课程介绍
本节课选自教科版五年级下册第二单元“热”中第五课时探究实验的教学内容。本节课选择安排了金属让学生开展观察研究活动，主要安排了两个活动内容：活动一，观察铜球的热胀冷缩。活动二，观察钢条的热胀冷缩。通过铜球和钢条的热膨胀实验来归纳总结出固体具有热胀冷缩的性质。
1、编写意图：本节课设计意图是从具体到抽象，从感性到理性，层次分明，循序渐进地指导学生认识自然界和日常生活中常见现象——金属热胀冷缩。
2、地位：引导学生关注其他更多金属物体的“热胀冷缩”现象，包括对其他非金属物体的关注。
3、联系课标：本节课与小学科学课程标准中的物质科学领域第六个大概念中的第三个学习内容——知道一般物体具有热胀冷缩的性质相对应。
实验器材的改革与创新的说明
为了提升实验效率，在多年的教学实践中，不断对实验器材的改进。2021年我为本节教学制作了这样的一个小装置。它是由支架、实验材料、LED小灯珠、音乐贺卡小喇叭组成一个电路，当被测金属受热膨胀接触触点形成一个闭合的电路时，点亮小灯泡，音乐响起来观察金属受热体积变化情况。
本次我选取了铜、铝、钢三种金属作为研究对象，分别以柱状以及片状的固体进行探究，很好的解决了在原来实验当中，因为形状单一而导致的归纳不充分的问题，使我们的实验更具有说服力，对于小学生实验课堂而言，一个好的实验器材应该是操作简单，现象直观明显，同时又具备相应探究原理，基于以上的思考，我在五年前就设计了这样的一个装置，在使用中不断发现问题不断改进，下面一起来看一下这套实验装置的组成。
它的创新点是利用希沃白板的投屏功能和直尺进行测量，使科学实验与信息技术进行了深度融合，使同学们不仅能观察到明显的效果而且还有数据的支撑，学生在分析和归纳总结中能有实验数据的支持。
利用这个小的实验装置，可以为学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，使科学课程的内容满足社会和学生双方面的需要。
课程总体设计与流程
在生活中，五年级的学生对物体的热胀冷缩有一定的认知，在学习本课前，对液体和气体的热胀冷缩现象已经有了初步的了解。根据皮亚杰的“认知发展理论”可知，五年级的学生正处在具体运算阶段，该时期的心理操作着眼于抽象概念，但思维活动需要具体内容的支持。在没有系统的学习前，对科学概念的形成还不是很清晰，学生习惯于知识迁移，易产生以点带面，很容易在看到铜球的热胀冷缩后就下结论:“金属也具有热胀冷缩的性质”。因此，在本节学习中，学生在实验的活动中观察、比较出金属的体积变化的方式来掌握物体的热胀冷缩的性质。
主题实验探究过程：
本节课学生在尝试观察铜球的热胀冷缩实验之后，引发思考，确定本节课的探究主题，然后学生通过教师提供的实验装置设计、操作对比实验来验证探究主题，掌握物体的热胀冷缩的性质，培养学生合作探究和解决问题的能力。
活动一：其他金属也会热胀冷缩吗？变化的速度一样吗？
（一）主题活动：利用教师提供的实验装置，研究其他金属受热体积变化情况。
1.确定实验方法:对比实验
2.设计实验操作流程：
探究确定实验中的变量与不变量：不同的金属棒（条）与电路的触电的缝隙相同，同时进行加热；
撰写实验操作流程。
3.动手实验，观察现象：定时观察记录不同金属棒（条）受热后与触点的距离，观察金属的变化及变化的快慢。
4.根据实验测得数据进行分析，得出结论。
（二）活动任务分析：
本环节的活动主题是学生利用热膨胀实验装置探究不同金属是否具有热胀冷缩的性质实验。在形状、长短相同的情况下，对不同的金属同时进行加热，学生通过不同时间段的数据采集，对比出不同金属受热体积膨胀变化情况，由于是两种不同的金属同时进行实验，还可以比较出金属受热膨胀的速度的不同。
（三）撰写对比实验方案
1.实验的基本要求：小组基本信息、对比实验、数据记录表、数据分析、结论等。对比实验的设计要有改变条件、不变条件、操作流程。在撰写时，每一步骤介绍的越详细越好，尽量保证语言精炼，表述清晰。
2.学生设计实验步骤
3.汇报交流
重点提示学生汇报对比实验中的变量和不变量。
（四）实施验证
1.小组合作中的成员分工情况和参与度。
2.实验：测试中是否按照对比实验操作流程进行，进行的是否顺利，是否针对出现的问题进行了及时更改了实施策略并进行了及时记录。
3.数据整理分析：数据收集是否采用了表格式；表格的设计是否方便我们对数据的分析；通过数据的分析是否得到了正确的结论并有结论式的总结。
（五）汇报交流
根据教师提出的注意思考的几个问题交流金属受热体积变化情况。
活动二：物体的形状是否又会影响其热胀冷缩的性质呢？
（一）活动任务：探究物体形状是否影响金属热胀冷缩的性质。
（二）活动任务分析：
本活动是学生在了解不同金属受热变化情况后，继续通过对比实验来探究物体的形状是否影响金属热胀冷缩的性质。
1.对比实验研究：对比实验每次只能改变1个条件，其余条件保持不变。
2.在确定改变金属的形状唯一条件下探究对比实验步骤。
（三）设计对比实验并按设计步骤进行实验。
学生根据活动任务把对比实验的实验步骤写详尽清楚，更多的考虑操作流程是否按照设计流程进行，被测物体的摆放的位置是否精准、测量的准确等。
实验成果与反思
根据课堂实验结果，完成了预期教学目标。学生通过探索研究，明白了大多数金属也是具有热胀冷缩的性质的。进一步掌握了热胀冷缩的科学概念。
在进行一次次尝试测试不同条件下的金属受热实验活动中，学生学会了坚持和反思，并通过知识的相互碰撞，实现深层次的学习，在过程中培养了学生不断发现问题、探究合作、解决问题的能力。
通过实验器材的创新，给予学生更多的亲身体验获得知识的机会，让学生在操作中学习，极大地提高学生的学习兴趣，提高了实验教学效率。学生在任务的驱动下，创新了实验教学内容，改进了实验方法。不仅仅是对知识的考量，较好的完成了本单元过程与方法中要求的设计简单易操作的实验活动，以更多、更明显的观察现象得出结论的目标，还是对学生操作能力、反思能力、创新能力、团队合作意识等进行了综合考量。体现了小学科学教育的核心概念，即贴近儿童心理认知发展规律，也符合小学科学课程立德树人的培养目标；为他们继续学习和终身发展打好基础。
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责编：许新宇
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