珠。
师：冬天屋内热的水蒸气碰到冷玻璃，出现水珠，这是哪一类变化？
生：气态水蒸气变成液态水，属于物质状态变化，条件是遇冷。
师：刚刚我们分析了课本上的四组实例，现在请各小组，结合课本再想一想，你还能补充哪些生活实例，填写到表格当中。小组内要明确说清楚：现象是什么，属于哪一类变化，是受热还是遇冷，这件事给我们生活带来好处还是麻烦。
各小组开展小组探究活动，教师巡视，参与小组交流，倾听学生想法，对出现混淆的小组进行引导。比如有的同学把水结冰既当成状态变化又当成体积变化，教师要引导学生区分：水结冰核心是液态转为固态，属于状态变化，在状态发生改变的同时，伴随体积变大的现象，两类变化可以同时发生，但概念本身需要分清。
小组研讨结束之后，邀请小组代表分享本组表格填写成果，其他同学可以补充纠正。
【设计意图】严格使用教材专题研究表格载体，以问答式课堂互动分析课本原生案例，再放手小组拓展实例，落实专题研究搜集、分类、整理证据的探究流程，训练学生分类对比的科学思维。
（四）课本研讨板块深度辨析，分析利弊与应用
教师过渡：我们已经把很多现象进行分类整理，课本下面设置了两个研讨问题，我们一起来思考。第一个研讨问题：人们是怎样利用物质状态变化、体积变化来方便我们生活的？第二个研讨问题，哪些变化会给我们生活带来麻烦，我们该怎样去应对？
师：先思考第一个研讨问题，结合课本学过的知识，想一想，生活当中，人们主动利用这些变化做什么？
生1：冰箱冷冻，水变成冰，可以制作冰块，冷藏食物，利用水凝固的状态变化。
生2：做饭烧水，水受热蒸发，把食物煮熟。
生3：温度计，利用液体热胀冷缩体积变化，测量温度。
师：大家说得很到位，课本也提示我们，人类很多工具、生活方式，都是巧妙利用物质受热遇冷之后的变化。那第二个研讨问题，哪些变化会带来麻烦，我们要怎么处理？
生1：冬天水管水结冰，水管会破裂，我们冬天要把水管包裹保温，不让水管温度太低。
生2：夏天轮胎空气受热膨胀，容易爆胎，夏天轮胎不要充入太多气体。
生3：眼镜从寒冷室外进到温暖屋内，镜片起雾，水蒸气凝结，看不清东西。
师：大家思考得很全面。我们一起来总结课本传递的观点：物质状态、体积变化本身没有好坏，同样的变化，用在合适地方就能造福生活，如果不加留意，就会带来麻烦甚至危险。我们学习科学，就是要认识这些规律，学会扬长避短。
师：老师再提问一个课本引申思考题：不管是物质状态变化，还是物体体积变化，发生这些变化之后，会不会产生新的物质？小组简单讨论。
学生讨论后作答。
生：冰融化成水，还是水；电线热胀冷缩还是电线，没有变出别的东西。
教师总结讲解：正如我们单元学习的，本节课研究的这两类变化，物体只是状态或者体积发生改变，物质本身没有生成新物质，这是这一类变化很重要的特点。
【设计意图】充分利用教材研讨栏目，层层递进开展思辨，引导学生辩证看待物质变化，完成知识的深度内化，落实态度责任素养；通过核心问题巩固单元本质概念，突破学生容易混淆的认知难点。
（五）专题成果梳理，建构单元知识体系
师：本节课是专题研究课，我们要形成专题研究的简单成果。结合课本的学习，我们一起来梳理本次专题研究收获。首先，我们区分了两类变化：物质状态变化，是固、液、气三者之间相互转化；体积变化，物体状态不变，仅仅受热膨胀、遇冷收缩。大多情况下，温度改变是引发这两类变化的重要条件。
教师引导学生对照课本，回顾整个单元逻辑：本单元我们先认识固体液体气体是什么样子，接着研究水三态互相转化，研究物体热胀冷缩体积变化，今天这节专题研究课，就是把前面学到的知识放到真实生活当中，去解释、分析现实场景。
师：专题研究告诉我们，科学不是只存在课本和实验室，我们身边到处都有物质变化，只要细心观察，就可以用课堂学到的科学知识看懂生活当中许许多多的现象。
【设计意图】回归专题研究课定位，串联单元全部学习内容，帮助学生形成完整知识链条，完成从零散知识点走向整体专题认知。
七、课堂小结
今天我们完成《物质状态或体积变化与生活》专题研究学习。通过研读课本文本、案例辨析、表格整理、小组研讨，我们分清了物质状态变化和物体体积变化。物质状态变化是物体固态、液态、气态之间互相转换；体积变化是物体本身状态不变，只是受热膨胀、遇冷收缩。温度变化常常会诱发这两类变化，变化过程当中不会产生新物质。
这些物质变化广泛存在于我们日常生活，既可以被人类利用，给生活带来便利，也会产生一些不利影响。我们学习科学，就是学会观察生活现象，读懂现象背后的科学道理，合理利用物质变化规律，规避潜在问题。课后大家可以继续观察家里、社区当中的相关现象，继续完善自己的专题研究记录。