《溫度計(jì)的秘密》教學(xué)片段與分析

李芳 魏勉勵(lì)

摘要《溫度計(jì)的秘密》是三年級下冊第三單元“冷與熱”的第一課。本課圍繞“溫度計(jì)為什么能測量溫度”這一主要問題設(shè)計(jì)了三個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜測，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、對比。讓學(xué)生了解歸納、概括等思維方法，再創(chuàng)問題情境，進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固和理解，也促進(jìn)了學(xué)生分析、推理、綜合等科學(xué)思維的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 溫度計(jì) 教學(xué)分析 科學(xué)思維

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.30.024

Teaching Clip and Analysis of "the Secret of Thermometer"

LI Fang， WEI Mianli

（Shandong Rencheng District Liying Central Primary School， Jining， Shandong 272000）

Abstract： "The secret of thermometer" is the first lesson of unit 3 "cold and heat" in Volume 2 of grade 3. This course has designed three links around the main problem of "why can a thermometer measure tempera？ ture"， guiding students to make bold guesses， design experiments independently， and analyze and compare experi？ mental phenomena. Let students understand the thinking methods such as induction and generalization， create problem situations， further deepen students’ consolidation and understanding of the learned knowledge， and pro？ mote the development of students’ scientific thinking such as analysis， reasoning and synthesis.

Keywords： thermometer； teaching analysis； scientific thinking

教學(xué)分析

《溫度計(jì)的秘密》是三年級下冊第三單元“冷與熱”的第一課。本課圍繞“溫度計(jì)為什么能測量溫度”這一主要問題設(shè)計(jì)了三個(gè)環(huán)節(jié)：一是觀察溫度計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生在觀察到溫度計(jì)內(nèi)的液面會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生高度的變化這一現(xiàn)象后，大膽猜測這一現(xiàn)象與溫度間的關(guān)系；二是引導(dǎo)學(xué)生利用建模型的方法自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、對比，總結(jié)出水有熱脹冷縮的性質(zhì)；三是讓學(xué)生繼續(xù)利用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證其他液體也具有熱脹冷縮的性質(zhì)，從而歸納得出“一般情況下，液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)”這一結(jié)論，知道液體溫度計(jì)就是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)制成的。

探究溫度計(jì)液面變化與溫度的關(guān)系

師：昨天老師和大家一起用溫度計(jì)測量了水溫，讓我們來回顧一下昨天的實(shí)驗(yàn)過程。請同學(xué)們仔細(xì)觀察，當(dāng)把溫度計(jì)分別放入熱水和冷水中，溫度計(jì)的液面有什么變化？（播放視頻，學(xué)生觀看）

生：當(dāng)把溫度計(jì)放入熱水中時(shí)，液面上升；放入冷水中時(shí)，液面下降。

師：我們知道溫度計(jì)里面裝的是液體，當(dāng)把溫度計(jì)放入熱水中，這個(gè)液體的液面上升了，說明液體的什么變了？

生：體積變大了。

師：你覺得液體的體積是在什么條件下變大的？

生：受熱時(shí)體積變大。

師：把溫度計(jì)放入冷水中，液體的液面下降了，說明液體的什么又變了？

生：體積變小了。

師：液體的體積又是在什么條件下變小的？

生：受冷時(shí)。

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用復(fù)習(xí)回顧的方法讓學(xué)生觀察溫度計(jì)里面的液體并思考：當(dāng)把溫度計(jì)分別放入熱水和冷水中，溫度計(jì)的液面有什么變化？讓學(xué)生將注意力放在溫度計(jì)的液面受熱時(shí)會(huì)上升、遇冷時(shí)會(huì)下降的變化上，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考液面變化與體積變化之間的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、探究。

探究水具有熱脹冷縮的性質(zhì)

師：同學(xué)們認(rèn)為溫度計(jì)里的液體受熱時(shí)體積變大，受冷時(shí)體積變小，但這僅僅是我們的猜想，要想知道我們猜得對不對，接下來該怎么辦？

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：對！既然我們要研究溫度計(jì)，首先就要來了解一下它的構(gòu)造：溫度計(jì)的底部是玻璃泡，連著玻璃泡上方的這一段是玻璃管，玻璃泡和玻璃管內(nèi)裝有紅色的液體。但溫度計(jì)是密封的，不能打開，不便于我們研究，所以老師給大家準(zhǔn)備了一些簡易的材料，分別是：燒瓶、一根插在橡膠塞內(nèi)的玻璃管、一杯水。為了便于觀察，老師把水染成了紅色。下面請同學(xué)們結(jié)合溫度計(jì)的構(gòu)造圖想一想，能不能利用這些材料制作一個(gè)溫度計(jì)模型？

生：（上臺演示制作方法）先往燒瓶里面倒?jié)M紅色的水，再用中間插有玻璃管的橡膠塞塞緊瓶口。

師：你能說說溫度計(jì)模型的各部分分別相當(dāng)于溫度計(jì)的哪些部分嗎？

生：燒瓶相當(dāng)于溫度計(jì)的玻璃泡，溫度計(jì)模型里紅色的水相當(dāng)于溫度計(jì)里的液體，玻璃管相當(dāng)于溫度計(jì)的玻璃管。

（學(xué)生分組制作溫度計(jì)模型。）

師：為了便于研究溫度計(jì)，我們結(jié)合溫度計(jì)的構(gòu)造圖，利用這些材料制作出了溫度計(jì)模型，這個(gè)過程在科學(xué)上叫作建模型。通過建模型，我們能夠發(fā)現(xiàn)藏在溫度計(jì)里的秘密。

設(shè)計(jì)意圖：教師為學(xué)生呈現(xiàn)清晰的溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，并標(biāo)出它的關(guān)鍵組成部分，幫助學(xué)生在頭腦中形成一個(gè)溫度計(jì)的模型，從而使他們能夠在此基礎(chǔ)上建模型并設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，使探究活動(dòng)順利進(jìn)行。

師：溫度計(jì)模型做好了，老師還給大家準(zhǔn)備了冷水和熱水，想一想怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證水受熱時(shí)體積變大、受冷時(shí)體積變小呢？

生：把溫度計(jì)模型放入熱水中，再放入冷水中。

師：如果把溫度計(jì)模型放入熱水中，你覺得可能會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

生：液面會(huì)上升。

師：如果液面真的上升了，說明什么？

生：說明溫度計(jì)模型里水的體積變大了。

師：如果液面沒有上升呢，說明什么？

生：說明水的體積沒有變化。

師：怎樣才能明顯地看出液面是否上升呢？

生：用眼看。

師：如果液面上升明顯，用眼睛可以看出來。如果液面上升不明顯，還能夠用眼睛看出來嗎？

生：不能夠。

師：有沒有更加科學(xué)的方法？老師這里有一支記號筆，它能不能幫到大家？

生：用記號筆標(biāo)記。先在液面的初始位置做標(biāo)記，等液面上升平穩(wěn)之后再做一次標(biāo)記。

師：把溫度計(jì)模型放入熱水中之后，立刻拿出來行不行？

生：不行，要等液面上升平穩(wěn)后再拿出來。

師：把溫度計(jì)模型從熱水中拿出來之后，再放入冷水中，可能又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

生：液面會(huì)下降。

師：如果液面真的下降了，說明什么？

生：說明溫度計(jì)模型里水的體積變小了。

師：如果液面沒有下降呢？說明什么？

生：說明水的體積沒有變化。

師：實(shí)驗(yàn)之前老師還要提醒大家一要分工合作，仔細(xì)觀察；二要講究衛(wèi)生，注意安全。

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。）

設(shè)計(jì)意圖：圍繞“驗(yàn)證水是否受熱時(shí)體積變大，受冷時(shí)體積變小”這一明確的目標(biāo)，教師精心設(shè)計(jì)具有啟發(fā)性的、能引起學(xué)生思考的問題引領(lǐng)他們持續(xù)地、漸進(jìn)地思考，讓學(xué)生在充分的討論交流中逐步設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案，避免了程式化、表面化的探究，讓學(xué)生真正做到了“做中學(xué)”和“學(xué)中思”。

師：現(xiàn)在來匯報(bào)一下，通過剛才的實(shí)驗(yàn)，你們發(fā)現(xiàn)了什么？又能得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

生：把溫度計(jì)模型放入熱水中，液面上升了；放入冷水中，液面下降了。

師：這是觀察到的現(xiàn)象，你們得出的結(jié)論是什么？

生：液面上升，說明水的體積變大；液面下降，說明水的體積變小。

師：把溫度計(jì)模型放入熱水中，液面上升了，水的體積變大了。你們還記不記得，我們在課前交流時(shí)是怎樣讓水的體積變大或變小的？

生：往里加水，水的體積變大。

師，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，水的體積也變大了，你們是不是也往里面加水了？

生：沒有。

師：沒有往里加水，說明水量不變，但水的體積卻變大了，這種現(xiàn)象，在科學(xué)上叫作體積膨脹。

師：現(xiàn)在你們知道液面為什么會(huì)上升了嗎？

生：水受熱時(shí)體積膨脹，所以液面會(huì)上升。

師：把溫度計(jì)模型放入冷水中，液面下降了，水的體積變小了。你們往外倒水了嗎？

生：沒有。

師：沒有往外倒水，說明水量也沒變，但水的體積卻變小了，這種現(xiàn)象在科學(xué)上叫作體積收縮。水受冷時(shí)體積收縮，所以液面會(huì)下降。通過探究，我們知道了水受熱時(shí)體積膨脹，受冷時(shí)體積收縮，簡單地說就是——水具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生回憶課前交流時(shí)使液體體積變化的情境，建立起液面變化與體積變化的關(guān)系，然后再呈現(xiàn)溫度計(jì)模型受溫度的影響而產(chǎn)生的液面的升降，從而使學(xué)生在新舊知識之間形成了一種認(rèn)知沖突：課前交流活動(dòng)中水的體積變化是由水量的變化引起的，而本次實(shí)驗(yàn)中，水量沒變，體積卻變了，這種變化恰恰是受到了溫度的影響。這時(shí)，學(xué)生就需要在教師的引導(dǎo)下調(diào)整原有的知識結(jié)構(gòu)，重建概念，形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

探究其他液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)

師：通過探究，我們發(fā)現(xiàn)水具有熱脹冷縮的性質(zhì)。你知道水是屬于哪種形態(tài)的物體嗎？

生：液體。

師：除了水以外，你還知道哪些物體是液體？

（學(xué)生充分發(fā)言，略。）

師：其他的液體是否也具有熱脹冷縮的性質(zhì)呢？今天，老師還給大家準(zhǔn)備了幾種常見的液體，分別是：煤油、醋、果汁、酒精、牛奶。請同學(xué)們繼續(xù)用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證這些液體有沒有熱脹冷縮的性質(zhì)。

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。）

生：煤油、醋、果汁、酒精、牛奶都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

師：現(xiàn)在你們又能得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？

生：液體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。

師：對，一般情況下，液體都具有熱脹冷縮的性質(zhì)。我們通過研究水、酒精、煤油等多種液體得出液體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，像這樣由多個(gè)例證得出結(jié)論的過程就是歸納。歸納是學(xué)習(xí)科學(xué)常用的一種探究方法。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生了解歸納、概括等思維方法，這對于發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力具有非常重要的意義，這也是科學(xué)課的科學(xué)探究總目標(biāo)之一。

師：現(xiàn)在老師有個(gè)問題想考考大家，（出示課件）把同一個(gè)溫度計(jì)模型放入兩杯不同溫度的水中，你們能判斷出哪杯水更熱嗎？

生：第一個(gè)杯里的水更熱。

師：說說理由。

生：因?yàn)榈谝粋€(gè)杯里的液面更高。液面更高，說明水的體積膨脹得更大。

師：現(xiàn)在你們知道溫度計(jì)為什么可以測量溫度了嗎？

生：它是根據(jù)液體熱脹冷縮的性質(zhì)測量溫度的。

師：對，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們發(fā)現(xiàn)了藏在溫度計(jì)里的秘密，溫度計(jì)就是根據(jù)液體的熱脹冷縮性質(zhì)設(shè)計(jì)的。

設(shè)計(jì)意圖：再創(chuàng)問題情境，激發(fā)學(xué)生積極思考，進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固和理解，也促進(jìn)了學(xué)生分析、推理、綜合等科學(xué)思維的發(fā)展。