第一篇：固體熱脹冷縮實驗的創新改進

固體熱脹冷縮實驗的創新改進

永州市零陵區徐家井小學 羅湘君

一、原有教材中的實驗設計

湘少版小學科學三年級下冊冷與熱單元中《熱脹冷縮》一課，從教材結構上看可分為三部分：第一部分指導學生通過自制“液體溫度計”進行對比實驗，認識液體有熱脹冷縮的性質；第二部分指導學生設計實驗驗證空氣是否也有熱脹冷縮的性質；第三部分指導學生認識固體有熱脹冷縮的性質。

教材的第三部分設計了實驗，運用固體熱脹冷縮實驗裝置，一個鐵環和一個剛好能通過鐵環的銅球，把銅球用酒精燈加熱后，銅球受熱體積膨脹，不能從鐵環中通過；再把銅球放入冷水中，銅球受冷后體積收縮，又能夠從鐵環中通過。依此而得出結論：固體有熱脹冷縮的性質。

二、原有實驗的不足

在實際教學中，我們發現教材中設計的實驗存在以下不足：

1、學生在加熱銅球時，由于銅球是用金屬鏈懸掛在手柄上，三年級學生年齡較小，拿著手柄不穩定，銅球的位置不固定，不能確保用酒精燈火焰的外焰加熱，影響加熱效果；

2、懸掛的銅球容易晃動、滾動，學生一不小心會造成燙傷，存在一定的危險性；

3、銅球體積較大，需要加熱很長時間才能看到現象，學生易失去耐心，實驗效率低；

4、實驗中只能看到銅球熱脹冷縮變化的結果，看不到熱脹冷縮變化的全過程，缺乏直觀形象度；

5、實驗只通過“銅球受熱膨脹受冷收縮”這一種物體一種現象，得出“固體有熱脹冷縮的性質”這一普遍性的結論，缺乏說服力。

三、改進后的實驗裝置設計與制作

為此，我們對這部分的實驗設計做了改進。通過反復試驗，我們自制了一個固體熱脹冷縮實驗裝置，可以顯示出熱脹冷縮變化的過程，視覺效果比較好。

我們把金屬條的一端固定在支架上，使之受熱后只能向一個方向伸展，推動指針偏轉。由于金屬條受熱后，伸展的長度變化集中于一個方向，又由于指針的放大效果，所以可以顯示出較大的偏轉距離。當金屬條受熱后，長度逐漸發生變化，指針也隨之發生偏轉，受熱膨脹變化的過程就通過指針所指示的刻度顯示出來；移開熱源，金屬條的溫度逐漸下降，指針的偏轉角也逐漸變小，當金屬條溫度降到與實驗起始溫度相同時，指針回復到零刻度。

以上裝置的具體制作材料與方法如下：

1、實驗材料：我們可選用金屬條和玻璃 棒實驗。取直徑為3mm左右，長度為200mm 的銅、鐵、鋁條各一根，在兩端用釘尖扎出 小孔，便于固定；另取直徑為8mm，長度為 200mm的玻璃棒一根，在兩端粘上小塊金屬 片，同樣在金屬片上用釘尖扎出小孔以便固 定。

2、指針：取一根長度為150mm左右的細鋁絲，把前端打磨成尖形，另一端用螺絲固定在支架上，使其能靈活轉動成為指針。成形后，在固定螺絲上方的左側粘貼一小段金屬絲，作為限位裝置。

3、支架：由木質的底座和兩塊豎立的金屬薄片支架構成。左右兩個支架的距離，根據金屬條的長度決定，高度為160mm 左右。左邊支架上，裝置調距螺桿，可用于調節實驗所用材料的長短，以使指針起始位置指向零刻度。另取一張白色卡紙，繪制好刻度，粘貼在右邊支架上。

為使顯示醒目，我們把指針漆成紅色，刻度線用黑色繪制。

四、改進后實驗裝置的操作方法

我們來看看使用以上裝置實際實驗操作的過程：

我們先選用銅條進行實驗。點燃酒精燈，加熱銅條。銅條受熱后迅速膨脹，因其左端已經固定，迫使它只能朝右端方向伸展，推動指針向右偏轉。這樣，我們就能清晰地看到銅條受熱膨脹的變化過程。熄滅酒精燈，我們看到指針逐漸回轉，如果要加快冷卻速度，還可以用毛筆沾冷水刷上銅條上。當銅條的溫度降到與環境溫度一致時，指針就會回到原刻度位置。我們還可以用鋁條、鐵條重復以上實驗，都可以看到相同的現象。

由于銅、鐵、鋁都是金屬材料，為了能得出“固體有熱脹冷縮的性質”這一結論，我們考慮再用一種非金屬材料——玻璃來實驗。我們把玻璃棒裝在支架上，用酒精燈加熱。先進行預熱，以避免玻璃棒局部受熱炸裂。過了一會兒，我們發現指針慢慢向右偏轉了。由于玻璃傳熱慢，膨脹系數小于金屬材料，所以我們看到指針偏轉的速度較慢、幅度較小。熄滅酒精燈，靜置一會兒，讓玻璃棒自然冷卻，指針又會慢慢地回復原位。

五、改進后實驗裝置的優點

運用以上裝置實驗與教材上的用銅球實驗相比，具有以下優點：

1、穩定性更強，更安全。由于有支架固定金屬條，不再需要學生手持，使加熱更穩定、更安全；

2、實驗時間縮短，效率提高。實驗中，加熱金屬條的時間只需10秒左右，就可以清楚地看到指針向右偏轉，熄滅酒精燈幾秒鐘后，指針就往回偏轉。實驗效率高，可視性強，學生興趣濃厚，更有利于課堂組織教學；

3、實驗現象更直觀。通過指針逐漸偏轉，學生可以清晰地看到金屬條熱脹冷縮變化的全過程，而不只是看到結果，更為形象直觀；

4、可用多種材料實驗，結論更具說服力。改進后的實驗裝置，可以更換實驗材料，加熱銅、鐵、鋁條或玻璃棒等，都可以看到熱脹冷縮的現象。這樣就可以采用歸納的方法得出結論“固體有熱脹冷縮的性質”。

通過教學中試驗，我們發現改進后的固體熱脹冷縮實驗裝置，操作簡單，易于學生人人動手參與?！墩n程標準》中指出，“兒童常常依靠動手操作來認識和理解世界，而他們所能認識和理解的也往往局限于他們自己可以動手操作的具體事物”，因此，在科學教學中，如何為學生提供更易于操作的材料，值得我們每一位科學教師努力探索！

第二篇：固體熱脹冷縮創新實驗教學設計

固體熱脹冷縮實驗的創新改進

羅坪鄉完全小學 聶博健

一、實驗的地位與作用：

“固體熱脹冷縮實驗”是河北人民出版社出版的四年級下冊科學教材第四單元第2課時的教學內容，它是在延續液體熱脹冷縮探究后，進一步對固體熱脹冷縮性質的探究。此實驗對學生體驗固體熱脹冷縮現象、激發學生探究科學奧秘的興趣和好奇心提高學生獨立實驗的能力等方面有重要意義。

二、實驗原型及不足之處與創新實驗創新點：

實驗原型：運用固體熱脹冷縮實驗裝置，一個鐵環和一個剛好能通過鐵環的銅球，把銅球用酒精燈加熱后，銅球受熱體積膨脹，不能從鐵環中穿過；待銅球冷卻后體積收縮，又能夠從鐵環中通過。證明：固體有熱脹冷縮的性質。

在實際教學中，我們發現教材中設計的實驗存在以下不足：（1）實驗材料精確度要求高，比較難找。

（2）由于銅球體積較大，所以在銅球加熱時所需時間較長。學生易失去耐心，實驗效率低。

（3）靈敏度低且不可調；

（4）加熱溫度過高，容易造成燙傷。本次創新實驗的創新點：

1、實驗現象體現了可調性和靈敏性；

2、安全可靠；

3、實驗現象形象、直觀、生動有趣。學生易于操作且實驗過程穩定性強，實驗效果也更為明顯。

三、創新實驗的設計思路：

為了能讓學生更加直觀地感受到實驗效果，縮短實驗時間，提高實驗效率；排除實驗中的危險性，使學生體驗科學實驗的樂趣。

為此，我們經過反復試驗，自制了一個固體熱脹冷縮實驗裝置。

1、介紹實驗材料。

2、實驗設計原理：通過酒精燈對彈簧片的加熱，兩塊彈簧片膨脹貼在一起，使這個串聯電路連通，也就是我們所說的熱脹冷縮。

四、實驗器材：鐵絲圈、玻璃球、酒精燈、燒杯

五、實驗過程：

1、點燃酒精燈；

2、將酒精燈移至自制串聯電路中的兩塊彈簧片下方進行加熱，注意加熱使用酒精燈的外焰；

3、電路連通后（燈泡發光）將酒精燈移開，待彈簧片冷卻，電路將斷開（燈泡熄滅）。

六、實驗效果

1、實驗操作方便，簡單實用，降低了學生操作的難度，減少了實驗誤差，實驗結果一目了然；

2、讓學生更清晰的看到金屬的熱脹冷縮，實驗效果很明顯。

七、創新實驗創新亮點：

1、改進后的實驗材料易取，提高了學生課后親自動手實驗的可能性；

2、改進后的實驗現象明顯，大大地提高了科學課堂教學的演示率；

3、改進后的實驗節約了課堂教學時間，提高了教學效率；

4、實現了演示實驗的理念創新，真正以學生為主題，使學生不再把實驗看成是專家、教師在實驗室的高貴行為，很多事可以在日常生活中親自動手驗證的，并可以大膽地創新。

第三篇：《固體的熱脹冷縮》說課稿

《固體的熱脹冷縮》說課稿

今天我說課的實驗是蘇教版小學科學四年級上冊第二單元“冷和熱”第三節加熱和冷卻中的《固體的熱脹冷縮》實驗。下面我將從教材分析、實驗器材、實驗創新、實驗原理、實驗教學目標、教學重難點、學情、教法、學法、教學內容、教學過程、實驗教學反思與評價和板書設計幾個方面來開展我的說課！

首先，我對教材進行簡要的分析：

一、說教材

《加熱和冷卻》一課是以學生已有知識經驗、生活經驗為基礎，引導學生用實驗的方法探究加熱和冷卻對固體的體積的影響。本課很好的體現了教材編排的連續性和邏輯性，在整個單元中起著承上啟下的作用。

二、說實驗器材

該實驗所需的器材有酒精燈、固體體脹器、水槽、冷水、火柴等。

三、說實驗創新

四、說實驗原理

常溫下，銅球能通過鐵環，加熱后，銅球體積膨脹，無法通過鐵環，當銅球冷卻后，銅球體積又縮小，又能通過鐵環。

五、說實驗的教學目標

根據新課標的要求和教材的特點，結合四年級學生的認知能力，我確定以下教學目標: 知識與技能：

1、知道物體加熱和冷卻后會改變體積。

2、認識物體的熱脹冷縮現象及應用。過程和方法目標：能用實驗的方法探究加熱和冷卻對物體的體積的影響。情感態度與價值觀目標：培養學生嚴謹的科學態度、讓學生明白科學就在我們的日常生活中。

六、說教學重難點

教學重點：認識到冷熱變化會導致物體的體積產生變化。教學難點：認識固體熱脹冷縮的性質。

七、說學情

四年級的學生接觸科學已有一年，對科學學習有濃厚的興趣，也掌握一些科學探究的方法，但實驗分析、操作能力還需要加強。

八、說教法

《科學課程標準》強調:“科學學習要以探究為中心，學習科學是學生主動參與的過程”，就是借助固體體脹器和酒精燈等實驗器材，通過讓學生親身經歷活動過程，發現和得出結論進而達到教學目標，使我的這一節課更有實效性。

九、說學法

采取與教法相適應的學習方法，引導學生在探究的過程中，能運用探究實驗法、小組合作法、自主探究法等學習方法獲取新知，掌握技能。

十、說實驗的教學內容

探究固體在加熱后體積的變化是“加熱和冷卻”一課的核心學習活動之一。通過加熱，鐵球體積會膨脹，冷卻后，體積又收縮，通過觀察這一實驗后，讓學生更進一步了解固體熱脹冷縮的性質。

十一、說實驗教學過程

我設計了四個教學環節：(一）創設問題情境，導入新課

探究應該從問題開始，巧妙地創造問題情境，能吸引學生活動注意力，啟發學生思維，使學生的思維更活躍，思路更廣。上課開始，我就出示課件。1825年英國鋪設的第一條鐵路鋼軌資料。旨在引發學生根據相關信息思考，猜想鐵軌發生了扭曲和斷裂的原因是什么？這時我緊接著提出問題，鋼軌會不會也有熱脹冷縮的性質，為什么在鐵軌間都留有縫隙？這節課我們就帶著這些問題，用實驗的方法來研究固體的熱脹冷縮。并板書課題。

（二）探究固體的熱脹冷縮的性質

1、注意酒精燈的使用

加熱我們就需要用到實驗室中常用的加熱儀器——酒精燈。雖然四年級的同學不是第一次使用酒精燈，但為了確保安全還是有必要再次強調酒精燈的使用注意事項。這時我出示課件，講解酒精燈的使用方法和注意事項，一定會最大限度吸引學生學習的注意力。達到最佳的教學效果，有效的提高教學效率。

2、分組實驗探究，描述實驗現象

這個活動本身是一個演示實驗，但是為了讓學生更加了解，我讓學生親身經歷。首先，拿出固體體脹器，在常溫下，銅球能通過鐵環；接著點燃酒精燈，把銅球放在酒精燈上加熱，加熱1分鐘左右，試一試銅球能否通過鐵環，會發現此時銅球不能通過鐵環；這時再把銅球放入裝有冷水的水槽中冷卻，當冷卻后銅球又能通過鐵環；實驗結束后熄滅酒精燈，整理實驗器材。在他們操作的過程中，我及時深入各個小組來和他們共同完成這個活動。并告知學生不要接觸發熱的銅球，以免出現危險。教育學生在實驗過程中正確使用實驗器材，注意安全，也是我們科學教師在教學中不可缺少的一部分。只有學生安全了，才能使教學有序有效地開展下去。

通過實驗操作，學生一定會發現實驗現象，我讓學生描述自己的發現，既可鍛煉他們的表達描述能力，又可以得出銅球具有熱脹冷縮的這個結論，進而得出一般固體都有熱脹冷縮的性質。

（三）尋找生活中的熱脹冷縮現象

科學探究的問題源于生活，科學結論的實踐又回歸于生活，這時我用課件出示一些生活中常見的熱脹冷縮的現象讓學生分析，并回答本課開始提出的問題，鋼軌是不是也有熱脹冷縮的性質？為什么鐵軌間都留有縫隙？讓學生感受到科學與生活是如此緊密相聯。像生活看似平常的小事，如果細細想來，還真的有許多科學道理。生活中的科學真是隨處可見呀。希望大家在以后遇到這樣的問題，也能像今天一樣認真思考，細心觀察，認真思考，積極動手，你將會發現更多的科學奧秘。

（四）談收獲

全課的最后，我讓學生說一說通過本節課的學習你都有哪些收獲，課后請同學們繼續查找生活中的熱脹冷縮現象。

十二、說實驗教學反思與評價

“固體的熱脹冷縮”一課實驗從學生的實際出發，注重學生在課堂中的主體地位，符合學生的需求，并關注學生對實驗方法的理解，注重培養學生探究習慣和嚴謹的科學態度。

本節課我圍繞教學目標，通過讓學生實驗探究的方法，引導學生一步一步得出“固體有熱脹冷縮性質”的結論。在教學中我按照以學生為主體，教師為主導的教學原則，讓學生經歷一個提出問題——假設猜想——實驗操作——得出結論的簡單的科學探究過程，當然真正要完成一個探究過程，四年級的學生不完全具備這樣的能力，還需要教師適時、必要、謹慎、有效地指導才能真正從探究中有所收獲，使教學更具有實效性。

十三、說板書設計

為了緊扣教學目標，突出教學重點，我的板書設計力圖全面、簡潔、直觀地將授課內容傳遞給學生，加深學生的理解和記憶！

第四篇：對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想

對“固體熱脹冷縮”補充實驗的教學設想 劉起飛 閆永軍

九年義務教育教材小學自然（五年制）第六冊《物體的熱脹冷縮

（一）》一課，從教材結構上看可分為兩部分：第一部分指導學生認識液體有熱脹冷縮的性質；第二部分指導學生認識固體有熱脹冷縮的性質。

教材的第二部分在課本中的具體表達形式比較簡單：利用一個鐵環和一個剛好能通過鐵環的銅球進行實驗，把銅球放入熱水中，銅球受熱體積膨脹，不能從鐵環中通過；再放入冷水中，銅球受冷后體積收縮，又能夠從鐵環中通過。依此而得出“固體也有熱脹冷縮的性質”的結論?！督處熃虒W用書》中提到了這個問題：“從一種現象就得出一個結論，顯得有些欠缺，有條件時最好再補充一個實驗?！备鶕覀儗滩牡睦斫?，即補充一個實驗的話，就可以采用歸納概括的方法，得出固體有熱脹冷縮性質的結論。

這樣，就與第一部分認識液體有熱脹冷縮性質的教學模式一致了。補充一個什么材料來做驗證固體有熱脹冷縮性質的實驗呢？用圓金屬片？金屬球和金屬片同是金屬的種概念，根據歸納推理的規則只能推出金屬有熱脹冷縮性質的結論。而金屬只是“固體”這一概念的一個子類，因此還不足以說明固體有熱脹冷縮的性質。這樣，最好能找非金屬固體材料，但非金屬材料的膨脹系數都比金屬材料的膨脹系數小，這就給補充實驗帶來了難度。通過查找資料知道，固體除了金屬外就是玻璃的膨脹系數比較大了。根據結構力學的原理，我們先是選定了玻璃球作實驗材料進行實驗。因為玻璃球是圓球形的，受冷受熱不易炸裂。經過反復實驗，發現一般玻璃球并不是規則的圓形，無法保證實驗的效果。什么玻璃制品既規則又間隙非常小呢？便想到了注射器。注射器是熟玻璃制成的，受冷受熱不易炸裂。使注射器受熱可以用酒精燈，使其受冷當然用冰箱既快效果又明顯了。但由于不可能把冰箱搬到課堂上，便想到可以用冰箱中的儲冷器來使注射器受冷。經過反復實驗，效果很好。這個實驗就定下來了。

補充了這個實驗，教材的第二部分也就比較完美了，整篇課文的教學模式統一了，從認識過程看也比較科學。

這部分的教學設計如下：

師：現在我們知道了銅球有熱脹冷縮的性質。其他固體形態的物體還有很多，如桌子、椅子、玻璃、陶瓷等，它們有沒有熱脹冷縮的性質？下面我們用實驗來研究玻璃有沒有熱脹冷縮的性質。老師這有一支注射器，現在，這個玻璃塞可以順利地進入管內到達底部，我用酒精燈加熱注射器的塞，再放入管內，你們想，會有什么現象？

生：注射器的塞不能到達底部。

師：（演示實驗后）的確是只到一半處。我們在它到達的位置做一個標記。（教師在注射器外活塞頂端到達處用不干膠做標記。）下面我們再把塞放到冰箱里儲冷用的這個儲冷器上，使活塞受冷后，把它再放入注射器內，你們推想一下會發生什么現象。（學生互相交流自己的推測。）現在老師把塞放入管內，你們看到了什么現象？這說明注射器有什么性質？

生：塞又能順利到達管內的底部了。這說明注射器有熱脹冷縮的性質。

師：注射器是玻璃做的，所以說玻璃有什么性質？

生：玻璃有熱脹冷縮的性質。

師：銅球有熱脹冷縮的性質，玻璃有熱脹冷縮的性質。銅球、玻璃都是固體，都有熱脹冷縮的性質，由此，你可以推想出??

生：固體有熱脹冷縮的性質。

第五篇：改進創新實驗

改進創新實驗：

1.制備Fe(OH)2實驗改進

實驗用品：試管2支、酒精燈只、長滴管兩支、FeSO4溶液、NaOH溶液

2.電解質導電性實驗：

實驗用品：學生電源一個、導線6根、電解槽一個、燒杯一個（100ml）、石墨電極一對；

食鹽、蒸餾水

3.濃硫酸脫水實驗環保改進法

實驗用品：500ml燒杯一個、250ml燒杯一個、50ml燒杯一個

NaOH溶液、蔗糖、濃硫酸

4.H2S與SO2反應的實驗改進

實驗用品：50ml燒杯一個、試管2支、滴管與一只；

Na2S溶液、Na2SO3溶液、鹽酸溶液

5.焰色實驗改進

實驗用品：蒸發皿一個、酒精燈、火柴

NaCl、無水乙醇、量筒。

改進創新實驗：

6.制備Fe(OH)2實驗改進

實驗用品：試管2支、酒精燈只、長滴管兩支、FeSO4溶液、NaOH溶液

7.電解質導電性實驗：

實驗用品：學生電源一個、導線6根、電解槽一個、燒杯一個（100ml）、石墨電極一對；

食鹽、蒸餾水

8.濃硫酸脫水實驗環保改進法

實驗用品：500ml燒杯一個、250ml燒杯一個、50ml燒杯一個

NaOH溶液、蔗糖、濃硫酸

9.H2S與SO2反應的實驗改進

實驗用品：50ml燒杯一個、試管2支、滴管與一只；

Na2S溶液、Na2SO3溶液、鹽酸溶液

10.焰色實驗改進

實驗用品：蒸發皿一個、酒精燈、火柴

NaCl、無水乙醇、量筒。