资源简介

4.1 从全球变暖谈起
教学背景
一、课标分析
该内容位于初中物理第四章第一节，是热学知识的基础起点。依据《义务教育物理课程标准（2022）》中“物质”主题对温度测量的要求，本节以“温度计”为载体，落实“物理观念”与“科学探究”素养：学生需理解温度表示物体冷热程度的物理本质，掌握摄氏温标的规定方法，学会正确使用常见温度计测量温度并记录数据。教材通过“凭感觉判断冷热”活动引发认知冲突，凸显工具测量的必要性，体现“科学思维”的实证意识；体温计特殊构造的分析强化了操作规范，禁汞规定与热岛效应渗透了科学态度与社会责任，将生活现象与物理原理紧密结合，为学生后续学习物态变化及热传递奠定基础。
二、教材分析
本节以温度概念为起点，通过感觉不可靠性引出温度计的必要性，构建“现象—工具—标准”知识逻辑链，帮助学生理解 的物理意义及摄氏温标的定义方法。教学围绕常见液体温度计和体温计展开，突出测量工具的结构、量程、分度值等关键特征，结合估测与实测活动强化操作规范，体现“做中学”的教学逻辑。学习中易混淆体温计特殊结构（缩口）与读数特点的关系，需通过对比分析突破难点。活动设计遵循认知发展规律，从生活经验出发，引导学生经历“质疑—观察—测量—反思”过程，达成对温度测量原理和方法的理解。目标定位在掌握温度计使用、理解摄氏温标规定，并初步形成科学测量意识，为后续物态变化学习奠定基础。
三、学情分析
学生在小学阶段已接触过温度的初步概念及生活中温度计的简单使用，但对温度的科学定义、温度计的原理及规范测量方法缺乏系统认知。初中阶段学生的抽象思维开始发展，对物理现象的探究兴趣浓厚，动手操作能力逐步增强，但对“凭感觉判断不可靠”的理解可能存在偏差，对液体热胀冷缩原理与温度计构造的联系、摄氏温标的规定等抽象知识的理解有一定难度。教材的重难点在于温度的科学定义、温度计的工作原理、摄氏温标的规定及温度计的正确使用方法，要求学生通过实验认识到主观感觉的局限性，理解温度计的设计原理，掌握摄氏温度的读写及测量液体温度的规范操作，并能将所学知识与生活现象（如热岛效应）相联系，培养科学探究能力和环保意识。
教学目标
物理观念：
知道温度是表示物体冷热程度的物理量；理解液体温度计的工作原理是液体的热胀冷缩；能说出摄氏温标的规定（1标准大气压下冰水混合物0℃、沸水100℃）；了解体温计的构造特点及测量范围（35℃~42℃）。
科学思维：
通过“冷热感觉”活动分析，认识到主观判断的局限性，培养逻辑分析和科学推理能力；能区分常见温度计的使用场景，提升分类比较能力。
科学探究：
经历“判断冷热”的体验活动，提高观察与分析能力；通过“用温度计测量温度”实验，掌握温度计的正确使用方法（估测、放置、读数），提升动手操作和数据记录能力。
科学态度与责任：
养成严谨求实的科学态度，认识到测量工具在物理实验中的重要性；了解“热岛效应”及环保措施，增强环境保护意识和社会责任感。
重点难点
教学重点
通过实验活动，理解温度的概念及温度计的工作原理。
结合摄氏温标的规定，掌握温度计的正确使用方法。
教学难点
理解摄氏温标的制定原理及其实际应用。
掌握体温计与普通温度计的区别及使用注意事项。
课前任务
一、预习任务
阅读教材，知道温度是表示物体冷热程度的物理量，理解凭感觉判断冷热不可靠，应使用温度计。
掌握摄氏温标的规定：1个标准大气压下，冰水混合物温度为0℃，水沸腾时温度为100℃，0℃和100℃之间分成100等份，每等份为1℃；会用摄氏度读写温度值。
观察液体温度计和体温计，知道液体温度计利用液体的热胀冷缩原理，了解正确使用温度计的方法及体温计的量程、分度值与特殊构造（离开人体后仍能读数）。
二、课前小测
温度是表示物体______的物理量。
摄氏温标规定，在1个标准大气压下，冰水混合物的温度为______℃，水沸腾时的温度为______℃。
常用液体温度计是根据液体的______规律制成的。
使用温度计时，玻璃泡应______在液体中，不要碰到容器底或容器壁；读数时视线要与液柱上表面______。
体温计的测量范围是______℃，分度值是______℃。
答案
冷热程度
0；100
热胀冷缩
完全浸没；相平
35～42；0.1
教学过程
一、课堂导入
冬天早上，妈妈从冰箱冷冻室拿出一块冻肉准备做菜，刚拿出来时表面还结着一层薄霜，她把冻肉放在厨房的台面上，过了半小时再回来，发现冻肉表面变得湿漉漉的，甚至还有水珠往下滴。这时候爸爸看见了说：“这肉已经开始化了，得赶紧做饭。”可小明却疑惑地问：“这块肉明明刚从冰箱里拿出来很冷，为什么不是台面变冷，反而是肉上出了水呢？”其实啊，这些小水珠并不是肉“出汗”，而是空气中的水蒸气遇到冰冷的肉表面，发生了液化现象。那么问题来了，我们怎么知道这块肉到底有多冷？空气又有多潮湿？有没有一种工具能帮我们准确描述物体的冷热程度，而不是靠摸一摸或者看有没有水珠来判断呢？
二、探究新知
（一）温度和温度计
情景导入
请同学们两人一组完成活动1实验：
左手浸入冷水，右手浸入热水，保持30秒；
同时将双手移入温水，描述两手的冷热感受差异。
引导提问：为什么同一杯温水会让两只手产生不同感觉？这说明仅靠感觉判断温度可靠吗？
探讨分析
实验观察
左手从冷水移入温水时感觉"热"，右手从热水移入温水时感觉"凉"；
同一杯温水产生相反的温度感受。
认知冲突
人体皮肤对温度的判断受先前接触物体温度影响；
需要统一标准客观测量温度。
仪器认知
观察温度计结构：玻璃泡、毛细管、刻度线；
识别量程（如-20℃~110℃）、分度值（1℃）、单位符号（℃）。
归纳总结
核心知识
温度定义：表示物体冷热程度的物理量；
摄氏温标规定：1标准大气压下，冰水混合物0℃，沸水100℃；
温度计原理：利用液体热胀冷缩性质。
生活联系
体温计、气象温度计等均采用相同测温原理；
烹饪、气象预报等都需要精确温度测量。
实践思考
用温度计分别测量教室不同位置的温度（如窗边、走廊），比较测量结果与体感差异。答案：实际测量可能显示温度相近，但阳光直射处体感更热，说明环境因素会影响人体温度感知。
（二）必做实验：用常见温度计测量温度
实验思路
实验目的：学习正确使用常见温度计测量液体温度的方法，比较估测温度与实际测量温度的差异。
实验原理：利用液体热胀冷缩的性质，通过观察温度计内液柱高度变化来测量温度。温度计读数时应保持视线与液柱上表面相平，确保测量准确。
实验器材：实验室用玻璃温度计（量程0~100℃，最小分度值1℃）、热水（约60℃）、温水（约30℃）、冷水（约10℃）、烧杯3个、抹布。
进行实验
如图4-1-6所示为温度计正确使用方法示意图，按照以下步骤进行实验：
图4-1-6 正确使用温度计
温度计检查：
观察温度计量程和最小分度值
检查温度计玻璃泡是否完好，液柱是否连续
估测温度：
将手指分别浸入温水和冷水中5秒
记录对两杯水的温度估测值
实际测量：
将温度计竖直插入热水，玻璃泡完全浸没且不接触杯底/壁
待液柱稳定后（约2分钟），保持视线与液柱上表面齐平读数
记录数据后甩动温度计使液柱回落
重复上述步骤测量温水和冷水温度
清洁整理：
用抹布擦干温度计
将三杯水按温度从高到低排列观察
数据分析
收集数据
液体类型 估测温度/℃ 实测温度/℃ 绝对误差/℃
热水
温水
冷水
参考数据
液体类型 估测温度/℃ 实测温度/℃ 绝对误差/℃
热水 55 58.2 3.2
温水 28 31.5 3.5
冷水 12 9.8 2.2
处理分析
误差计算：绝对误差= 估测值-实测值
规律总结：
对比不同温度区间的估测误差
分析手部皮肤对温度感知的特点
操作改进：
讨论读数时视线角度对结果的影响
验证玻璃泡浸没程度对测量的重要性
实验结论
通过实验发现，人体皮肤对温度的估测存在______（选填"系统性"或"随机性"）误差，使用温度计测量时应特别注意______和______两个操作要点。
误差分析及注意事项
注意事项
温度计玻璃泡必须完全浸入液体
读数时温度计不能离开被测液体
测量不同液体前需将液柱甩至室温以下
误差分析
估测时手部残留水分影响温度感知
温度计玻璃泡接触容器壁导致测量偏差
读数时视线倾斜造成示数误差
（三）常见的温度计
情景导入
请同学们观察实验室温度计和医用体温计（实物展示），完成以下对比实验：
实验一：将实验室温度计放入温水中，读数后取出观察液柱变化；
实验二：用体温计测量手心温度，读数后取出观察液柱变化。
引导提问：为什么体温计离开人体后仍能读数？温度计液柱顶端的"细颈"结构有什么作用？
探讨分析
实验观察
实验一：实验室温度计取出后液柱立即下降；
实验二：体温计取出后液柱保持原高度，甩动后才会回落。
结构对比
通过放大图观察：体温计在玻璃泡和直管间有特殊缩口结构，实验室温度计无此设计。
原理探究
缩口结构使汞柱只能单向流动：受热膨胀时可通过，冷却收缩时自动断开。
归纳总结
核心知识
体温计特点：测量范围35-42℃，分度值0.1℃；具有缩口结构，可实现离体读数。
使用规范：使用前需甩至35℃以下；电子体温计通过探头直接显示数值。
生活联系
医院就诊时护士甩体温计的操作原理；
家庭选用电子体温计更安全便捷。
实践思考
如果体温计的缩口结构损坏，会出现什么现象？答案：无法保持示数，汞柱会随温度变化自由升降，失去离体读数功能。
（四）气温变化与人类生活
情境导入
展示两张城市与郊区的红外热成像对比图：一张是盛夏午后，另一张是晴朗无风的夜晚。
引导提问：为什么城市中心温度总比郊区高？这种温差在什么天气条件下最明显？我们身边有哪些做法会加剧这种现象？
探究分析
现象对比
对比图中：白天城市建筑与柏油路吸收大量热量，夜晚持续释放；郊区植被通过蒸腾作用调节温度。
数据对比：晴朗无风夜晚温差可达4~5℃，而阴天或多云时温差显著减小。
成因分析
城市混凝土建筑、沥青路面白天蓄热多；
人类活动（空调外机排热、汽车尾气）持续释放热量；
缺少植被蒸腾作用和水体调节。
归纳总结
核心知识
热岛效应：城市气温显著高于郊区的现象，晴朗无风夜晚最明显。
成因机理：建筑材料热特性、人类活动产热、植被覆盖率差异共同导致。
生活联系
夏季空调温度每调高1℃，可减少约10%的能耗；
立体绿化建筑能有效降低墙面温度。
实践思考
调查学校不同区域（操场、水泥地、树荫下）正午地表温度，分析铺装材料对温度的影响。答案：浅色地砖比深色沥青路面温度低，草坪比硬质铺装降温效果更显著。
三、课堂练习
【题1】温度是生活中常见的物理量，下列关于温度的说法正确的是（ ）
A．人体感觉到舒适环境温度约为26℃
B．0℃的冰比0℃的水温度更低
C．任何情况下，沸水的温度都是100℃
D．洗热水澡时，洗澡水的适宜温度约50℃
【答案】A
【题2】如图是用温度计测量水的温度的四种实验操作，其中正确的是（　　）
A B C D
【答案】D
【题3】在防范甲型H1N1流感疫情中，体温计发挥了重要作用。如图所示的是一支常用体温计，下列关于该体温计的说法中，正确的是（　　）
A．它的示数是8.0℃
B．它的分度值是1℃
C．它不能离开被测物体读数
D．它是根据液体热胀冷缩规律制成的
【答案】D
课堂总结
温度和温度计
温度定义：表示物体冷热程度的物理量
测量工具：温度计（利用液体热胀冷缩原理）
摄氏温标：
0℃：标准大气压下冰水混合物温度
100℃：标准大气压下沸水温度
分度：100等份，每份1℃
温度计使用要点：
量程选择
玻璃泡完全浸入
稳定后读数
视线与液柱平齐
体温计特点：
量程35~42℃
分度值0.1℃
特殊缩口设计可离开人体读数
环保要求：2026年起禁止生产含汞体温计
教学反思
本节课围绕温度与温度计展开，通过活动引导学生认识温度概念、感知感觉的不可靠性，学习摄氏温标及温度计使用方法，并进行实际测量实验。教学基本达成课标要求，学生能理解温度定义，掌握温度计正确使用及读数方法，成功之处在于通过对比实验激发探究兴趣，联系生活实际体现物理应用价值；不足之处在于对体温计特殊结构原理讲解不够深入，电子体温计与传统温度计的对比拓展不足，实验中对误差分析和估测能力培养有待加强，需在后续教学中增加实践环节以提升科学思维与实验素养。
拓展迁移
疫情期间常见的红外测温枪，几秒钟就能读出体温，它的原理和液体温度计不同。一切物体都在向外辐射红外线，温度越高，辐射的红外线越强。红外测温枪能接收这种不可见光，并利用传感器将红外辐射强弱转换成温度示数，从而实现非接触测量。但它测的是“表面温度”，额头的汗水、化妆品或距离太远都会影响准度。液体温度计则靠测温液体的热胀冷缩，必须与待测物充分接触，待示数稳定后再读数。两者各有优劣，红外测温枪响应快、适合筛查，液体温度计更稳定、适合精确测量。
问题：为什么用红外测温枪测体温时，建议在距离额头3～5厘米处并保持额头干燥？
答案：红外测温枪测的是额头皮肤表面辐射的红外线，若距离太远，接收到的红外线会明显减弱且易混入环境辐射，导致读数偏低；额头有汗水或遮挡物时，测到的是汗水或遮挡物的温度，并非真实体温。保持适中距离和干燥表面，才能更准确地反映人体温度。
板书设计
温度
定义：物体冷热程度
测量工具：温度计（液体热胀冷缩）
摄氏温标
规定：冰水混合物0℃，沸水100℃，分100等份
单位：℃（摄氏度）
正确使用
估→选→放→读→记
体温计
特点：可离开读数
使用：甩几下
无汞化：电子体温计
课后任务
在家中阳台通风处放置一支温度计，连续3天在早8点、午12点、晚6点测量气温并记录，结合地理课本中“热岛效应”相关内容，对比自家所在城区与郊区的气温数据（可查询本地气象平台），分析热岛效应对局部气温的影响，并用物理温度计的正确使用知识说明测量过程中的注意事项。

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