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科学课程液体热胀冷缩实验教案

一、教学主题

液体的热胀冷缩现象探究

二、适用年级

小学中高年级（或根据学生具体认知水平调整）

三、教学目标

通过观察与实验，引导学生认识并理解液体在受热时体积膨胀、遇冷时体积收缩的基本特性，即液体的热胀冷缩现象。培养学生的观察能力、动手操作能力以及基于实验现象进行分析推理的初步科学探究能力。激发学生对自然现象的好奇心和探究欲望，渗透实事求是的科学态度。

四、教学重点与难点

*重点：通过实验清晰观察到液体受热膨胀、遇冷收缩的现象，并能准确描述。理解“热胀冷缩”是液体的一种普遍性质。

*难点：引导学生从实验现象抽象出“分子运动加剧导致体积膨胀，分子运动减缓导致体积收缩”的微观解释（可根据学生年龄和认知水平适当简化）。实验操作的规范性和现象观察的细致性。

五、教学准备

*教师准备：

*演示用实验装置一套（大号玻璃瓶或烧杯、带有细玻璃管的橡胶塞、红墨水、热水、冷水、温水、滴管、抹布、PPT课件或挂图）。

*相关的生活实例图片或视频（如温度计、夏天路面鼓起的水管片段等）。

*学生准备（可分组进行）：

*实验装置材料：透明小玻璃瓶（或塑料瓶，需确保瓶身较硬不易变形）若干、配套的单孔橡胶塞若干、细玻璃管（或透明吸管，越细现象越明显）若干。

*实验用液体：水（可滴加红墨水染色，便于观察）。

*环境材料：三个水盆（分别盛放热水、冷水、温水）。

*辅助工具：滴管、抹布（用于擦拭溢出的水或桌面）、记录纸和笔。

*安全提示：提醒学生注意热水，小心烫伤，玻璃器材轻拿轻放。

六、教学过程

（一）创设情境，导入新课(约5分钟)

1.提问激趣：同学们，我们都知道夏天天气热，冬天天气冷。那我们周围的物体，比如水，在不同的温度下，会不会有什么变化呢？（引导学生自由发言，初步猜想）

2.生活联系：老师这里有一个小问题：为什么夏天路面上的某些水管有时候会“鼓”起来，甚至出现破裂的情况呢？（如果学生难以回答，可暂不揭晓答案，留作悬念）今天，我们就通过实验来探究一下液体在温度变化时的“小秘密”。

（二）提出问题，作出假设(约5分钟)

1.聚焦问题：我们今天主要研究的是“液体”。如果我们给水加热，或者让热水冷却，它的体积会发生变化吗？会怎么变呢？

2.引导假设：鼓励学生根据生活经验或直觉提出自己的假设，例如：“水受热时体积会变大/变小？”“水遇冷时体积会变大/变小？”（将学生的假设简要记录在黑板一侧）

（三）设计实验，动手操作(约20分钟)

1.讨论实验方案：

*师：我们的假设需要通过实验来验证。那么，我们如何设计一个实验来观察水在受热和遇冷时体积的变化呢？

*引导学生思考：用什么容器装水？如何才能清晰地看到体积的微小变化？（引出使用细玻璃管的必要性，利用液体在细管中上升或下降的高度来体现体积变化）如何提供“热”和“冷”的条件？

2.介绍实验装置：

*展示并介绍实验装置的组成：一个带有橡胶塞的玻璃瓶，橡胶塞上插入一根细玻璃管。

*演示装置的组装和初始状态调整：将玻璃瓶装满染成红色的水（强调“装满”，不留气泡），用插有细玻璃管的橡胶塞紧紧塞住瓶口，确保水能够上升到细玻璃管中一定高度，并在初始水位处做上标记（可用橡皮筋或记号笔）。

3.明确实验步骤与注意事项：

*步骤一（冷水环境）：将组装好的装置小心放入盛有冷水的水盆中，观察细玻璃管内液面的变化，并记录。

*步骤二（热水环境）：将装置从冷水中取出，擦干外壁，再小心放入盛有热水的水盆中（提醒学生注意安全，热水温度不宜过高，避免烫伤或玻璃仪器骤热破裂），观察细玻璃管内液面的变化，并记录。

*步骤三（温水或室温环境）：将装置从热水中取出，擦干外壁，放入盛有温水或置于室温下，观察液面是否恢复。

*注意事项：

*玻璃仪器轻拿轻放，防止破碎。

*操作热水时要小心，避免烫伤，可由老师协助或在老师指导下进行。

*确保装置密封良好，无漏水现象，否则会影响实验效果。

*仔细观察，及时记录液面变化的现象（上升、下降、不变）。

4.学生分组实验，教师巡视指导：

*学生分组进行实验，教师巡视，关注学生的操作规范性、现象观察的细致程度，并对有困难的小组给予指导。

*鼓励学生在记录纸上画出实验装置简图，并标注不同阶段液面的位置和观察到的现象。

（四）观察现象，讨论分析(约10分钟)

1.小组汇报：各小组选派代表汇报实验中观察到的现象，例如：“将装置放入热水中时，细玻璃管里的水面上升了。”“放入冷水中时，水面下降了。”

2.现象汇总：教师将各小组观察到的共同现象记录在黑板上。

*放入热水中：玻璃管内液面