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《热往哪里传》教学案例

  发表日期:2004年10月6日      作者:江苏省江都市杨庄中心小学 高乃定     【编辑录入:雪夜流星

教学资源分析:

《热往哪里传》是苏教版教材四年级科学上册的第二单元《冷和热》的内容。热传递有三种基本形式,在固体中的传递方式:热传导,在液体、气体中的传递方式:热对流,以及不依靠任何媒介的传递方式:热辐射。教材通过大量的实验让学生发现热传递的规律。教材分为三大部分,第一部分研究铝片的传热方式,即固体的传热方式,第二部分研究水的传热方式,又可分为两个部分,第一部分通过加热试管上部的水,从而引发问题,激发学生探究的兴趣,第二个小部分让学生研究一杯不是怎样变热的,通过往水里加颜色、木屑、茶叶等方法观察冷水变热的过程。教学过程中要鼓励学生选用多种方法,体现学习过程的多元性,教材的第三部分:设计实验让大家看到热水在冷水中是怎样“跑”的,这个实验主要是着重培养学生创造性思维及想象力。科学创造都是从大胆的想象开始的,但实际创造却都需要实践的证实。课堂上教育学生不仅要能够有大胆的想象,更重要的是能够从中找到证据来证实自己的想象。因此,在教学的过程中,学生选择的方法并不重要,重要的是学生利用这些方法来验证自己的想象。

本课的教学目标:

过程与方法:

1.能够做固体热传导的实验。

2.能够做液体热对流实验。

3.能够设计实验说明热水在冷水中是怎样“跑”的。

知识与技能:

1.认识固体的传热方式。

2.认识液体的传热方式。

3.知道热能从一个物体传到另一个物体,热总是从高温部分传到低温部分。

4.能够对温度变化作出预测,对实验现象作出大胆猜想。

情感、态度与价值观:

1.要有敢于大胆想象的精神,并且意识到用实践来证明自己的猜想。

2.与同伴交流分享自己的发现。

教学准备:

演示实验:水杯,热水,铝勺。

研究固体热传导实验:(以小组为单位)

酒精灯、火柴、试管夹、涂了蜡的铝片(可用易拉罐的金属皮代替)

研究液体热对流实验:(以小组为单位)

(一)试管夹、试管(装有半试管的水)、酒精灯、火柴。

(二)酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、烧杯

高锰酸钾、木屑、茶叶各一小包。

研究热水在冷水中是怎样“跑”的:

保温杯:里面装有热水,水槽:装冷水用,另有高锰酸钾一小包,塑料袋两只,带有橡皮塞的小瓶一只。

 

教学过程设计:

一、导入:认识热是可以传递的。

从生活中选取具有典型意义的例子来提示问题。

活动过程:

1.教师演示:往杯子里倒热水,把铝勺放入水杯中。

2.学生猜测:勺子会怎样?

3.体验:请学生上来摸一摸,说出自己的感受。

4.思考:铝勺上为什么会热?

(说明:采用无塑料柄的铝勺,因为考虑到热的良导体与不良导体。采用热的良导体学生可以很快感受到铝勺柄上的热。同时这也是生活中常见的现象,从生活实际中引出问题研究是科学学习的常用方法。)

二、研究固体的传热方式:

1.出示涂了蜡的铝片。

2.猜测:如果把涂了蜡的铝片放在火上烤,会出现什么样的状况?

学生根据生活经验,预测到蜡会熔化。

教师提出:放在不同的地方烤,如铝片边上、角上、中央,又会出现什么不一样的情况呢?引发学生深层次地思考。

(评:注意多角度的思考问题,更能说明问题。)

3.实验:

   学生试从不同的角度烤铝片。同时注意观察记录,用箭头表示蜡熔化的方向。

4.交流发现:

(1)    学生从不同方面汇报蜡熔化的情况。

(2)    比较从不同角度进行的实验。

学生发现:无论是在铝片的一角、一边烤,还是在铝片的中间烤,都是在加热点开始熔化,这时这个地方的温度最高,然后热延着物体(铝片)由温度高的地方向温度低的方向传。

三、研究水的传热方式

(一)研究试管里的水

活动过程:

1.演示:给试管里的水加热。

师讲解:试管夹的使用方法,由试管底部向上夹,夹在试管的中下部。

        加热时试管倾斜角度大约为30度到45度之间。

        试管先均匀受热,再局部加热。

安全注意点:

水大约二分之一,不能放太多,太多加热时容易喷出来。

加热时试管口不能对着人,防止水蒸气烫着人。

2.学生猜测:等试管里的水都沸腾了,试管下面的水大约有多少度呢?

学生猜测的可能有:

和试管上面的水一样热,100℃左右。

比试管上面的水温度稍微低一些,90℃左右。

更低。(这种猜测的可能性比较小)

(评:预测就是让学生对事情未发生之前说出可能性是什么样的,合理的预测可以激发学生积极性的参与思维,学生由被动转向主动。)

3.实验验证:

提出问题:怎样证明你的想法是对的呢?

学生想到的是测量,用温度计测量,难点是怎样测量。可以让学生讨论。

注意点:

(1)    可以加热时测量,也可以离开酒精灯的火焰再去测量。

(2)    测量时,温度计的正确使用方法:不要碰到试管的底或壁。

4.交流发现,提出问题。

当学生摸过、量过之后,他会感到惊奇,试管上面的水沸腾了,而下面的水居然不热,这和他们头脑中的认为形成了冲突。他们可能把自己测量的结果同其他小组进行比较,可结果其他组也一样,试管上下的温差很大。这会引发学生深层次地思索。教者要抓住这种冲突,激发学生的探究欲望,这到底是怎么一回事呢?试管上面的水热,而下面的水为什么不热呢?热不是由物体的高温传向低温的吗?究竟水是怎样变热的呢?这是学生出自内心深处的问题,是学生通过观察自发提出的问题。

(二)研究一杯水的变热过程

上面的实验,我们是给试管的顶部加热,而日常生活中我们则是给水的低部加热,根据一生活经验和刚才的现象让学生进行猜想,并设计实验去研究水到底是怎样变热的。

1、      猜想:水可能是怎样传热的?

2、      提出问题:你能想办法看到水变热的过程呢?

    学生可能想到:给水加上一些颜色(用高锰酸钾)

         在水里加入其他物体:木屑、茶叶

(说明:教者在课前准备好这些材料,由于课堂活动的不可预测性,学生提出的一些新的材料可以让他们想办法找其它材料代替。)

3、选择材料:验证自己的想法。

教室前面的空桌上放有三脚架、石棉网、烧杯,学生取材料研究。

在研究过程中,学生经历以下活动:

(1)    往水里加颜料或其它固体小颗粒。

(2)    给水加热。

(3)    观察记录。

学生可能发现,水并不是静止不动的,可以通过水中的固体颗粒看见水的运动。水也不只是从下往上流动,还看见水从上往下流动,如此形成水的相对流动。

在学生实验时,提醒学生注意安全:

(1)    加热时不要用手去接触三脚架和烧杯。

(2)    观察过后,不要立即取下烧杯,应先熄灭酒精灯,待其冷却后再取下杯子。

4.交流讨论:

    观察中有什么发现?

思考:水中的物体自己会动吗?那可能是谁在动?

5.小结:冷水是通过“对流”变热的。

(注意:可以不提示概念,用学生的语言表述。)

评:以往从我们的教学中可以发现,学生都是在等问题研究,老师把问题提出来之后,学生又在等解决问题的方法,对教师存在着依赖。而科学课程的改革就是要改变学生的这种被动学习的方式,让学生根据自身需要提出想研究的问题,然后再由他们根据自己的能力提出一些切合可行的解决方法。教师只是学生学习活动的组织者、参与者、促进者,学生能想到的教师绝不告诉,学生能做到的教师绝不包办。

四、设计实验,研究热水在冷水中是怎样跑的。

冷水变热我们知道是怎么一回事了,那热水在冷水中又会是什么样的呢?

1.学生猜想

无论学生作出什么样的猜想,教者都不要做过多的评价,老师此时评价越多,就对学生有趋多的束缚。有时,延迟评价有着意想不到的作用。

2.设计实验,画出方法。

讲述:怎样才能看到热水在冷水中的运动呢?

指导:无色水倒入无角水中是无法看见运动的,怎样将热水与冷水区分开呢?给哪一种水上色呢?

学生受到一杯冷水变热的实验过程的启发,对如何看到热水的运动,想到给热水加颜色并不难,难就难在给热水加了颜色之后怎么办,该如何操作,教者应该在这上面多加指导,可以采用反面操作的形式让学生发现问题。如当学生提出直接把热水倒和冷水的时候,教者就按着学生的设计直接将热水倒下去。学生自然发现问题:无色水倒入无色水中看不见。加色,再倒,又发现:速度不能太快,否则看不见水运动变化。就这样,让学生一步一步的想方法完善实验设计。

学生的实验方法可能会想到:

1.把加了色的热水慢慢倒向冷水中央。

2.沿着水槽边也把热水慢慢向下倒。

3.把热水倒在塑料袋里,然后再把塑料袋放入冷水中。

4.把热水先倒在小瓶子里,然后再把小瓶子放入冷水中。

实验过程中,学生可能发现:

1.热水倒向冷水中央,刚倒下来去的就立即浮向水面,同时可看见红色的热水在水槽中央打着转再慢慢扩向四周,明显发现,水槽上层的水为红色,待上层充满红色之后再慢慢下沉。

2.沿着水槽边往下倒热水,会发现热水先沿着水槽四周向一个方向作顺时针或逆时针流动,然后待四周充满热水之后再向中央顺着同一方向流动,明显看到水槽中的红色“旋涡”。

3.袋子和瓶子装的热水是浮的。

4.透过袋上或瓶塞上的小孔流出的热水可以发现,热水是向上流动的。

交流发现。

所有的发现,表明:

1.热水是浮在冷水中的。

2.热水中冷水时面是流动的。

     在这个实验中,教者要鼓励学生大胆想象,想出多种多样的方法,至于怎么做的并不重要,重要的是在实验中有所发现,能够证实自己的想法,也就是重证据。

(评:科学课不仅需要学生动手,更需要动脑思考,强调手脑并用。机械地动手做只能是操作技能的训练,而手脑并用才能体现科学探究的思想,让学生提出多种方法解决问题,体现了课堂学习的多样化。让学生用实验验证自己的想法,培养学生解决问题的能力。同时科学学习重视“体验科学”,“经历科学”,提倡学生真刀真枪地“做科学”。学生设计,验证的过程就是学生做科学的过程,也是学生个性得以张扬的过程,也许他们做的结果不同,也许他们最后没有成功,但他们确确实实做了,相信在做的过程中他们都会有不同的收获。)

 

教学片断赏析:

教师演示给试管上部的水加热之后。

师:试管上部的水沸腾了,试管下部的水会是多少度呢?

生:100℃。

生:没有100℃。

师:为什么呢?

生:因为我们这儿的水没烧到100℃就开了。

生:我想也没有100℃,可能比100℃低一些,上面直接在火上加热,而下面的水热是上面的水把热传给它的,所以应该比上面的水温度低一些。

师:低多少呢?

生:可能是九十几摄氏度。

生:可能还要再低一些,八十几摄氏度。

师:究竟多少度呢?各有各的理,我们该怎么做呢?

生:做实验,用实验来证明哪个是对的。

(接下来各小组进行分组实验,测量过后进行交流,这时的学生的脸上都带着惊奇。)

评:科学课上研究之前,提倡大胆地猜测,当然猜测也不是毫无根据的,它必须建立在学生已有的知识经验的基础上。教师要鼓励学生进行多种猜测,让学生通过实验来验证自己的想法。强调了尊重事实,尊重证据,有利于学生形成科学的学习态度。

学生做过之后,积极的汇报自己这一组的实验发现。

生:我们这一组试管下面的水只有30℃。

生:我们只有28℃。

生:上面的水有将近100℃,拿下来量还有82℃呢,下面的水只有28℃。

师:这和你们刚开始的想法一致吗?

生:不一致。

生:相差太远了。

生:对于这种现象你有什么想说的?有什么想问的呢?

生:我们把试管上面热的水也量了,有98℃呢,下面只有28℃,为什么呢?

生:老师,我想说,为什么会上下相差那么多的温度呢?

生:我们烧了很长时间,发现才32℃,这到底是怎么一回事呀?

生:试管上面的水热,下面的水为什么不热呢?试管上下不是连在一起的吗?

生:到底冷水是怎样变热的呢?

评:科学学习的主体是学生,老师要将提问的权利交给学生,学生并不是不能提问,而是由于我们老师的过多的干涉,束缚了学生的思维,扼杀了学生提问和积极性,或者说没有创设一定的情境让学生无话可说。而我们的科学课就是要让每一个孩子有话可说,有事可做。试管里的水上下相差的温差在,这和学生头脑中的原有认识存在冲突,也正是这种冲突在不断激励学生向前探索。教者要善于抓住这种冲突,利用这种冲突,激发学生的兴趣,这样学生的问题也就多了,而且提问的时候有一定的针对性。  

 

总评:纵观这节课的教学,有以下几个特点:

1.  教师提供“有结构的材料”,让学生“经历”科学

    本节课有四个活动,研究铝片的热传递,研究试管里的水,观察一杯水是怎样变热的,设计实验看热水在冷水里是怎样“跑”的。其实每一个活动都是一次小的科学探究,孩子们经历“猜想——实验验证——得出结论”,“设计——制作——表达”等过程,这些都是在“经历”科学。教师在学生活动时,要给予适当的帮助,提供学生结构性的材料,降低学生探究的难度,做学生的帮助者、促进者,让孩子在材料的帮助下完成各自的探究。虽然有的孩子的想法并没有得到成功,但只要他们有了这种“经历”,今天也许走了点弯路,下次就会少走弯路。今天没有成功,明天、后天,还不成功吗?

2.  注重培养学生的想象力,创造力

想象力与创造力是对公民科学素养中的很重要的能力。丰富的想象力使人的思维处在发散状态,能够想出多种解决问题的途径。而创造力是和想象力密不可分的。人只有大胆想象,才会表现出更加优越的创造力,反之,创造力又会促进想象力的发展。想象力和创造力使课堂处在一个开放的状态,学生思维活跃,主体意识增强。本课学生在想办法看见水的冷热变化以及在设计实验看热水在冷水中是怎样“跑”的,学生采用了多种方法,体现了科学探究方法的多样性。他们大胆想象,积极动手,思维活跃,这些都使得他们的想象力与创造力得以充分发展。 

此外,本节课中有很多的实验安全注意点,教者及时提醒,体现了科学学习的人文关怀。学生采用多种方法:语言、文字、图画,对实验结果进行记录,也体现了科学课的开放思想。


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