资源简介

基于核心概念的大单元教学主题
学科年级 小学科学三年级 单元名称 第三单元《冷与热》
设计教师 团队名称
一、单元学习内容规划
（一）单元教学指向的核心概念和相关概念的进阶路线 跨学科概念 系统与模型 结构与功能 稳定与变化 物质与能量 核心概念 1.物质的结构与性质 4.能的转化与能量 1.1 物质具有一定的特 1.2 空气与水是重要的 4.1 能的形式、转移与 学习内容 转化 性与功能 物质 ①知道不同物质具有不同的物 ④知道空气主要成分的体 ①结合实例了解能的多种理性质和化学性质，如硬度、 积分数，认识空气对人类 形式（机械能、内能、电弹性、磁性、导热性、溶解性、 的重要作用。 磁能、化学能、核能等）。 7-9年级 酸碱性等。 ⑦了解水的组成和主要性 ②知道质量的定义，学会用天 质，举例说明水对生命体平测量质量；理解密度所反映 和经济发展的影响。 的物质属性，会测量固体和液体的密度。 ③知道外界条件能影响物质的性质。 ①知道动能、声能、光能、 5-6年级 ①观察常见材料在水中的沉浮 ③列举日常生活中水的蒸发和水 热能、电能、磁能等都是 现象、导热性等，说出它们的 蒸气凝结成水的实例，如晒衣服、 内 主要用途。 能的形式，了解这些能的 雾、玻璃窗上的水珠等。 相互转化现象。 容 要 ①能使用简单的仪器测量一些 ⑤观察并描述空气受热上升的现 ②描述测量物体温度的方 求 3-4年级 物体的长度、质量、体积、温 象。 法，知道摄氏度是表示物 度等常见特征，并使用恰当的 ⑥知道风是一种空气流动的现象， 体冷热程度的常用温度标计量单位进行记录。 列举生活中常见的形成风的的一 准单位。 些方法。 ③知道物体一般具有热胀 冷缩的性质，知道水结冰 ①能观察并描述物体的轻重、 时体积会膨胀。 ③认识空气是无色、无味的气体。 1-2年级 薄厚、颜色、表面粗糙程度、 形状等外部特征，能根据物体 ④观察并描述水的颜色、状态、 气味等特征。 的外部特征对其进行简单分 类。
(
10
)
跨学科概念 系统与模型
结构与功能
稳定与变化
物质与能量
核心概念
12.技术工程与社会 13.工程设计与物化
学习内容
7-9 年级
5-6年级
内容要
求 3-4年级
12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造
①认识现代技术与工程的系统性和复杂性。
②知道工程以科学和技术为基础，知道工程通常由多个系统组成；知道中国主要的的大科学工程。
②举例说出工具在生产和生活中的应用，知道使用工具可以更加便利、快捷和精确；学会使用常见的工具制作简单作品；拆装简单产品，了解产品的构造和特点。
12.3 科学、技术、工程相互影响与促进
①知道科学对技术与工程具有指导意义；初步认识现代科学、技术与工程越来越密不可分，高度融合。
④初步认识技术与工程对科学发展的促进作用，应用仪器设备进行观察并进行记 录；举例说明科学发现可以促进新技术发明。
④初步说明一些技术产品涉及的科学概念或原理，尝试应用科学原理设计并制作简单装置（如传声器、听诊器等）。
13.2 工程的关键是设计
②尝试使用合适的方法，对选定的设计方案进行模拟分析与预测。
③依据不同来源的证据、
限制条件等因素，从需求层面优化设计方案。
②利用示意图、影像、文字或实物等多种方 式，阐明自己的创意，初步认识设计方案中各影响因素间的关系。
②借助表格、草图、实物模型、戏剧或故事等方式说明自己的设计思路。
13.3 工程是设计方案物化的结果
④知道工程需要经历明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等过程；利用工具制作实物模型，尝试应用科学原理指导制作过
程，根据实际反馈结果，对模型进行有科学依据的迭代改进，最终进行展示。
④利用工具制作简单的实物模型，根据实际反馈结果进行改进并展示。
④利用常用工具，对常见材料进行简单加工处理。
⑤知道制作过程应遵循一定的顺序，制作简单的实物模型；尝试发现实物模型的不足，改进并展示。
1-2年级
②学会使用锤子、安全剪刀、放大镜等简单工具；应用身边的材料和工具，制作简单的手工作品。
③学会使用锤子、安全剪刀、放大镜等简单工具；应用身边的材料和工具，制作简单的手工作品。
②学会使用简单的草图，说出自己的思路。
③学会使用简单工具，对生活中常见材料进行简单加工处理。
④制作简单的实物模型并展示，尝试通过观察发现作品中存在的问题并提出改进方案。
【学业要求】
物质的结构与性质：能说出空气受热会膨胀，风是空气流动的现象；能使用简单的仪器测量物体的长度、体积、温度、质量等；对常见物体的特征和性能表现出探究兴趣；认识到观察和测量的重要性，观察和测量的结果需要如实记录；能按要求进行合作探究学习；意识到各种材料对人们生活的意义。
4.能的转化与能量：能用实例归纳概括物体的热胀冷缩性质；能设计实验，探究常见物体的热胀冷缩现象；能利用科学词汇、图示符号等方式记录现象；能正确叙述自己的探究过程与结论，能倾听别人的意见，能合作交流；愿意用热胀冷缩等相关的原理解决生活中的一些问题。
12.技术工程与社会：能举例说出一些技术产品所涉及的科学概念或原理；能在教师的引导下，利用常见工具制作某种产品的简化实物模型，并能反应其中的部分科学原理；具有参与技术与工程实践的兴趣。
13.工程设计与物化：能提出满足一定限制条件的简单设计问题和多种设计方案；能用多种方式说明设计思路，选择适当的方案；能完成实物模型制作，发现实物模型的不足并进行改进；具有技术与工程方面的操作兴趣，愿意动手尝试。
【教学提示】 1.教学策略建议
教师要创设真实的问题情境，引导学生通过观察与实验、建构模型、分类以及融入科技史素材等方法进行学习，使学生认识物体的特征与材料的性能，以及物质的组成、结构、性质、转化及用途等。
①创设情境，指导学生用观察、实验等方法探究物体的特征和物质的性质。3-4 年级，可帮助学生设计观察或实验活动，指导学生利用简单的科学仪器，探究常见物体的特征和材料的性能，学习初步的定量描述，进一步丰富和拓展对物质特性的认识。
②引导学生利用模型描述物质的结构，解释物质的性质及变化。3-4 年级，可帮助学生用直观模型说明空气受热膨胀上升的现象等。
教师要创设情境让学生认识能的各种形式，理解能的转化和转移的各种方式，根据能的转化和能量守恒的规律、分析、解释和判断生产生活中的相关问题。
（3）教师应指导学生适当分组，分工合作，集思广益。开展不同形式的探究实践活动时，教学的重点在于引导学生形成解决问题的方法和策略，以及开展实验探究并获得结论。实验探究项目要符合学习规律和学科特点，并在真实情境中进行。实验探究活动结束后，可以采用总结汇报、艺术表演等多种形式进行展示，注重训练学生的沟通交流能力。
（4）技术与工程实践活动要根据学生的知识经验和认知水平，设置既有科学性又有趣味性的学习内容；同时要根据学生的原有基础，有针对性地提出任务，着重在设计图纸、成本核算、测试评价及迭代改进方面进行实践，注意不同学段学习内容的衔接和进阶，使学生的工程实践能力螺旋上升。
2.学习活动建议
①围绕本学科核心概念，可开展观察、实验探究、测量、制作、项目研究等学习活动。
3-4 年级:正确使用温度计，用温度计测量水的温度，利用测量获得的数据描述物体的某些特点。探究物体热胀冷缩的现象。使某种物体受热或受冷，观察其变化，认识物体的热胀冷缩现象。设计制作某种产品的简化实物模型，并反映产品的部分科学原理。
②学习活动设计，要与本学科核心概念的内容相适应，主要包括模型制作和项目研究。模型制作更强调规范和流程；项目研究是围绕真实情境开展学习的方式，要通过技术与工程方法设计制作装置或模型，利用装置或模型进行深入研究，发展实践能力和创造能力。
【学业质量描述】
能利用工具测量、描述常见物体的特征和材料的性能，能制订简单的探究计划，运用感官或选择恰当的工具、仪器观察并描述常见物体的外部形态特征及相关现象，用比较科学的词汇、统计图表等记录整理信息；能运用分析、比较、推理、概括等方法，分析结果，得出结论；能正确讲述并反思自己的探究过程与结论，作出自我评价与调整；能在熟悉的情境中，观察并描述熟悉的具体现象与事物的构成要素，分析并表达要素之间的关系，找到它们之间重要的、共同的特征，使用模型或者自己设计制作模型解释简单的科学现象；掌握常见工具的使用方法，利用所学科学原理，通过构思、设计、实施、检验等过程，考虑多种因素，完成简单的工程任务；能发现所制作模型的问题，并进行适当的改进；能在好奇心驱使下，对生活中常见自然现象的特征或现象发生的条件、过程表现出操作兴趣，如实记录和报告观察与实验的信息；能有依据地质疑别人的观点，尝试利用所学科学原理，运用多种材料、多种思路、多种方法完成探究和实践；愿意分享自己的想法，接纳他人观点，完善探究活动；了解科学技术对人类生活方式和生产方式有影响。
本单元聚焦“1.物质的结构与性质”“4.能的转化与能量”“12.技术工程与社会”“13.工程设计与物化”这四个核心概念，落实课标 3-4 年级“1.1 物质具有一定的特性与功能”“1.2空气与水是重要的物质”“4.1 能的形式、转移与转化”“12.1 技术与工程创造了人造物，技术的核心是发明，工程的核心是建造”“12.3 科学、技术、工程相互影响与促进”“13.2 工程的关键是设计”以及“13.3 工程是设计方案物化的结果”的学习要求。
通过对课标内容要求的分析，明确了本单元让学生学什么：①认识温度计，知道用温度计来测量物体的温度；②知道物体有热胀冷缩的性质以及它的应用。③知道空气受热会上升。④知道空气的流动形成风。⑤认识走马灯及其结构，知道走马灯的制作方法。
通过对课标学业要求和学业质量的分析，明确了本单元要让学生学到什么程度：①能说出温度计的结构与用途，能正确使用温度计测量物体的温度。②能说出液体、固体和气体具有热胀冷缩的性质，并能用它解释日常生活中现象。③能说出空气受热会上升的原理并解释生活现象。④能说出空气的流动形成风，能说出风对我们生活的影响。⑤能正确说出走马灯的结构以及走马灯的制作方法。
通过对教学提示的分析，明确了本单元要让学生怎么学：①学生可以借助观察、感知、测量，开展基于观察的科学探究活动，在动手操作中获取直接经验。②学生可以通过自己设计方案、动手操作体验活动，利用身边材料制作走马灯。
在层层深入的学习过程中，认识液体、固体和气体具有的热胀冷缩的性质，以及在生活中的应用，探究空气受热上升的原理、空气流动形成风以及根据空气受热上升原理制作走马灯，有助于学生形成系统与模型、结构与功能、稳定与变化、物质与能量这四个跨学科概念。
（二）本单元学习内容的组织线索
教材分析：本单元是以青岛版科学三年级上册第三单元《冷与热》为基础进行设计的。
纵向分析：在三年级上册学习《物体的形态》单元中对固体、液体和气体的性质已有所了解，知道空气占据一定的空间等，为本单元空气相关知识的学习、气液固的热胀冷缩性质的学习打下铺垫。本单元的学习为接下来学习五年级上册《材料的性能》和五年级下册《空气》奠定基础。因此本单元内容起着承上启下的作用！
横向分析：本单元包含七课内容：《哪杯水热》、《温度计的秘密》、《桥上的伸缩
缝》、《瘪的乒乓球鼓起来了》、《热气球上升的秘密》、《风是怎样形成的》以及《制作走马灯》，七课之间存在着紧密的逻辑关系。《哪杯水热》作为本单元的基础课、工具课和起始课，旨在让学生知道物体的冷热程度用温度表示，学会用温度计测量物体的温度等，为探究温度计的秘密搭建平台，为使用"温度"描述事物提供科学术语。《温度计的秘密》《桥上的伸缩缝》《瘪的乒乓球鼓起来了》三课呈并列关系，分别通过"提出问题﹣作出猜想﹣设计实验进行验证"的探究过程，最后得出结论：液体、固体、气体一般具有热胀冷缩的性质。《热气球上升的秘密》和《风是怎样形成的》是在《瘪的乒乓球鼓起来了》一课得出"气体具有热胀冷缩的性质"结论的基础上进行的进阶式探究，《热气球上升的秘密》揭示了热空气上升的原理，《风是怎样形成的》揭示了风是在热空气上升的基础上引起的空气流动。最后一课《制作走马灯》是
前几课所学知识的项目化应用主要体现"工程设计与物化"核心概念的相关要求，利用相关科学原理设计制作技术工程作品。学生通过亲自动手制作，不仅加深了对空气流动原理的认识，还能在实践中培养观察能力、动手操作能力、专注力和责任感，实现知识与技能的有机结合。
（3）通过对教材纵向和横向的分析，本单元的五个课题符合课标要求及学生的认知规律，因此按照本单元的教材内容进行设计，不再进行修改。
2.组织线索
(
热胀冷缩的性质
)项目化应用
课时主题
3.课时结构图
单元主题
课题名称
关键问题
学习任务
课型 课时安排
《冷与热》
哪杯水热
温度计的使用方法是什么？
猜测哪杯水热，知道用温度来表示物体的冷热程度，认识温度计。
学会正确使用水温计测量水的温度。
了解生活中多种多样的温度计。
起始课
1 课时
液体有热胀 1.知道温度计里的秘密。
温度计的秘 密 冷缩的性质吗？ 探究其他液体受热或遇冷后的变化。 了解液体热胀冷缩现象在生活中的应用。 探究课 1 课时
桥上的伸缩 固体有热胀 1.知道生活中伸缩缝的作用。
缝 冷缩的性质 吗？ 探究固体是否有热胀冷缩的性质。 了解生活中固体热胀冷缩的现象。 探究课 1 课时
瘪的乒乓球 气体有热胀 1.探究瘪的乒乓球鼓起来的原理。
鼓起来了 冷缩的性质 吗？ 设计制作“小喷泉”。 了解生活中气体热胀冷缩的现象。 探究课 1 课时
1.研究热气球上升的秘密。
热气球上升 的秘密 热气球为什 么会上升？ 了解热空气上升原理在生活中的应用。 查阅资料，了解热气球的升降是如何控 迁移课 1 课时
制的。
1.观察哪里有风。
风是怎样形 成的 风是怎么形 成的？ 研究自然界中风的成因。 了解风对我们生活的影响。 迁移课 1 课时
4.查阅资料，了解海陆风是怎样形成的。
1.探究走马灯能转动的原因。
走马灯怎么 2.能设计走马灯的制作方案。
制作走马灯 做的？ 3.能制作走马灯、改进走马灯。 迁移课 1 课时
4.展示评价。
二、单元学习目标设计
素养目标
科 学观念 认识温度计，知道国际上常用摄氏度作为温度的鴎靴林计量单位来表示物体的冷热程度；知道一般物体具有“热胀冷缩”的性质；知道空气受热上升的现象；知道空气的流 动是风形成的原因；了解走马灯的内部结构。
科 学 思维 能在教师引导下，描述测量物体温度的方法、利用模型解释“热胀冷缩”的科学现象、 利用证据分析空气受热上升的现象、根据风的模拟实验，推想风的成因。
探 究实践 能在教师引导下，正确使用温度计测量常见物体的温度，并进行记录、通过实验探究液体、气体和固体“热胀冷缩”的性质、通过实验探究热气球上升的秘密、猜测并设计实 验探究风形成的原因、利用身边的材料制作走马灯。
态 度责任 能如实观察、记录测量的信息能；在好奇心的驱使下，对日常生活中的热胀冷缩现象产 生探究兴趣，并进行解释；具有用热空气上升原理解释生活现象的意识；能意识到风对我们生活的影响。
三、单元学习评价设计
根据单元学习目标，叙写单元评价任务： 评价任务一：小组合作,通过观察实物、实验等方式运用感官和选择恰当的工具，观察描述温度计的结构以及如何用温度计测量物体的温度。 评价任务二：小组合作,通过观察、实验探究液体、固体和气体具有热胀冷缩的性质、热空气上升的原因以及风是如何形成的。 评价任务三：通过查阅资料、观看视频等方式了解液体、固体和气体具有热胀冷缩性质在日常生活中的应用。 评价任务四：根据空气受热上升的原理亲自动手设计、制作走马灯。 单元评价设计一：单元学习情况评价单元评价量表
评价 维度 评价内容 评 价 等 级 评 价 结 果
★ ★★ ★★★
科学观念 知道温度的概念及温度计的使用。 能说出温度的概念 ，能正确读数。 说出温度的概念 ，能正确使用温度计测温并读数 。 说出温度的概念，能正确使用温度计测温并准确读数，且会根据不同环境选择不同 温度计。
知道固体、液体、气体具有热胀冷缩的 性质，了解其 知道固体、液体、气体具有热胀冷缩的性质 知道物体具有热胀冷缩的性质，对单元中出现的 生活现象能做出 知道物体具有热胀冷缩的性质，对单元中出现的生活现象能做 出科学合理的解释，
应用 简单的解释 并对生活中的其他事 例进行提问和解释
科学思维 设计实验，设计制作方案并进行表达交流 能在教师引导下，总结出物体热胀冷缩的性质。 能在教师引导下 ，总结出物体热胀冷缩的性质，并可小组合作总结热气球升空及 风形成原因。 能自主准确总结出物体热胀冷缩的性质，并可通过实验结论，准确总结热气球升空及风形成原因。
探究实践 小组合作，实验探究现象明显，结论精确 小组合作下，能用自己的话描述各项实验现象。 小组合作下，能描述实验现象，并能针对现象，总结实验结论。 小组合作下，能用科学语言描述实验现象 ，总结实验结论，并可据此分析描述或判断物体运动的基本方 法。
态度责任 对热胀冷缩现象产生探究兴趣，完成科学探究。 对热胀冷缩现象有探究兴趣。 对热胀冷缩现象有探究兴趣，能意识到其对生活产生的影响。 对热胀冷缩现象有探究兴趣，能意识到其对生活产生的影响。
总得星数（ ）颗
单元评价设计二：纸笔测试
周末，小科和爸爸妈妈一起参与 “家庭科学实践日” 活动，他们围绕 “冷与热” 展开了一系列探索，让我们跟着小科的脚步，一起解决实践中遇到的科学问题吧！
一、情境探究：厨房中的冷与热
小科帮妈妈准备早餐时，发现了很多和 “冷与热” 相关的现象，请根据所学知识回答问题。
妈妈让小科测量自来水的温度，小科从抽屉里拿出水温计，开始操作：
小科应该拿着水温计的 （填 “上部” 或 “玻璃泡”），避免手的温度影响测量结果。
测量时，水温计的玻璃泡要 浸入水中，且不能接触水槽的 和
，这样读数才准确。
等待水温计内液柱 后，小科读出温度是 25℃，这个 “℃” 表示的计量单位是 。
妈妈把水倒入锅中加热，小科发现随着水温升高，锅里的水面慢慢上升了：
水面上升的原因是水受热时 变大，这种性质叫做 。
如果把加热后的水倒入保温杯，拧紧盖子，过一段时间后再打开，会发现盖子有点难拧，这是因为水遇冷后 ，杯内气压变小导致的。
早餐煮了鸡蛋，妈妈把刚煮熟的鸡蛋放入冷水中浸泡：请解释为什么冷水中的鸡蛋更容易剥壳？
二、情境探究：户外的冷与热
吃完早餐，小科和爸爸去小区广场活动，观察到了户外的 “冷与热” 现象。
爸爸指着小区门口的公路说：“你看，公路之间有一条一条的缝隙”：
公路上留缝隙是为了适应固体 的性质，防止夏天温度高时路面 而损坏。
除了公路，生活中 （举 1 例）也利用了这种性质。
小科发现广场上的电线，夏天看起来比冬天更松弛：
请判断：夏天电线松弛是因为电线受热膨胀，冬天电线紧绷是因为电线遇冷收缩（ ）
（填 “√” 或 “×”）
如果工人叔叔在夏天架电线时，把电线拉得特别紧，到了冬天可能会出现什么问题？为什么？
三、情境探究：实验室中的冷与热 回到家后，小科在爸爸的帮助下，做了 “空气热胀冷缩” 的实验，实验装置用玻璃瓶、气球、热水、冷水组成： 实验步骤：① 将气球套在空玻璃瓶口；② 把玻璃瓶放入热水中，观察气球变化；③ 再把玻璃瓶放入冷水中，观察气球变化。 1.根据实验现象填空： 步骤②中，气球会 （填 “膨胀变大” 或 “收缩变小”），这说明空气受热时体积 。 步骤③中，气球会 （填 “膨胀变大” 或 “收缩变小”），这说明空气遇冷时体积 。 这个实验证明了空气具有 的性质。实验拓展： 2.小科想知道 “不同温度的热水，对空气膨胀的影响是否一样”，请你帮他设计一个简单的对比实验方案，写出实验的关键步骤（至少 3 步）。 三、情境应用：生活中的冷与热 结合本次 “家庭科学实践日” 的探索，小科想给家人写 1 条 “利用冷与热知识解决生活问题” 的小建议，请你帮他写出来。 单元评价用于单元学习结束后，学生对所学知识与技能的情况进行针对性评价，反馈得失、查缺补漏，教师根据评价结果针对性地指导，能够更好地提高学生的学习效果。
四、学生学习情况分析
围绕学生的学习起点、学习状态和学习困难三个方面对本单元的学情进行分析。学习起点方面，主要从学生的生活经验、知识基础、思维水平和探究能力四个方面入手，结合本单元的教学重难点树立出本单元的学情。具体内容见下表：
生活经验
通过对身边常见现象的观察，学生对身边常见的现象有了初步的认识，并能用自己的语言简单描述常见现象的相同点和不同点。但对多样的现象的本质以及形成的原理，学生缺少科学系统的认识，同时由于受到前概念的影响，学生还存在一些错误的认识。
学习起点
知识基础
三年级的学生在 1-2 年级的科学学习中已经认识了身边常见动物的身体形态和特点，能粗略说出生活中常见动物的名称及主要特征，也了解了动物种类的多样性，以及初步感知动物与人类相同与不同，了解其与环境相适应的方式，为后面研究动物适应环境的其他方式奠定基础。
思维水平
学生已具备一定的分析、思考能力，能从不同角度进行推理、论证，并能运用分析、比较、分类、归纳等思维方法，建立数据与结论之间的关系。
学情分析
探究能力
通过两年的科学学习，学生对科学课的认识得到了一定的提高，具备了初步的观察和探究事物的能力，能够选择合适的观察方法并选择合适的工具进行科学观察，并且能够将观察到的结果加以描述，能和同伴进行有效的交流。
学习状态
四年级学生已经已经掌握了一些科学探究的方法，具备了一定的分析、思考能力和自主探究能力，对探究物体热胀冷缩的性质充满了好奇心。
学习困难
学生对于温度计的正确使用方法，以及准确读数并不清楚，对于物体的热胀冷缩性质知之甚少，对热空气会上升及风形成的原因几乎一无所知。
学习之前，我在三年级 11 个班发放了 517 份《冷与热》的小卷进行学情前测，我发现 85%的同学能从两杯冷热差不多的水中找出哪杯水更热，说明学生对冷热有充分感知。90%的同学可以说出温度升高时液柱上升。只有 8%的同学能够读出温度计的正确温度。这说明温度计的读数需要教师加强指导。只有 15%的同学能找出鸡蛋冷一冷再剥的原因，说明学生对于物体的热胀冷缩性质了解很少，应加强本知识点的学习。86%的同学可以说出水烧开后，白气向上飘动，但是很难把这种现象跟风的形成联系起来。因此风的形成应该作为教学的难点。因此在本单元的教学中我采取创设真实问题情境，激发学生兴趣；通过实验探究，观察现象，分析现象背后的原理，对难点进行突破。
五、单元学习进程设计
（一）单元学习进程流程图
单元主 学习
要概念 进阶
学习问题链
主要学习活动
思维型 课时
教学原理 建议
物质的结构与性
初始
质
理解
能的转化与能量守恒
技术工程与社会
实践
工 应用
程设计与物化
哪杯水更热？
温度计上有什么？
怎样正确使用温度计测量物体的温度？
生活中的温度计有哪些？
1 温度计里有什么秘密？
酒精、白醋、牛奶等液体受热或遇冷后会有什么变化？
生活中的液体热胀冷缩现象有哪些？
桥上和马路上的伸缩缝有什么作用？
固体有热胀冷缩的性质吗？
生活中固体热胀冷缩的现象有哪些？
高速铁路的无缝钢轨是怎样解决固体热胀冷缩问题的？
怎样让瘪的乒乓球鼓起来？
气体具有热胀冷缩的性质吗？
如何设计制作“小喷泉”？
炎热的夏季，自行车为什么容易爆胎？
热气球为什么会上升？
热气球上升原理在生活中有哪些应用？
热气球是如何控制升降的？
哪里有风？
风是怎样形成的？
3 风对我们的生活有什么影响？
4.海陆风是怎样形成的？
借助生活经验通过摸一摸的方式来感受哪杯水更热。
观察温度计，认识温度计的构造。
小组合作，通过实验探究用水温计测量水的温度。
结合生活经验、查阅资料，了解生活中各种各样的温度计。
观察温度计里液体在受热或遇冷是的变化、自制温度计模型，探究水的热胀冷缩的性质，从而解释温度计测量温度的原理。
通过观察和实验，知道其他液体也有热胀冷缩的性质。
观察商店里瓶装饮料是否装满，来进一步探究液体热胀冷缩现象在生活中的应用。
观察观察图片，思考材料特性，猜想固体也有热胀冷缩的性质。
.选用铜球、塑料球固体材料，通过实验探究固体热胀冷缩的性质。
观察夏季和冬季电线的不同，列举生活中的利用固体热胀冷缩的实例。
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。
动手操作探究让乒乓球鼓起来的方法。
通过实验探究气体热胀冷缩的性质。
运用气体热胀冷缩的原理，制作小喷泉，培养实践能力和创新精神。
观察图片运用气体受热膨胀的原理解释生活现象。
通过实验探究热气球上升的原因。
搜集资料，加深对空气受热会上升现象的理解与认识。
查阅资料，了解热气球是如何控制升降的。
观察图片，知道风有自然风和人造风。
通过模拟实验探究风形成的原因。
结合生活实际，探究风对我们生活的影响。
查阅资料，了解海陆风是怎样形成的。
1
概念 课
初始水平 时
（动机激发）
（自主构建）
1
课时
1
课
概念具体化 时
（认知冲突）
（自我监控）
1
课时
1
课时
应用迁移
（自我建构）
1
课时
走马灯能转动原因是什么？
怎样制作走马灯？
1
观察走马灯的结构，探究走马灯能转
动原因。 课
设计实验方案，自己动手制作走马灯。 时
（二）单元情境设计 一年一度的校园科技文化节即将拉开帷幕，今年科技节的主题是 “探索冷与热的奇妙世界”。三年级的同学们接到了一项重要任务：担任 “小小科学展示官”，围绕 “冷与热” 设计了几个特色科学展示项目，文文和慧慧要一起去看展。 她们来到了第一个展区“冷热判断小实验室”，桌上有两杯水，小小展示官问她们两个怎么才能知道哪杯水更热呢？小小展示官拿出温度计说可以用它来测一测水的温度，文文发出疑问：为什么温度计能测量温度呢？ 接着，她们来到了“生活中的科学”展区，展板上画着一座桥，桥梁有伸缩缝，慧慧问：桥梁上怎么会有伸缩缝呢？另一个展板上有两张图片，一张是一个瘪了的乒乓球，一张是这个瘪了的乒乓球鼓了起来。为什么瘪了的乒乓球能够鼓起来呢？ 走着走着，文文看到前边展区里一个热气球在慢慢上升，文文对热气球充满了好奇，热气球是怎么升起来的呢？忽然一阵风吹来，慧慧想风是从哪来的呢？风又是怎么形成的呢？ 她们来到了最后一个展区“走马灯创意工坊”，这里有好多走马灯，各种各样的走马灯转起来好漂亮啊！走马灯是怎么转起来的呢？走马灯是怎么做出来的呢？ 慧慧和文文有好多的疑问，请你帮他们解决吧！ 通过对情境的分析，提炼出了本单元的 7 个关键问题：：1.如何准确测量温度？2.温度计为什么能测温度啊？3.桥上为什么设置缝隙？4.瘪了的乒乓球为什么能鼓起来？5.点火后，热气球为什么会升空？6.自然界中的风，是怎样形成的？7.如何制作走马灯？围绕这 7 个关键问题展开教学。 关键问题一：如何准确测量温度？ 第一课时《哪杯水热》课时学习进程设计 【学习目标】 【学习重、难点】
学习重点 认识温度计，能够正确使用温度计测量常见物体的温度。
(
科学观念
知道温度表示表示物体的冷热程度，知道温度的单位，了解温度计的结构与用途。
科学思维
在教师引导下，通过比较用手感知物体温度、用温度计测量物体温度的实验过程，
分析得出使用工具可以提高观测的准确度。
探究实践
在教师引导下，正确使用温度计测量水温。
态度责任
能如实记录观察、测量的信息，认识到观察和测量的重要性。
)
学习难点 正确使用温度计测量常见物体的温度。
【评价任务】 评价任务一：观察温度计的结构，说出温度计的组成部分，认识温度计的计量单位及符号。评价任务二：能正确使用水温计测量水的温度，并规范记录测得的数据。 评价任务三：介绍其它的温度计的用途和使用方法。 【教学准备】： 教师准备：多媒体课件、烧杯两个，热水、冷水，温度计，抹布学生准备：活动手册 【教学流程】 【教学过程】
一、创设情境，导入新课 1.教师引用单元大情境：一年一度的校园科技文化节即将拉开帷幕，今年科技节的主题是
“探索冷与热的奇妙世界”。三年级的同学们接到了一项重要任务：担任 “小小科学展示官”，围绕 “冷与热” 设计了几个特色科学展示项目，文文和慧慧要一起去看展。
她们来到了第一个展区“冷热判断小实验室”，桌上有两杯水，小小展示官问她们两个怎么才能知道哪杯水更热呢？
教师出示两杯水，他们的温度不一样，你们能帮老师分辨哪杯是热水，哪杯是凉水吗？可以用哪些方法来判断？说说你的理由。
学生猜测：用眼睛看、用手摸,并进行描述,如“这杯水热”“这杯水很烫手"等。 3.教师引出课题：同学们用感官判断出了水的温度的高低。温度可以表示物体的热程度。
生活中,我们经常说水很热、水凉了,怎样准确地判断水的冷热程度呢？今天，我们就一起学习
《哪杯水热》(板书课题：哪杯水热)
【设计意图】
通过真实的两杯水情境创设认知冲突，让学生在自主提出判断方法的过程中激活已有生活经验。通过直观的视觉刺激和开放式提间,快速聚焦学生的注意力，激发其探究欲望。这种真实情境的创设符合“科学源于生活”的教学理念，能有效降低学习内容的陌生感。
【教学建议】
通过“可以用些方法判断”的开放性问题，鼓励学生调动多种感官和生活经验进行多角度思考。这一过程既尊重学生的前概念认知，又培养了其发散思维能力。
二、探究温度计
活动一：比一比哪杯水热
评价任务一：观察温度计的结构，说出温度计的组成部分，认识温度计的计量单位及符号。 1.教师：如果两杯水的温度很接近，用手摸还能准确判断吗？如果水曲与身示特别烫，直
接用手摸会有什么危险？
看来仅靠观察或触摸,有时候难以准确判断水的冷热程度。那么，科学家是怎么解决这个问题的呢？
2.学生:可以用仪器测量。
教师:是的，温度计就是用来测量物体温度的仪器。我们常用的温度计是摄氏温度计，它的单位是“摄氏度”，用符号“℃”表示。
3.观察不同类型的温度计。
教师出示水温计、气温计、体温计等实物，引导学生观察:这些温度计有什么相同和不同？学生分组观察并记录发现。
4.课件出示温度计结构图。
小结:温度计由四个组成部分，玻璃泡、液柱、刻度、玻璃管。
温度计的测量范围不同，不同的温度计可以用来测量不同物体的温度。用来测量水温的是水温计,测量空气温度的是气温计,测量体温的是体温计。
教师评价。
评价量表一
评价 维度 评价等级 评价 结果
★★★ ★★ ★
在老师的引导下，观察、认识温度计，并说出温度计 的结构。 能正确的说出温度计的结构组成部分。 大致能说出温度计的结构组成部分。 基本能说出温度计的结构组成部分。
总得星数（ ）颗
【设计意图】通过创设认知冲突，让学生亲身体验感官判断的局限性自然引出科学测量的必要性，帮助学生建立“精确测量需要专业工具”科学观念。
【教学建议】：
采用“问题-思考-解决”的探究路径，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，促进其科学思维的发展。通过实物观察和构解析，帮助学生建立完整的温度计认知体系，理解不同温度计的设计理和使用场景。
活动二：测量水的温度
评价任务二：能正确使用水温计测量水的温度，并规范记录测得的数据。 1.教师:我们认识了温度计，你能用温度计测量出桌上杯子里水的温度吗？安全提示:请注意,温度计是玻璃制品，操作时要轻拿轻放，避免碰 2.自主探究，学生分组进行初次测量实验，记录测量结果。
3.教师:在测量过程中，你们发现了什么？哪位同学能分享一下你们的测量方法和结果？学生 1 展示自己的操作:我是这样测量的，我测出第一杯水的温度是 37 度，第二杯水的温
度是 40 度。”
学生 2 展示。
教师:针对这两个同学的分享，其他同学有什么补充或建议？ 4.学生展开讨论，如何正确及规范读数。
学生:为什么测同一杯水，测出的温度不同呢？
学生:视线角度不同(俯视/平视/视)、玻璃泡浸入深度不一致、读数时机不同(液柱未稳定)。学生:我觉得他们读得不准确，应该读作 37 摄氏度，写作 37℃。
教师适时引导:是的，测量的方法不同，测量的位置不同，同一杯水也会出现不同的结果。同时，读数还有许多注意事项。应该怎样正确使用温度计呢？
5.课件展示温度计的使用方法 (1)用手拿着水温计的上端。
(2)将水温计的玻璃泡完全浸没在水中，水温计不要碰到容器底和容器壁。 (3)等水温计内的液柱稳定后再读数。 (4)读数时，水温计的玻璃泡要继续留在水中，视线要与水温计中液柱的液面相平。 6.教师问题:我们已经学习了如何正确使用水温计，现在你能准确测出这两杯水的温度吗？要比较两杯水哪杯更热，应该怎样测量？
7.学生讨论测量方案。
学生:要比较两杯水的温度时，应同时测量两杯水的温度。为了准确，可以连续测量三次。 8.分组实验，测量两杯水，记录数据。
9.汇报测量数据及结果。
10.教师:看来，同学们都已经学会正确使用水温计了。科学测量需要规范的流程、严谨的态度、准确的记录方式。
评价量表二
评价维度 评价等级 评 价结 果
★★★ ★★ ★
温度计读数 能说出温度计液柱示数的变化规律，并说出温 度计的正确读法； 能基本说出温度计液柱示数的变化规律，并说 出温度计的正确读法； 能说出温度计的正确读法。
水温计的使用 水温计操作规范，并能准确记录实验数据。 水温计基本操作规范，并能记录实验数据。 在教师的指导下，水温 计基本操作规范，并能记录实验数据。
小组合作情况 小组内分工明确，所有 成员积极热情参与。 组内成员都能参与探究 活动。 组内成员参与度不高。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：通过“自主探究-发现问题-分析原因-规范操作-应用实践”的探究过程，让学生在真实测量情境中体验科学实验的严谨性。通过对比分析不同测量结果引发的认知冲突，帮助学生深入理解规范操作的重要性，掌握“同步测量、控制变量、重复验证”的科学方法。
【教学建议】：
在培养实验技能的同时，注重培育学生“实事求是、精益求精”的科学态度，为后续科学探究奠定扎实的方法基础和实践能力。
活动三：温度计的应用
评价任务三：介绍其它的温度计的用途和使用方法。
1.教师出示不同温度计的图片，提出问题:这些温度计你们见过吗？它们分别在什么场合使用？课件出示古代的测温工具：冰瓶，并讲解应用。
2.引导学生观察并思考不同温度计的特点。
3.学生阅读资料，认识不同的温度计。
4.课后任务:请同学们继续留意观察，了解生活中的温度计的应用并搜集不同种类的温度计或相关资料。
5.师提问：通过今天的学习，你们有哪些收获？还有什么问题想要探讨？
6.学生谈收获：学生根据本节课的内容总结自己的收获。
7.教师根据学生本节课的总得星数，对学生的表现进行最后评价。
评价量表三
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
说出不同类型的 温度计 能说出三种以上不同类 型的温度计 能说出两种以上不同 类型的温度计 能说出一种以上不 同类型的温度计
总得星数（ ）颗
【板书设计】
温度计
（℃）
组成
使用方法
哪杯水热
刻度
玻璃管
液体
玻璃泡
拿上部
浸水中
读温度
【教学评析】
本节课的基本指导思想是以建构主义理论为基础的概念教学理论。知识不是通过教师讲授
得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用已有的实验器材进行研究，学会测定水温的正确方法。科学概念是科学课程设计和教学中的焦点，对学生学习具有重要的支撑作用。与传统教学相比，围绕着核心概念来组织并开展教学实验活动，能有效地提高教学效率，有助于学生对知识的深入理解和迁移。 同时，在本课的教学过程中巧妙融入了传统文化教学，温度计在现代生活中随处可见。通过本节课的学习我们知道了如何使用温度计，也知道了温度计有各种各样的类型，但对于古代人如何测定温度还不了解，引入冰瓶让学生了解到原始的温度计的雏形。 其实我国的古代先民，早在先秦时期就已经有了测量温度的意识。最早在《吕氏春秋》中记载：“见瓶水之冰，而知天下寒，鱼鳖之藏也”，意思是只要看到瓶子中的水结冰了，那天下就进入了寒冷的冬季，鱼和鳖也都准备藏起来冬眠。 冰瓶，是当时测量温度的一种器具，也算是世界上最早的温度计了。在瓶子中放入清水，然后观察水的变化，即从水到冰为寒，从冰到水为暖，因此可见——古人早在两三千年前就已经有了“温度”的概念 将本课所学知识与传统文化联系起来，可以让丰富学生的传统文化内涵，加深学生对教学知识的理解，培养学生的学习思维能力。 关键问题二：温度计为什么能测温度？ 第二课时《温度计的秘密》课时学习进程设计 【学习目标】 【学情分析】
学习起点 学生已经对温度计有了初步的认识，掌握了正确使用温度计的方法，并且对 温度计的主要构成部分也有了整体的认识。
学习状态 学生对身边的自然现象有着强烈的好奇心和求知欲，所以对探究液体在受热 和预冷的情况下的变化很感兴趣，加之学生已有了根据现象提出问题的能力，初
(
科学观念
知道液体具有热胀冷缩的性质。知道温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的。
科学思维
能在教师的引导下，设计并制作出温度计的模型;通过比较不同液体遇热和受冷时
的变化，归纳出一般情况下液体具有热胀冷缩的性质。
探究实践
能在教师的引导下，设计实验探究液体是否具有热胀冷缩的性质。
态度责任
能在好奇心的驱使下，对日常生活中的液体热胀冷缩现象产生探究兴趣;能利用液
体热胀冷缩的性质解决生活中的问题，让科学服务于生活。
)
(
步具备了观察能力和实验能力
学习困难
学生对于温度计中液柱上升或下降的现象背后的原理并不清楚。
)
【学习重、难点】
学习重点 知道液体具有热胀冷缩的性质，并能用其解释生活中的现象。
学习难点 设计温度计模型，得出一般情况下，液体具有热胀冷缩的性质。
【评价任务】
评价任务一：小组合作，利用实验材料组装温度计模拟装置，在教师引导下，通过温度计模拟装置探究水受热和遇冷时的变化。
评价任务二：小组合作，利用温度计模拟装置，探究其他液体受热和遇冷时体积的变化。评价任务三：联系生活实际，运用一般液体具有热涨冷缩的性质这一原理解决生活中的问题，做到学以致用。
【教学准备】
教师准备：演示实验材料以及学生的分组实验材料，包括水温计、圆底烧瓶、橡胶塞、玻璃管、红墨水、热水、常温水、醋、果汁、酒精等。
学生准备：每人准备一块抹布，用于擦掉洒到桌面上的水。
【教学流程】
21
【教学过程】
一、创设情境，导入新课
根据大情景教师激趣：小小展示官拿出温度计说可以用它来测一测水的温度，文文发出疑问：为什么温度计能测量温度呢？
学生讨论，自主回答
教师出示水温计，分别放在热水和冷水中，仔细观察水温计液柱有什么变化？ 学生观察发现：测量热水的温度计液柱会上升，测量冷水的温度计液柱会下降。
教师提问：温度计测量物体时液柱为什么会上升或下降呢？这节课一起来探究一下。教师板书课题:温度计的秘密。
【设计意图】：通过提出问题，激发学生好奇心和探究欲，自然引出课题。
【教学建议】：教师引导学生观察温度计测量冷热不同的水时，液柱会上升或下降的形象。二、新课探究
评价任务一：小组合作，利用实验材料组装温度计模拟装置，在教师引导下，通过温度计模拟装置探究水受热和遇冷时的变化。
活动 1：温度计里有什么秘密？
教师出示温度计，请同学们联系已有的知识和经验大胆猜一猜:温度计里有什么秘密？
生:温度计里有液体,我猜温度改变时,温度计里的液体会上升或下降,因为平时发烧时，我用体温计测量过体温，发现体温计里的液体会上升。
师：同学们联系已有知识和经验大胆猜想、真棒！怎样知道我们的猜想是否正确呢？生:做实验。
设计、组装温度计模型。
教师提出问题:老师给大家准备了烧瓶、细长的空心玻璃管、橡胶红颜色的水等器材。怎么做温度计模型？用什么来模拟温度计的玻璃泡？说一说各部分分别相当于温度计的哪一部分。
学生组装完成，展示作品并交流。
学生汇报:我们组组装的温度计模型。其中，烧瓶相当于温度计的玻璃泡，细长的玻璃管相当于温度计的玻璃管，红色的水相当于温度计里的液体。
实验探究：教师引导学生利用组装好的温度计模型研究温度计的秘密，做好实验记录。 师:温度计模型做好了,老师还给大家准备了冷水、热水和一支记号笔，我们该怎样设计实
验来验证？
(
22
)
生:将温度计模型放入热水前，用记号笔标明液柱初始位置。放入热水后，等液柱基本不变化时再做标记。然后，放入冷水中观察液柱的变化，同样做好记号，做好对比。 师:对，标记液柱的变化，我们看得会更清楚一些。做标记时温度计能拿出水面吗？实验时还要注意什么？ 生:①观察液柱变化时要平视玻璃器材，轻拿轻放，防止热水烫伤；②小组分工合作；③胶塞要塞紧;④玻璃管内要留有少量液体。 学生分组实验，教师巡视指导。发现存在的问题及时纠正，引导学生填写记录单。小组汇报实验结果，总结规律。 各小组分别展示汇报，其他小组补充或提问。教师引导学生对实验现象进行分析，注意说清楚：将温度计模型放入热水中，它的液柱有什么变化？将温度计模型放入冷水中，它的液柱有什么变化？ 生:我们组观察到玻璃管放入热水中,液柱上升；放入冷水中,液柱下降。 师:其他组的发现和他们组一样吗？实验证明，液柱的上升和下降与什么有关？对，确实与温度有关。 教师导疑，得出结论。 教师提问:把烧瓶放进热水里，为什么红色液体沿着玻璃管上升？是不是红色液体受热后变多了吗？(生：不是。)是红色液体的体积变大了。对,可以说红色的液体受热体积膨胀了，所以液柱上升了。（板书：受热膨胀。） 教师提问:把烧瓶放进冷水里，为什么红色液柱会下降？是红色的液体遇冷后减少了吗？ (生：没有。)是红色液体遇冷后体积变小了，也可以说液体遇冷体积收缩，所以液柱下降。(板书：遇冷收缩。) 教师总结:科学上把这样的性质称为液体的热胀冷缩。（板书:热胀冷缩。） 评价量表一
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
设计实验 能选择合适的实验器材组装温度计模拟装置，并能用规范的语言 表述实验方案。 能组装模拟装置，但不能用语言表述实验方案。 能在教师的引导下组装模装置。
实验操作 实验操作规范，及时记录实验数据。 实验操作基本规范，能记录实验数据。 实验操作有少量不规范，但不影响实验数据。
小组合作 小组内分工明确，所有成员积极热情参与。 组内成员都能参与探究活动。 组内成员参与度不高。
得出结论 能通过实验研究得出液体热胀冷缩的性质，并能用条理清晰的 语言表述实验过程和结论。 能得出液体热胀冷缩的性质。基本能表述实验过程和结果。 能在教师的引导下得出液体热胀冷缩的性质实验结论。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：引导学生借助身边材料自主设计实验进行探究感受，从设计到操作完整的探究体验，培养学生的全局意识锻炼学生的动手能力。 【教学建议】： 引导学生利用组装好的装置进行实验，教师提出实验注意事项，学生观察实验现象并做好实验记录。 评价任务二：小组合作，利用温度计模拟装置，探究其他液体受热和遇冷时体积的变化。师:其他的液体是否也具有热胀冷缩的性质呢？老师今天还准备了酒精、白醋、牛奶。请各 小组任选两种,用温度计模型试一试,及时填写记录表。 学生分小组实验,教师巡回指导,提醒实验完成的小组整理好实验器材，小组内分析实验现象。 汇报实验结果：哪个小组愿意来汇报一下你们的发现？其他小组认真倾听，对他们组的发现可以提问或补充。 生:我们组选的是白醋，把烧瓶放在热水里，液柱上升，说明白醋受热体积膨胀。把烧瓶放在冷水里，液柱下降，说明白醋遇冷体积收缩。白醋有热胀冷缩的性质。 生:我们组选的是酒精，把烧瓶放在热水里，液柱上升，说明酒精受热有热胀冷缩的性质。热体积膨胀。把烧瓶放在冷水里，液柱下降，说明酒精遇冷体积收缩。酒精有热胀冷缩的性质。 师：以上这些现象说明了什么？ 教师小结:一般情况下，液体具有热胀冷缩的性质。我们通过研究水、白醋、酒精等多种液体得出液体具有热胀冷缩的性质，像这样由多个例证得出结论的过程，就是在推理。 师:同学们，现在你们知道温度计的秘密了吗？ 生:温度计是根据液体热胀冷缩的性质来测量物体温度的。
评价量表二 【设计意图】：通过对其他液体的探究，使学生明确液体具有热胀冷缩的性质。同时培养学生记录与整理实验现象和发现的习惯。 【教学建议】：引导学生利用组装好的装置进行实验，教师提出实验注意事项，学生观察实验现象并做好实验记录。 评价任务三：联系生活实际，运用一般液体具有热涨冷缩的性质这一原理解决生活中的问题，做到学以致用。 教师出示一组瓶装饮料图片，让学生想一想:商店里出售的瓶装饮料为什么一般不装满？学生交流自己的看法。 教师(做小喷泉实验):请同学们思考这是什么原理？课下可以查阅资料了解一下，下节课我们继续探讨。 评价量表三
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
解决问题 能利用液体热胀冷缩的性质，并能用条理清晰的语言解答问题。 能利用液体热胀冷缩的性质，并基本能表述清楚。 能在教师的引导下解答问题。
(
评价维度
评价等级
评价结果
★★★
★★
★
设计实验
能选择合适的实验
器材组装温度计模拟装
置，并能用规范的语言
表述实验方案。
能组装模拟装
置，但不能用语言
表述实验方案。
能在教师的引导
下组装模装置。
实验操作
实验操作规范，及
时记录实验数据。
实验操作基本
规范，能记录实验
数据。
实验操作有少量
不规范，但不影响实验
数据。
小组合作
小组内分工明确，
所有成员积极热情参
与。
组内成员都能
参与探究活动。
组内成员参与度
不高。
得出结论
能通过实验研究得
出液体热胀冷缩的性
质，并能用条理清晰的
语言表述实验过程和结
论。
能得出液体热
胀冷缩的性质。基本能表述实验过程
和结果。
能在教师的引导
下得出液体热胀冷缩
的性质实验结论。
总得星数
（
）
颗
)
总得星数（ ）颗
【设计意图】：将课堂所学知识与现实生活相结合，通过观察商店瓶装饮料不装满的现象，加深学生对液体热胀冷缩的理解，并培养他们的观察力和实践能力，在问题中开始探究，又在问题中续科学探究，激发学生的好奇心和探索欲。 【教学建议】： 可以让学生提前搜集液体的热胀冷缩在生活中的应用这方面的资料。三、总结收获 教师提问：通过今天的学习，你们有哪些收获？还有什么问题想要探讨？学生谈收获：学生根据本节课的内容总结自己的收获。 教师根据学生本节课的总得星数，对学生的表现进行最后评价。 【板书设计】 温度计的秘密 液体 受热膨胀 液体热胀冷缩 遇冷收缩 【教学评析】 本节课的基本指导思想是以建构主义理论为基础的概念教学理论。知识不是通过教师讲授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用已有的实验器材进行研究，学会设计温度计模型，根据温度计模型探究液体是否具有热胀冷缩的性质。模型建构在科学学科的教学中占据很重要的位置，对学生学习具有重要的支撑作用。与传统教学相比，围绕着核心概念来组织并开展教学实验活动，能有效地提高教学效率，有助于学生对知识的深入理解和迁移。 【记录单】 记录表
液体名称 受热时的变化 遇冷时的变化 我的发现
关键问题三：桥上为什么设置缝隙？
第三课时《桥上的伸缩缝》课时学习进程设计
【学习目标】
科学观念 知道固体具有热胀冷缩的性质及其在生产生活中的应用实例。
科学思维 在教师的引导下，能用实例归纳得出固体具有热胀冷缩的性质。
探究实践 能在教师引导下，设计实验探究固体的热胀冷缩现象,并能用科学词汇、图示符号 等方式记录现象。
态度责任 能在好奇心的驱使下，对日常生活中的热胀冷缩现象产生探究兴趣;能利用固体热 胀冷缩的知识，解决生活中的问题，让科学服务于生活。
【学情分析】
学习起点 在学习“液体的热胀冷缩”后，已初步建立了“温度变化导致物体体积变化” 的核心概念，具备一定的实验观察与因果推理能力并对该现象存有好奇心。
学习状态 已经有了较高的实验和观察能力，能够选择合适器材独立进行探究实验，对 实验结果进行分析总结；具备一定科学探究能力。
学习困难 固体胀缩程度极其微小，眼难以直接观察，与学生“固体坚硬不变形”的日常直观感受存在冲突。学生易产生“固体不会胀缩”的误解，且相关实验操作相 对复杂，安全要求和观察难度更高。
【学习重难点】
学习重点 知道固体具有热胀冷缩的性质。
学习难点 通过实验进行研究，进行科学的观察、记录，判断铜球的体积大小变化会不 会受温度的影响。
【评价任务】
评价任务一：利用实验材料，设计实验方案，探究固体是否具有热胀冷缩的性质。评价任务二：查阅资料，小组交流，举例说一说生活中其他固体热胀冷缩现象。
【教学准备】：
教师准备：固体热胀冷缩演示器、酒精灯、热水、相关公路桥梁上的伸缩缝视频资料或图片等。
学生准备：关于固体热胀冷缩的资料。
【教学流程】
【教学过程】
一、创设情境，导入新课
教师引导：“生活中的科学”展区，展板上画着一座桥，桥梁有伸缩缝，慧慧问：桥梁上怎么会有伸缩缝呢？大家想一想如果桥上没有伸缩缝，可能会发生什么现象？
生:夏天桥面会拱起来。生:冬天桥面会裂开。
师(展示桥面受热拱起来的图片):同学们的生活经验真丰富。你们认为这个伸缩缝的设计巧妙在哪里？今天我们就一起来研究伸缩缝的秘密。
（板书课题：桥上的伸缩缝。）
【设计意图】： 激发兴趣，提出问题将生活现象、学生经验、科学概念融为一体，为整堂课奠定了积极主动的探究导向。
【教学建议】：从学生熟悉的真实情境出发，让学生根据现象积极思考。二、探究活动
评价任务一：利用实验材料，设计实验方案，探究固体是否具有热胀冷缩的性质。 1.设计实验。
师:桥面、路面上的伸缩缝有什么作用？
生:公路、桥梁是由钢铁、混凝土等固体做成的，是不是固体像液体一样有热胀冷缩的性质，伸缩缝是为了保护公路和桥梁，避免其“拱起来”或“断裂”？
师:你的猜想很有道理。怎样证明“固体有热胀冷缩的性质”呢？
生:我们可以用上节课给液体加热的方法给固体加热，观察它有什么变化。
师:有道理。老师准备了同样大小的铜球和塑料球,铁环、酒精灯和热水,各小组可以设计一个实验来验证。
小组:我们想先测试常温下的铜球能否通过铁环，再加热铜球，看它能不能通过。
小组;我们想用塑料球做对比实验，先把常温下刚好能穿过铁环的塑料球泡在热水里加热，再观察它是否能通过铁环，然后把塑料球放入冷水中冷却，观察它能否通过铁环。
师:这两个实验都具有可操作性，两种实验都是对比实验，哪一个条件是唯一不同的条件呢？
生:只有温度不同，其余条件相同。
师:我们一起总结一下对比实验的步骤吧。 (1)常温测试:检验铜球、塑料球能否通过铁环。 (2)加热测试:用酒精灯加热铜球，用热水加热塑料球，再次测试能否通过铁环。 (3)冷却测试:待铜球、塑料球冷却后，再次测试。
2.实施实验。
师:请各小组选择以上两种实验中的一种开始你们的实验吧。在实验过程中要注意:酒精灯的使用要规范，加热后的铜球不可用手触摸。
(各小组进行实验，教师巡视指导。)
师:各小组已经完成实验了，哪一个小组展示一下你们的实验成果？
小组:常温下铜球刚好能通过铁环，加热后铜球卡在铁环中无法通过，冷却后铜球又能通过铁环。
小组:常温下塑料球刚好能通过铁环，加热后塑料球无法通过铁环，冷却后又能通过铁环。师:加热后，为什么铜球、塑料球不能通过铁环？
生:加热后，它们的体积变大了。
师:大家观察到加热后,铜球和塑料球都不能通过铁环了，它们“胀大的程度是一的吗？我们如何能比较出来？
生:我们组发现相同大小的铜球和塑料球相比，加热后的铜球比加热后的塑料球卡在铁环上的位置离最大圆更远。
师:也就是说不同的材料受热后体积膨胀的程度是不同的。师:为什么铜球、塑料球冷却后又能通过铁环了？
生:冷却后，体积又变小了。 3.实验总结。
师:以上的实验说明固体具有什么性质？
生:说明固体受热会膨胀，受冷会缩小，具有热胀冷缩的性质。
师:通过实验，我们发现铜球和塑料球都具有热胀冷缩的性质。科学家们经过大量实验发现，绝大多数固体都具有这种性质。
评价量表一
评价维度 评价等级 评价 结果
★★★ ★★ ★
设计实验 能根据教师提供的实验器材设计实验，并能用规范的语言表述实验方案。 能设计实验，但不能用语言表述实验方案。 能在教师的引导下设计实验。
实验操作 实验操作规范，及时记录实验数据。 实验操作基本规范，能记录实验数据。 实验操作有少量不规范，但不影响实验数据。
小组合作 小组内分工明确，所有成员积极热情参与。 组内成员都能参与探究活动。 组内成员参与度不高。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：让学生经历了完整的科学探究过程，通过动手操作、观察现象、分析推理,成功自主建构了“固体具有热胀冷缩性质”的核心概念，并理解了其与桥梁伸缩缝等实际问题的联系。
【教学建议】：
鼓励学生充分思考，多提意见，设计较完善的实验方案。鼓励学生学会归纳总结的能力。评价任务二：查阅资料，小组交流，举例说一说生活中其他固体热胀冷缩现象。
师:除了桥梁的伸缩缝，生活中还有哪些现象能用热胀冷缩的原理解释？生:夏天电线会下垂，冬天会绷紧。
师:为什么夏天电线会下垂？
生:电线因为在受热后膨胀了，变长了，所以会下垂。生:刚煮熟的鸡蛋泡冷水里后容易剥壳。
师:对，因为蛋壳和蛋白是不同的物质，虽然它们冷却后都会收缩，但收缩程度不同，所以它们之间会产生缝隙，蛋壳就容易剥下来了
师:同学们都是生活中的有心人，生活中还有很多利用固体热胀冷缩性质的现象。果酱瓶盖拧不开时，用热水烫一下就容易拧开了；玉米粒受热会爆开成为爆米花。(播放港珠澳大桥伸缩缝的视频。)
评价量表二
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
了解固体热胀冷缩性质在日常生活中的应用。 能说固体热胀冷缩性质在日常生活中的 3处以上应用。 能说出固体热胀冷缩性质在日常生活中的 2-3 处应用。 能说出固体热胀冷缩性质在日常生活中的 1 处应 用。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：让学生做到了学以致用。学生的观察能力、科学兴趣得到提升，对科学知识的应用和国家科技发展有了更深的认同。
【教学建议】：
学生举例时，让学生充分展开，老师不急于肯定或否定。可以让学生提前搜集固体热胀冷缩性质生活中的应用这方面的资料。
三、拓展活动
师:今天，同学们通过观察、提问、实验、分析诊断出了桥梁伸缩缝存在的科学原因—固体的热胀冷缩，理解了工程师设计时如何利用这个原理。希望同学们继续保持这种探索精神，发现和解生活中更多的科学问题。
师(出示高铁无缝钢轨图片):高速铁路的钢轨大都是无缝的,课请查阅资料，了解它是怎样解决热胀冷缩问题的。
四、总结收获
教师提问：通过今天的学习，你们有哪些收获？还有什么问题想要探讨？学生谈收获：学生根据本节课的内容总结自己的收获。 教师根据学生本节课的总得星数，对学生的表现进行最后评价。 【板书设计】 桥上的伸缩缝 固体受热，体积膨胀 固体热胀冷缩 固体遇冷，体积收缩 生活中的应用：热水烫一下瓶盖方便扭开瓶盖 煮熟鸡蛋放入冷水再剥皮 【教学评析】 本节课的基本指导思想是以建构主义理论为基础的概念教学理论。知识不是通过教师讲授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用已有的实验器材进行研究，学会设计实验方案，根据实验方案探究固体是否具有热胀冷缩的性质。模型建构在科学学科的教学中占据很重要的位置，对学生学习具有重要的支撑作用。与传统教学相比，围绕着核心概念来组织并开展教学实验活动，能有效地提高教学效率，有助于学生对知识的深入理解和迁移。 关键问题四：瘪了的乒乓球为什么能鼓起来？ 第四课时《瘪的乒乓球鼓起来了》课时学习进程设计 【学习目标】
科学观念 知道气体具有热胀冷缩的性质。
科学思维 能在教师引导下，通过比较分析烧瓶、注射器、锥形瓶内气体遇热和受冷时的现 象，归纳得出气体具有热胀冷缩的性质。
探究实践 能在教师引导下，设计实验方案，并实施方案，得出气体具有热胀冷缩的性质。
态度责任 能利用气体热胀冷缩的知识，解决生活中的问题，让科学服务于生活。
【学情分析】
学习起点 学生已经掌握了液体和固体热胀冷缩的知识，这为新知识的学习搭建了良好 的认知支架。
学习状态 他们具备一定的观察能力和实验操作能力，能够通过简单的实验现象归纳出 结论。
学习困难 气体看不见、摸不着，其热胀冷缩现象不像液体和固体那样直观，理解起来 有一定难度。而且，学生的抽象思维能力尚在发展中。
【学习重、难点】
学习重点 知道气体具有热胀冷缩的性质。
学习难点 通过不同的实验探究气体具有热胀冷缩的性质。
【评价任务】
评价任务一：利用实验材料，设计多种实验方案，探究气体是否具有热胀冷缩的性质。评价任务二：制作小喷泉，小组交流，举例说一说生活中其他气体热胀冷缩现象。
【教学准备】
教师准备：平底烧瓶、带细玻璃弯管的橡胶塞、塑料管、烧杯、锥形瓶、注射器、热水、水槽等；有关气体热胀冷缩的视频资料。
学生准备：乒乓球、玻璃杯、气球、皮筋等。
【教学流程】
33
【教学流程】一、情境导入
教师:一个展板上有两张图片，一张是一个瘪了的乒乓球，一张是这个瘪了的乒乓球鼓了起来。为什么瘪了的乒乓球能够鼓起来呢？
生:用热水烫一烫。
【设计意图】：创设“如何让瘪了的乒乓球鼓起来”这一真实情境，激发学生的好奇心和探究欲，通过让瘪了的乒乓球鼓起来的任务驱动整节课的教学。
二、探究活动
评价任务一：利用实验材料，设计多种实验方案，探究气体是否具有热胀冷缩的性质。 1.让乒乓球鼓起来。
师:同学们试一试，看看用热水烫能不能让乒乓球鼓起来。学生分组实验。师:同学们有什么发现？
生:乒乓球鼓起来了。
师:乒乓球为什么会鼓起来呢？
生:可能是乒乓球里面的气体受热膨胀引起的。 2.探究气体的热胀冷缩。
师:我们能不能直观地看到气体受热膨胀？有什么办法验证一下我们的猜测？
生 1:可以把气球套在烧瓶上，模拟瘪了的乒乓球，再把烧瓶分别放在热水里和冷水里比一比，看看气球的变化。
生 2:也可以把注射器口堵住后分别放在热水里和冷水里，看看有什么现象。
生 3:可以在烧瓶上插上一根玻璃管，玻璃管里放上红色的液体，用手捧住烧瓶，观察红色液体的移动方向。
生 4:也可以在维形瓶上插上软管，把锥形瓶放在热水中，如果锥中的气体受热膨胀，管口会有气体跑出。
师:怎样能看出管口有气体跑出？
生:把软管另一端放在水中，如果有气体跑出，管口就会有气泡产生师:下面我们就一一实验，验证我们的猜想。
学生分组实验。
(
34
)
师:谁来说一说有什么发现？
生:把烧瓶放入热水中，气球鼓起来了；再把烧瓶放入冷水中，气球瘪下去了。师:放入热水中，气球为什么会鼓起来？
生:放入热水后，烧瓶中的气体膨胀，体积变大。师:放入冷水后，气球为什么又瘪下去了呢？
生:放入冷水后，烧瓶中和气球中的气体体积变小。师:实验说明了什么？
生:气体受热膨胀，遇冷收缩。
【设计意图】：教师步步追问，用一系列的问题串引发学生深入思考，有助于培养学生的科学思维能力。
师:再用注射器试一试，将注射器口堵住。学生分组实验。
师:同学们有什么发现？
生:放入热水后，注射器的活塞向外移动；放入冷水后，注射器的活塞向里移动。师:为什么会这样呢？
生:放入热水中，注射器内的空气受热膨胀，推动活塞向外运动；放入冷水后，注射器内的空气遇冷收缩，活塞向里运动。
师:再试一试用手捂住玻璃管中有红色液体的烧瓶，看看有什么现象？生:用手捂住烧瓶，红色液体向外流动；松开手，红色液体向里流动。师:为什么会这样呢？
生:用手捂住烧瓶，手的热量传给烧瓶，烧瓶内的气体受热膨胀，推动红色液体向外流动；松开手后，烧瓶内气体遇冷收缩，气体体积变小，红色液体向里流动。
师:再用最后一个装置试一试。(出示装置图片。)学生分组操作。
师:有什么现象？
生:把锥形瓶放入热水中时，管口有气泡产生。放入冷水中，管口有液体进入。师:为什么会这样呢？
生:放入热水中,锥形瓶内的气体受热膨胀,从锥形瓶中跑出；放入冷水，锥形瓶内的气体遇冷体积变小，液体就进去了。
师:通过刚才一系列的实验，我们能得出什么结论？
生:气体受热膨胀，遇冷收缩。
师:对，一般情况下，气体具有热胀冷缩的性质。
师:现在，同学们能不能解释为什么瘪了的乒乓球放入热水中就鼓起来了？生:瘪了的乒乓球内的空气受热膨胀，把瘪下去的部分顶出来了。
【设计意图】：通过一系列的实验，让学生直观形象地归纳出“一般情况下，气体具有热胀冷缩的性质”。
评价任务二：制作小喷泉，小组交流，举例说一说生活中其他气体热胀冷缩现象。师:根据我们学习的知识，能不能用以下材料制作一个小喷泉？
教师出示材料。学生分组讨论制作方案。师:谁来说说你们的方案？
生:在烧瓶中加入一些水。在橡胶塞上插上玻璃管，把橡胶塞塞在烧瓶口上。把烧瓶放在水槽中，倒入热水，观察现象。
师:同学们以小组为单位制作“小喷泉”吧!看看哪个组的喷泉喷得最高。师:谁来汇报一下，你们小组的“小喷泉”喷得高不高？
学生制作“小喷泉”。
生 1:我们组的“小喷泉”喷得比较高。生 2:我们小组的喷得不高。
生 3:我们小组的没有喷出来。
师:同学们来分析分析，为什么这个小组的喷得高，这个小组的喷得不高，这个小组的没有喷出来呢？比较一下这三个装置有什么不同。
生:第一个烧瓶里面的空气比较多，第二个烧瓶中的空气比较少，第三个烧瓶中的水太少了,玻璃管的下端没有插入红色液体中,所以喷不出来。
师:喷泉喷出来主要根据什么呢？生:热胀冷缩。
师:这个烧瓶中既有气体也有液体，主要是因为谁的热胀冷缩呢？生:气体。
师:为什么？
生:因为气体多的这个喷得比较高，液体多的喷得不高。师:是的，小喷泉主要利用的是气体的热胀冷缩。
【设计意图】：学生分组实验，根据不同小组的实验情况，进行对比分析得出用多少水和
多少空气喷泉会喷得高，进一步分析小喷泉的原理。 师:烧瓶中的空气和水的量怎么样时，“小喷泉”喷得比较高？生:烧瓶中的空气比较多时，喷泉喷得比较高。 师:根据这一发现改进你们的“小喷泉”吧。学生分组改进“小喷泉” 师:同学们改进得都非常成功。 【设计意图】：先分析小喷泉的原理，然后让学生进一步改进“小喷泉”及时纠正，深化学生对“小喷泉”原理的理解。 三、拓展活动 师:在生活中我们不仅会遇到瘪了的乒乓球鼓起来这样的情况，还有些类似的生活现象。比如，夏天自行车容易爆胎。同学们，你们能用今天所学的知识解释一下这种现象吗？ 生:夏天气温比较高，自行车车胎内的气体受热膨胀，撑破了车胎。师:所以，夏天给自行车打气时应该注意什么才能避免爆胎？ 生:不要打得太满。 师:给气体留出热胀、冷缩的空间。 师:同学们课下再观察一下，生活中还有哪些现象与气体的热胀冷缩有关？ 【设计意图】：将所学知识迁移应用到生活中的真实情境中，培养学生用所学知识解决生活实际问题的能力。 四、反思评价 对照评价表，想想自己在本课的活动中做得怎么样？给自己打星，说说哪里进步了！ 评价量表
评价维度 评价内容 评价内容 得星数
★★★ ★★ ★
设计实验 能根据教师提供的实验器材设计实验，并能用规范 的语言表述实验方案。 能设计实验，但不能用语言表述实验方案。 能在教师的引导下设计实验。 设计实验
实验操作 实 验 操 作 规范，及时记录实验 数据。 实验操作基本规范，能记录实验数据。 实验操作有少量不规范，但不 影响实验数据。 实验操作
小组合作 小组内分工明确，所有成员积极 热情参与。 组内成员都能参与探究活动。 组内成员参与度不高。 小组合作
总得星数（ ）颗
【设计意图】：自我反思，强化知识与价值观内化 。
【板书设计】
瘪的乒乓球鼓起来了
气体受热，体积膨胀
气体热胀冷缩
气体遇冷，体积收缩
生活中的应用：夏天自行车容易爆胎
【教学评析】
本节课的基本指导思想是以建构主义理论为基础的概念教学理论。知识不是通过教师讲授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用已有的实验器材进行研究，学会设计实验方案，根据不同的实验方案探究气体是否具有热胀冷缩的性质。模型建构在科学学科的教学中占据很重要的位置，对学生学习具有重要的支撑作用。与传统教学相比，围绕着核心概念来组织并开展教学实验活动，能有效地提高教学效率，有助于学生对知识的深入理解和迁移。
关键问题五：点火后，热气球为什么会升空？
第五课时《热气球上升的秘密》课时学习进程设计
【学习目标】
科学观念 知道空气受热会上升。
科学思维 能在教师引导下，运用比较、推理等方法，用证据分析。
探究实践 能在教师引导下，经历提出问题、作出假设、设计并完气受热上升的现象。简单 模拟实验、观察记录现象、分析得出热空气上升的探究过程。
态度责任 在好奇心的驱使下，表现出对热空气上升探究的兴趣,具有用热空气上升原理解释 生活现象的意识。
【学情分析】
(
学习起点
学生对热气球有一定了解，对其上升现象充满好奇。
该年龄段学生以形象思维为主，对直观的实验现象兴趣浓厚，乐于动手操作，
学习状态
已具备初的实验观察与记录能力，能够进行简单的观察、比较及描述性推理。
理解“热空气变轻上升”仍存在困难，需通过分析推理过程并设计实验加以
学习困难
验证。
)
【学习重、难点】
学习重点 知道热空气上升的现象和原因。
学习难点 通过实验探究热空气上升的现象和原因。
【评价任务】
评价任务一：猜测热气球上升的原因，小组合作设计模拟热气球上升实验方案，观察实验现象，总结实验结论。
评价任务二：小组合作进行纸蛇旋转实验，分析实验现象，总结实验结论。评价任务三：小组合作，说一说生活中热空气上升的现象。
【教学准备】
教师准备：塑料袋、纸蛇、细线、铁架台、酒精灯、火柴等。学生准备：搜集有关热空气上升的资料等。
【教学流程】
39
一、明确问题。创设情境，导入新课
问题激趣：文文看到前边展区里一个热气球在慢慢上升，文文对热气球充满了好奇，热气球是怎么升起来的呢？
顺势提问:你知道热气球主要由哪几部分构成吗？学生结合已有经验说一说热气球的结构 (主要由球囊、吊篮、装置三大部分构成)。
教师提问:它们有什么功能呢？
鼓励学生大胆猜测并说一说各部分的功能。随后提问:“看到热气球缓缓上升，同学们有什么疑问吗？”鼓励学生大胆提进自己的问题，如:“热气球为什么能上升？”“热气球里面有什么？
板书课题：《热气球上升的秘密》
【设计意图】：渗透“结构与功能”这一跨学科概念，通过交流讨论，让学生主动思考，培养学生的观察能力和提问能力。提出问题是科学探究的起点，引导学生从现象中发现问题，激发他们的探究欲望，为后续的探究活动明确方向。
【教学建议】：教师要放手，鼓励学生积极大胆地提问。二、探究
评价任务一：猜测热气球上升的原因，小组合作设计模拟热气球上升实验方案，观察实验现象，总结实验结论。
活动 1：研究热气球上升的原因。猜想热气球上升的原因。
教师谈活:刚才同学们提出了很多有价值的问题，请同学们猜测一下热气球上升可能与什么有关呢？
组织学生分组讨论，让他们结合之前的生活经验和已有的知识，对热气球上升的原因进行大胆的猜想和假设。每个小组推选一名代表，将小组的猜想记录下来并准备汇报。学生可能会提出以下几种猜想:
猜想一:热气球里面装有很轻的气体，如氢气或氦气。这些气体比空气轻，所以热气球能上升。
(
40
)
猜想二:热气球被加热后，里面的空气变热了，热空气可能会上升。猜想三:热气球的形状特殊，可能会像飞机一样产生升力。
在学生进行了一番猜测之后，教师引导学生深入思考自己的猜想。哪些是不成立的？比如:氢气遇到火源(或达到其燃点)时会发生剧烈的燃烧或爆炸，所以热气球里面不可能是氢气。从而将猜想聚焦在“空气受热后变轻了，热空气会上升”这一猜想上。
教师谈话:刚才，同学们提出了很多关于热气球上升的猜想，我们今天就来深入探究一下热气球上升的秘密。热气球到底是怎样升上天空的？它的上升和我们周围的空气到底有着怎样的关系？
从而引出本节课的核心问题—热气球上升的原理。
【设计意图】：鼓励学生大胆猜想，培养学生的发散思维和科学猜想能力。
【教学建议】：
让学生着问题去思考和探索，培养他们的问题意识和主动报究的情神。通过模拟实验证明热空气会上升。
模拟热气球上升。
教师谈话:猜测很重要，但科学研究不能只靠猜测，要通过实验来验证。我们可以用什么器材来模拟热气球的各部分结构呢？
学生讨论，汇报交流。（可以用塑料袋模拟球囊、可以用酒精灯或蜡烛来模拟加热装置、可以用一次性纸杯来模拟吊篮）
教师(出示实验器材):老师给大家带来了一些实验器材。教师谈话:请在小组内交流，你们打算怎么做？
小组汇报并完善实验设计方案。
教师课件出示操作指南并强调实验注意事项。学生实验，教师巡视指导。
交流汇报实验情况。
教师提问:哪个小组先来汇报你们的实验成果？
生汇报实验情况（塑料袋罩在点燃的酒精上，塑料袋鼓起来，上升了；没有升起来）教师提问:为什么有小组的塑料袋没有升起来呢？
学生思考分享（塑料袋比较厚可能是比较重，所以升不起来；用的是蜡烛，可能蜡烛的热量不如酒精灯的热量大，所以升不起来；可能加热的时间太短。）
教师对学生的猜测给予肯定，调整实验条件后再次实验，解决升不起来的问题。
教师提问:点火后塑料袋胀大了，是什么让塑料袋膨胀起来的？塑料袋上升，实质上是谁在上升？
学生汇报。
教师小结:空气受热后会膨胀，是热空气让塑料袋膨胀起来了。膨胀后的空气会变轻，热空气会上升，是热空气带着塑料袋上升的。
评价任务二：小组合作进行纸蛇旋转实验，分析实验现象，总结实验结论。旋转的纸蛇。
教师谈话:通过刚才的实验，我们知道热空气会上升。如果给空气加热，还会出现什么现象？我们来做个有趣的活动。
教师出示器材，并提问:在不用手转动，不能用嘴吹的情况下，如何让纸蛇旋转起来？学生交流汇报。
教师出示操作指南及注意事项。学生实验，教师巡视指导。
交流汇报实验情况。
教师提问:纸蛇为什么会旋转？学生汇报。
教师小结:酒精灯的火焰加热了上方的空气，空气受热后体积膨胀热空气比同体积的冷空气轻，热空气会上升，空气上升的气流带动纸蛇转动起来。
评价量表一
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
小组合作，设计实验方案。 A.能设计出实验方案，并能用规范的语言 描述。 B. 能设计出实验方案，不能用规范的语 言描述。 C. 在教师引导下能设计出实验方 案。
根据实验方 案规范操作，完成实验并记录。 A.能根据实验方案 规范操作，完成实验并记录。 B. 能根据实验方 案基本完成实验并记录。 C. 能在老师的 指导下完成实验并记录。
根据实验现象归纳出实验结 论。 A.能根据实验现象归纳出实验结论。 B. 基本能根据实验现象归纳出实验结 论。 C. 在老师引导下能根据实验现象 归纳出实验结论。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：验证热空气上升的原理，让学生从不同的实验现象中加深对原理的理解。
【教学建议】：实验前的提问引导学生积极思考。在实验过程中，培养学生的小组合作能力和观察分析能力，通过讨论交流，让学生学会用科学的语言解释现象。
评价任务三：小组合作，说一说生活中热空气上升的现象。找一找热空气上升的原理在生活中的应用。
教师提问:同学们认真想一想，生活中有哪些热空气上升的现象呢？鼓励学生结合生活经验进行交流，如抽油烟机安在炉灶上方、地暖管材铺在地板下等，并让学生利用热空气上升的原理解释这几种现象。
拓展介绍中国古代的孔明灯，说明早在五代时期，人们就发明了类似热气球的孔明灯,用于军事信号传递,而欧洲直到 18 世纪后期才发明热气球。
展示孔明灯的图片或视频，让学生了解我国古代的科技成就。学生根据评价表格完成自评。
评价量表二
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
了解热空气上升原理在日常 生活中的应用。 能说出热空气上升原理在日常生活中的 3 处以上应用。 能说出热空气上升原理在日常生活中 的 2-3 处应用。 能说出热空气上升原理在日常生 活中的 1 处应用。
总得星数（ ）颗
【设计意图】：引导学生将所学知识与生活实际相结合，让学生认识到科学就在我们身边，培养学生用科学的眼光观察生活的习惯，激发学生对科学的兴趣。通过介绍孔明灯，拓宽学生的知识面，让学生了解科学技术的发展历程，增强学生的民族自豪感和对科学的热爱之情。
【教学建议】：鼓励学生积极思考发言，多提供素材。
三、总结收获
教师提问：通过今天的学习，你们有哪些收获？还有什么问题想要探讨？学生谈收获：学生根据本节课的内容总结自己的收获。
教师根据学生本节课的总得星数，对学生的表现进行最后评价。四、拓展
教师谈话:这节课我们探究了热气球上升的秘密，关于热气球你还有什么想研究的？
教师谈话:人们是怎样控制热气球升降的？同学们课下可以通过查阅资料或者实验等方式继续研究，下节课我们一起交流分享。
【板书设计】 塑料袋模拟实验 空气受热 体积膨胀 气球上升 热气球上升的秘密 蛇纸转动实验 【教学评析】 《热气球上升的秘密》本节课以生活中热气球上升的壮丽场景为线索，探究热气球上升的原理，通过实验探究，使学生知道热气球之所以会上升，是由于里面的空气受热以后体积膨胀、变轻，从而展现给我们如此壮丽的热气球上升的场景，并联系生活实际，理解生活中热空气上升的现象。 在这一课的教学过程中融入传统文化，将传统文化与教学知识联系起来，巧妙地融合了孔明灯。通过介绍孔明灯，拓宽学生的知识面，让学生了解科学技术的发展历程，增强学生的民族自豪感和对科学的热爱之情。 关键问题六：自然界中的风，是怎样形成的？ 第六课时《风是怎样形成的》课时学习进程设计 【学习目标】 【学情分析】 【学习重、难点】
学习重点 知道风是一种空气流动的现象，列举生活中常见的形成风的一些方法。
学习难点 本探究实验设计难度较大，学生很难通过自主讨论找到方案，需采用教师引
(
科学观念
知道空气的流动形成风。
科学思维
在教师的引导下，能根据实验现象，推想风的形成原因。
探究实践
在教师的引导下，能设计实验探究风的形成原因。
态度责任
能意识到风对我们生活的影响，做到趋利避害。
) (
学习起点
三年级学生已具备初步的观察能力，能够留意到生活中风吹动树叶、旗帜飘
扬等现象
学习状态
学生好奇心强，乐于通过简单实验探索自然奥秘，具备基础的动手操作能力，
但在实验设计和现象分析方面的能力较弱。
学习困难
对于风产生的科学原理尚无清晰的认识。
)
导的层层推进的教学手段。
【评价任务】 评价任务一：小组合作，根据日常经验列举常见的风现象，能通过多种方法制造风。 评价任务二：小组合作，对自然风的形成提出可能的猜想，并设计实验验证假设，进而得出结论自然风是由冷热温度的不同导致空气流动形成的。 评价任务三：小组合作，交流风对我们生活的影响。 【教学准备】 教师准备：大塑料瓶、小塑料瓶、蜡烛、香、火柴、小刀、数显温度计等，与风的形成相关的图片、视频等资料。 学生准备：搜集与自然界的风相关的资料。 【教学流程】 一、明确问题。创设情境，导入新课 问题激趣：忽然一阵风吹来，慧慧想风是从哪来的呢？风又是怎么形成的呢？
师:风是地球上一种常见的自然现象。人类很早就开始观察风，利用风。风是怎样形成的？这一节课，我们一起来探究这个问题。
板书课题：《风是怎样形成的》
【设计意图】：激发学生对风形成原因的好奇心与科学探究欲望，为后续深入理解自然现象奠定认知基础。
【教学建议】：教师要引导学生，鼓励学生积极思考。二、探究
评价任务一：小组合作，根据日常经验列举常见的风现象，能通过多种方法制造风。观察哪里有风。
师:同学们，现在可以想什么办法制造风让风车转起来？生:用嘴吹。
师:哪位同学用这个办法让风车转起来？生:我来操作。
师:同学们仔细看,风车转起来了。这种人为制造的风,我们称为人造风。同学们还知道哪些人造风？
生:电风扇转动产生的风、扇扇子产生的风、吹风机产生的风。师:生活中除了人造风，还有自然风。你在哪里见过自然风？ 生:吹动柳条的风……
师:通过刚才的学习，我们知道了风分为自然风和人造风。
评价任务二：小组合作，对自然风的形成提出可能的猜想，并设计实验验证假设，进而得出结论自然风是由冷热温度的不同导致空气流动形成的。
研究自然界中风的成因。风是怎样形成的？
大胆猜想。
师:同学们，人为地让空气流动形成了人造风，自然界中风的形成与什么有关？请同学们在小组内讨论。
师:请同学们分享一下讨论的成果。
生:我们猜想可能与温度有关，热空气上升，周围的空气会流动过来，空气的流动就形成了风。
师:同学们的猜想有理有据，简单总结一下就是，热空气上升，冷空气补充过来，空气的流
动形成风。
制订方案。
师:老师觉得同学们的猜想非常有道理。但是，我们不能仅凭猜想。还得通过实验进行验证。一起看看老师准备的实验器材，老师要重点给大家介绍数显温度计。数星温度计是一种常见的电子测温设备，通过数字屏幕直观显示温度值。使用时将探头和要测量的物体贴在一起，即可知道被测量物体的温度。下面，请同学们根据这些实验器材以小组为单位讨论实验方案，稍后进行分享。
师:请同学们分享一下小组讨论的实验方案和实验中的安全注意事项。学生分享实验方案和安全注意事项。
实验探究。
师:实验开始前再强调三点要求: (1)实验操作要按步骤进行，确保安全，比如火柴、蜡烛、点燃的香不要碰到人和物品。 (2)实验过程中要分工协作，仔细观察实验现象，认真填写实验记录。 (3)注意“问题导引"中的三个问题:
①点燃蜡烛前，瓶子内外的温度一样吗？烟向哪个方向飘？
②点燃蜡烛后，瓶子内外的温度一样吗？烟向哪个方向飘？
③这说明在什么条件下可以形成风？汇报交流。
师:下面请同学们分享一下你们观察到的实验现象和由此得出的结论。生:①点燃蜡烛前，瓶子内外的温度一样，烟向上飘。
②点燃蜡烛后，瓶子内部温度明显高于瓶子外部温度，烟向瓶内飘。
③这说明瓶内热空气上升，瓶外冷空气补充过来，空气的流动形成风。得出结论。
师:通过实验，我们发现，热空气上升，冷空气补充过来，空气的流动形成风。自然界的风是怎样形成的？
师:同学们，通过刚才的实验我们知道风的形成与热空气、冷空气有关,自然界中热空气、冷空气的形成与什么有关？
生:与太阳的热有关，在太阳的照射下，有的地方空气温度高，有的地方空气温度低。
师:对。在太阳的照射下，由于地理环境不同，有的地方温度高，有的地方温度低。温度高的地方热空气上升，周围的冷空气补充过来，空气不停地流动，就形成了风。
评价量表一
评价维度 评价等级 评价结果
★★★ ★★ ★
实验猜想 能积极参与活动，并能思考出温差导致的空气的流动进而产生风 能参与活动，并能思考出空气的流动能 产生风 能参与活动。
设计 实验 方案合理，步骤清 晰 说出方案，但不清 晰 思考方案
实验 操作 顺利完成 基本完成 参与操作
小组 合作 分工明确，热情参 与 较好地合作。 参与合作
总得星数（ ）颗
【设计意图】：引导学生将之前所学的科学知识灵活运用，大胆猜想风的形成条件。借助教科书中清晰的操作指南与启发性的问题导引，鼓励学生充分发挥想象力，以创新思维设计实验来模拟风的形成过程，深入探究风的形成原因。在实验探究环节，学生将经历观察、分析等一系列思维活动在此基础上进行概括提炼、归纳总结，从而逐步揭示风的成因。
【教学建议】：让学生着问题去思考和探索，培养他们的问题意识和主动报究的情神。评价任务三：小组合作，交流风对我们生活的影响。
了解风对我们生活的影响。
师:风是生活中常见的自然现象，它对我们的生活有什么样的影响？
生:风力发电、玉米借助风力传粉、帆船扬帆航行、台风过后树木被连根拔起。 师:同学们既看到了风有利的方面，也看到了风有弊的方面，能辩证地看待问题。
评价量表二
评价维度 评价等级 评 价结 果
★★★ ★★ ★
生活中的风的利弊 能说出 3 种以生活中的风的利弊 能说出2 种以生活中的风的利弊 能说出 1 种以生活中的风的利弊
总得星数（ ）颗
【设计意图】：引导学生探寻风对我们生活产生的多方面影响。鼓励学生结合生活实际，交流风所带来的利与弊，学会运用辩证的思维去剖析问题。通过这样的过程，进一步激发学生对科学探究的浓厚兴趣，让他们在探索风的奥秘中收获知识与乐趣。
【教学建议】：学生举例时，让学生充分展开，老师不急于肯定或否定。可以让学生提前
查阅风在生活中的应用这方面的资料。三、总结收获 教师提问：通过今天的学习，你们有哪些收获？还有什么问题想要探讨？学生谈收获：学生根据本节课的内容总结自己的收获。 教师根据学生本节课的总得星数，对学生的表现进行最后评价。四、拓展 师:课下查阅资料，了解海陆风是怎样形成的。在白天与夜晚，陆地海洋的温度是怎样变化的？温度的变化会引起空气怎样流动？海风与陆是怎样形成的？ 【板书设计】 风的形成 利 风 空气流动 弊 冷空气 热空气 冷空气 【教学评析】 本节课的基本指导思想是以建构主义理论为基础的概念教学理论。知识不是通过教师讲授得到，而是学习者在一定的情境下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用已有的实验器材进行研究，学会设计实验方案，根据实验方案探究风的形成的原因。 在这一课的教学过程中融入海陆风，旨在引导学生用心留意海边白天与夜晚的风向变化，通过自阅资料，揭开海风的神秘面纱，进而深化学生对风成因的理解与认知。 关键问题七：如何制作走马灯？ 第七课时《如何制作走马灯》课时学习进程设计 【学习目标】
科学观念 认识走马灯及其结构，知道走马灯的制作方法。
科学思维 能根据走马灯各部分的结构和特征,分析走马灯转动的原因。
探究实践 能在教师引导下，观察并认识走马灯各部分的特征，提出相应的科学问题，并进
(
行验证;能根

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