一、教學背景與目標定位：為什么要做這個實驗？演講人01教學背景與目標定位：為什么要做這個實驗？02實驗材料與準備：如何讓現(xiàn)象“看得見、說得清”？03實驗過程設計：從“觀察現(xiàn)象”到“推導原理”的階梯式探究04現(xiàn)象總結(jié)與原理滲透：從“宏觀現(xiàn)象”到“微觀本質(zhì)”的銜接05生活應用與遷移拓展：讓科學“走出實驗室”06總結(jié)與升華：科學探究的“種子”需要持續(xù)澆灌目錄2025小學五年級科學上冊熱脹冷縮的現(xiàn)象演示實驗課件作為一名深耕小學科學教育十余年的一線教師，我始終相信：科學課的魅力在于讓抽象的原理“活”起來，讓孩子用眼睛觀察、用雙手觸摸、用大腦思考。今天要和大家分享的“熱脹冷縮現(xiàn)象演示實驗”，正是五年級科學上冊“熱”單元的核心內(nèi)容。這一知識點不僅是物質(zhì)性質(zhì)的基礎認知，更是培養(yǎng)學生科學探究能力的重要載體。接下來，我將從教學背景、實驗設計、操作要點、現(xiàn)象分析及拓展應用五個維度，系統(tǒng)展開這節(jié)實驗課的設計思路。01教學背景與目標定位：為什么要做這個實驗？1教材地位與學生認知基礎熱脹冷縮是物質(zhì)在溫度變化時表現(xiàn)出的基本性質(zhì)，是“熱傳遞”“物體的變化”等單元的延伸，也是解釋生活中諸多現(xiàn)象（如鐵軌留縫、溫度計原理）的關鍵。五年級學生已具備初步的觀察能力和簡單推理能力，但對“體積變化”的微觀機制缺乏認知，容易將“膨脹”直觀理解為“變大”，而忽略“溫度變化”這一核心變量。因此，實驗的核心任務是通過直觀現(xiàn)象建立“溫度→體積變化”的因果聯(lián)系，并初步滲透“分子運動”的微觀解釋。2三維教學目標設計A知識目標：能準確描述固體、液體、氣體在受熱/受冷時的體積變化現(xiàn)象，歸納“熱脹冷縮”的科學概念；B能力目標：掌握對比實驗的設計方法（控制變量：溫度；觀察變量：體積變化），提升實驗操作、現(xiàn)象記錄與結(jié)論推導能力；C情感目標：通過生活現(xiàn)象與實驗的關聯(lián)，體會科學與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)“用科學解釋日常”的探究興趣。02實驗材料與準備：如何讓現(xiàn)象“看得見、說得清”？1實驗材料的選擇邏輯熱脹冷縮現(xiàn)象在固、液、氣三態(tài)中均有體現(xiàn)，但不同狀態(tài)的實驗設計需兼顧“現(xiàn)象明顯性”和“操作安全性”。我結(jié)合教材建議與教學實踐，篩選出以下三組經(jīng)典實驗（如表1）：|物態(tài)類型|實驗名稱|核心器材|現(xiàn)象觀察點|安全性說明||----------|----------------|---------------------------|-----------------------------|-----------------------------||固體|銅球“穿環(huán)”實驗|銅球（帶手柄）、鐵環(huán)、酒精燈、火柴、水槽（冷水）|加熱前/后銅球能否通過鐵環(huán)|酒精燈需教師演示，學生操作鐵環(huán)||液體|液柱“跳舞”實驗|圓底燒瓶（裝帶顏色水）、細玻璃管（帶橡膠塞）、熱水/冷水燒杯|插入熱水/冷水時玻璃管液柱升降|玻璃管需提前打磨，避免割傷|1實驗材料的選擇邏輯|氣體|氣球“呼吸”實驗|錐形瓶（干燥）、氣球（套瓶口）、熱水/冷水燒杯|放入熱水/冷水時氣球膨脹/收縮|氣球需檢查無破損，避免突然爆裂|2材料預處理與細節(jié)優(yōu)化固體實驗：銅球與鐵環(huán)的初始間隙需控制在1-2毫米（可用游標卡尺測量），確保加熱前銅球恰好能緩慢通過，加熱后因膨脹無法通過；1液體實驗：水中滴入紅墨水（或藍墨水），玻璃管內(nèi)徑需盡可能細（建議1-2毫米），以放大液柱變化（直徑越小，高度變化越明顯）；2氣體實驗：錐形瓶需干燥（避免瓶內(nèi)水汽影響氣體體積），氣球選擇薄而軟的乳膠材質(zhì)（降低彈性對實驗的干擾）。303實驗過程設計：從“觀察現(xiàn)象”到“推導原理”的階梯式探究1固體熱脹冷縮：眼見為實的“銅球挑戰(zhàn)”實驗步驟：初始狀態(tài)觀察：手持銅球，緩慢穿過鐵環(huán)（邊操作邊提問：“銅球能順利通過鐵環(huán)嗎？”“如果給銅球加熱，可能會發(fā)生什么？”）；加熱與觀察：用酒精燈外焰均勻加熱銅球1-2分鐘（強調(diào)“均勻加熱”避免局部過熱），再次嘗試穿過鐵環(huán)（此時銅球因膨脹無法通過，學生發(fā)出“哇”的驚嘆）；冷卻與驗證：將銅球浸入冷水中冷卻30秒，再次嘗試穿過鐵環(huán)（銅球收縮，重新通過）。關鍵提問引導：“加熱前后，銅球的什么變了？質(zhì)量變了嗎？（用天平演示：加熱前后質(zhì)量相同）”“無法通過鐵環(huán)說明銅球的什么變大了？（體積）”“冷卻后又能通過，說明體積怎么變了？”1固體熱脹冷縮：眼見為實的“銅球挑戰(zhàn)”學生易混淆點：部分學生可能認為“銅球變大是因為被火燒‘胖’了”，需通過“質(zhì)量不變”的演示（提前稱量加熱前后的銅球），明確“體積變化”而非“質(zhì)量變化”。3.2液體熱脹冷縮：會“跳舞”的彩色液柱實驗步驟：組裝裝置：將帶顏色的水裝入燒瓶（約2/3體積），插入玻璃管（橡膠塞需塞緊，避免漏氣），標記初始液柱高度（用記號筆在玻璃管上畫橫線）；熱水中的變化：將燒瓶放入熱水燒杯（約60℃），觀察液柱變化（約10秒后液柱上升，學生記錄“上升”）；冷水中的變化：將燒瓶取出，放入冷水燒杯（約10℃），觀察液柱變化（約5秒后液柱下降，學生記錄“下降”）。1固體熱脹冷縮：眼見為實的“銅球挑戰(zhàn)”現(xiàn)象深化討論：“液柱上升時，水的體積怎么變？（變大）熱量從哪里來？（熱水傳遞給燒瓶和水）”“液柱下降時，水的體積怎么變？（變小）熱量去哪兒了？（水傳遞給冷水）”“如果換成酒精或食用油，液柱變化會一樣嗎？（拓展：不同液體膨脹程度不同，為溫度計原理鋪墊）”安全提示：熱水溫度不宜過高（避免橡膠塞因受熱膨脹導致玻璃管脫落），玻璃管與橡膠塞的連接處需用凡士林潤滑（便于組裝且防漏）。3氣體熱脹冷縮：會“呼吸”的氣球?qū)嶒灢襟E：常溫狀態(tài)：將氣球套在干燥的錐形瓶口（確保密封），觀察氣球狀態(tài)（自然下垂，無明顯膨脹）；熱水刺激：將錐形瓶放入熱水燒杯（約70℃），觀察氣球變化（約8秒后氣球逐漸膨脹，像“吹了氣”一樣）；冷水刺激：將錐形瓶取出，放入冷水燒杯（約5℃），觀察氣球變化（約10秒后氣球逐漸收縮，甚至向內(nèi)凹陷）。思維進階提問：“氣球膨脹時，錐形瓶內(nèi)的空氣體積怎么變？（變大）空氣沒有增加，為什么體積會變大？（受熱膨脹）”3氣體熱脹冷縮：會“呼吸”的氣球“氣球收縮時，空氣體積怎么變？（變?。┻@說明氣體受冷會怎樣？（冷縮）”“如果錐形瓶中有水，實驗現(xiàn)象會更明顯還是更不明顯？（水的存在會占用空氣體積，膨脹空間減小，現(xiàn)象減弱）”學生常見疑問：有學生會認為“氣球膨脹是因為熱水的熱氣進入了氣球”，可通過對比實驗（用密封的錐形瓶，確保氣球與外界無氣體交換）澄清——膨脹的是瓶內(nèi)原有空氣，而非外界氣體進入。04現(xiàn)象總結(jié)與原理滲透：從“宏觀現(xiàn)象”到“微觀本質(zhì)”的銜接1熱脹冷縮的科學概念提煉通過三組實驗，引導學生用“當______時，（物體）的體積會（膨脹/收縮）”的句式總結(jié)現(xiàn)象，最終歸納出：一般情況下，物體受熱時體積膨脹，受冷時體積收縮，這種現(xiàn)象叫做熱脹冷縮（板書加粗）。2微觀解釋的初步滲透（適合五年級的簡化版）考慮學生的認知水平，無需深入講解“分子運動論”，但可通過類比幫助理解：“我們可以把物體的微粒（分子）想象成一群愛運動的小朋友——溫度升高時，它們像吃了能量糖，跑得更快、跳得更歡，彼此之間的距離就變大了（體積膨脹）；溫度降低時，它們像玩累了，跑得慢了，距離就縮小了（體積收縮）?！?特殊情況的補充說明（拓展認知邊界）需強調(diào)“一般情況下”的限定，因為水在0-4℃時會出現(xiàn)“熱縮冷脹”（反常膨脹），可簡單舉例：“冬天湖面結(jié)冰時，冰會浮在水面，說明水結(jié)冰后體積變大，這就是水的特殊性質(zhì)。但在我們今天的實驗溫度范圍內(nèi)（20-70℃），水依然遵循熱脹冷縮規(guī)律。”05生活應用與遷移拓展：讓科學“走出實驗室”1生活現(xiàn)象大搜索（小組討論+分享）擰不開的玻璃瓶蓋，用熱水燙一燙（金屬蓋受熱膨脹，與玻璃的間隙變大，容易打開）；05凹進去的乒乓球，用熱水泡一泡（內(nèi)部空氣受熱膨脹，頂起凹處）。06地磚、水泥路面的伸縮縫（避免冬季冷縮、夏季膨脹導致開裂）；03溫度計的液柱升降（液體熱脹冷縮的應用）；04提出問題：“熱脹冷縮就像一位‘隱形工程師’，悄悄影響著我們的生活。你能舉出哪些例子？”引導學生聯(lián)系實際，常見答案包括：01鐵軌之間的縫隙（防止夏季受熱膨脹導致鐵軌變形）；022實踐任務：設計一個“熱脹冷縮檢測器”（課后延伸）提供材料：空塑料瓶、吸管、橡皮泥、帶顏色的水，要求學生利用所學原理，設計一個能檢測“溫度變化導致體積變化”的裝置。通過這個任務，學生需綜合運用氣體/液體熱脹冷縮的知識，同時鍛煉動手能力和創(chuàng)新思維。06總結(jié)與升華：科學探究的“種子”需要持續(xù)澆灌總結(jié)與升華：科學探究的“種子”需要持續(xù)澆灌回顧整節(jié)課，我們通過三組經(jīng)典實驗，親眼見證了固體、液體、氣體的熱脹冷縮現(xiàn)象，從“銅球穿環(huán)”的直觀震撼，到“液柱跳舞”的細節(jié)觀察，再到“氣球呼吸”的趣味體驗，最終提煉出“熱脹冷縮”的科學概念。這不僅是一次知識的學習，更是一次“提出問題—設計實驗—觀察現(xiàn)象—推導結(jié)論—聯(lián)系生活”的完整科學探究過程。作為教師，我始終記得第一