资源简介

1.乒乓球复原了
【教材分析】
本课是新大象版四年级上册第一单元的第1课，是单元起始探究课，开启学生对物体热胀冷缩现象的初步认知。教材以生活中瘪乒乓球热水复原的常见现象为切入点，引导学生提出猜想、设计实验、验证假设。本课核心探究空气受热膨胀的科学规律，通过针筒、烧瓶、气球等简易实验，直观呈现气体受热体积膨胀的现象，构建“现象—猜想—实验验证—结论总结”的科学探究流程。本课所学的气体热胀冷缩知识，是后续固体、液体热胀冷缩探究及冷热变化相关知识学习的基础，为单元整体探究奠定方法与认知基础。
【学情分析】
四年级学生对乒乓球复原、热水鼓气球等生活现象十分熟悉，但仅停留在直观感知层面，不清楚现象背后的科学原理，不知道气体受热会发生体积变化。学生已经具备基础的小组合作实验能力，能完成简单的动手操作，但自主提出科学猜想、设计对照实验、精准观察细微实验现象的能力较弱。同时，学生好奇心强，对趣味生活化实验兴趣浓厚，适合以探究式实验开展教学，帮助学生从生活现象中提炼科学规律。
【核心素养分析】
[科学观念]
1.知道空气具有受热体积膨胀、遇冷体积收缩的性质；
2.能解释瘪乒乓球热水复原的生活现象，建立气体冷热变化与体积变化的关联。
[科学思维]
通过观察实验现象、对比实验前后变化，推理得出气体热胀冷缩的规律，培养基于现象猜想、依托证据得出结论的逻辑思维。
[探究实践]
能自主针对乒乓球复原现象提出猜想，独立完成空气受热膨胀的探究实验，规范观察、记录实验现象，梳理实验结论。
[态度责任]
1.养成认真观察、如实记录实验现象的严谨科学态度；
2.体会生活中处处有科学，乐于用科学知识解释日常现象，激发冷热现象探究兴趣。
【教学重点】
通过实验探究，得出空气受热体积膨胀的科学结论。
【教学难点】
结合实验现象，推理分析乒乓球复原的本质原因，理解看不见的空气发生的体积变化。
【教具准备】
[教师教具]
完好及瘪的乒乓球、热水、冷水、烧杯、烧瓶、气球、针筒、多媒体课件、实验示范视频。
[学生分组器材]
瘪乒乓球、烧杯、热水、冷水、针筒、密封软塞、实验记录单。
【教学过程】
一、导入新课
[教师活动]出示瘪的乒乓球，提问：同学们，这个乒乓球瘪了还能恢复原样吗？不用手捏、不用工具，有什么简单的办法可以让它复原？现场演示将瘪乒乓球放入热水中，引导学生观察变化。
[学生活动]认真观察乒乓球慢慢复原的现象，大胆猜测原因，自由发言分享想法。
[设计意图]以趣味生活实验激趣导入，直观呈现神奇现象，引发学生探究疑问，自然引出本课探究课题。
二、讲授新课（聚焦、探索、研讨、拓展）
（一）聚焦板块
[教师活动]聚焦核心问题：乒乓球本身没有破损，热水只是加热了乒乓球，为什么能让瘪的部位鼓起来？引导学生猜想：是不是乒乓球内部的空气发生了变化？梳理本节课探究目标：探究空气受热后的变化。
[学生活动]结合现象思考问题，做出猜想：热水加热乒乓球，里面的空气变大、变鼓，撑起了乒乓球外壳。
[设计意图]锁定探究核心，引导学生从表面现象深入内部原理，培养科学猜想能力。
（二）探索板块
1.实验方案设计
[教师活动]讲解：空气看不见摸不着，我们需要借助实验器材观察它的变化。出示针筒、软塞、热水、冷水，示范实验操作步骤：针筒吸入适量空气，用软塞密封排气孔，分别放入热水、冷水中，观察活塞位置变化。强调实验注意事项：密封严实、避免漏气、认真观察细微变化。
[学生活动]认真聆听实验要求，明确操作步骤，小组分工，熟悉实验器材。
[设计意图]简化实验难度，规范操作流程，为顺利完成探究实验保驾护航。
2.分组探究实验
[教师活动]下发实验器材和记录单，指导学生分组实验：先将密封针筒放入热水中，观察活塞变化；再放入冷水中，对比观察变化。巡视各组实验情况，及时纠正漏气、观察不细致等问题，引导学生如实记录现象。
[学生活动]小组合作完成实验，仔细观察：热水中针筒活塞向外移动，冷水中活塞向内回缩；认真填写实验记录单，小组内交流实验发现。
[设计意图]通过直观对比实验，让学生亲眼见证空气的体积变化，为结论总结提供真实证据。
（三）研讨板块
[教师活动]出示研讨问题：1.针筒在热水、冷水中活塞位置变化说明了什么？2.乒乓球放入热水复原的真正原因是什么？组织小组讨论后全班交流，梳理总结实验规律。
[学生活动]小组讨论交流，汇总结论：空气受热，体积膨胀；空气遇冷，体积收缩；乒乓球复原是因为内部空气受热膨胀，撑起了凹陷的球壳。
[设计意图]梳理实验现象，提炼科学规律，实现从实验现象到科学原理的转化，突破教学难点。
（四）拓展板块
[教师活动]出示生活实例：夏天充气轮胎不宜打气太足、热气球升空，引导学生用本节课知识解释现象，布置课后拓展任务：寻找生活中空气热胀冷缩的现象。
[学生活动]尝试解释生活现象，记录课后探究任务，拓展科学认知。
[设计意图]链接生活实际，实现知识迁移应用，让学生感受科学的实用性。
四、课堂小结
本节课我们通过趣味实验探究了空气的冷热变化规律，知道了空气受热体积会膨胀，遇冷体积会收缩。瘪乒乓球放入热水中复原，就是利用了空气受热膨胀的原理。生活中很多现象都和气体热胀冷缩有关，我们要学会观察、善于思考，用科学知识解读生活现象。
【板书设计】
乒乓球复原了
1.现象：瘪乒乓球+热水→复原
2.规律：空气受热→体积膨胀；空气遇冷→体积收缩
3.原理：球内空气受热膨胀，撑起凹陷外壳
4.应用：热气球、轮胎夏季少充气

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