第二单元 热 2.给冷水加热
【教材分析】
本课是义务教育课程标准（教科版）实验教科书《科学》教材五年级下册第二单元“热”单元中的第2课《给冷水加热》。它与第一课《热起来了》和后面的《液体的热胀冷缩》、《空气的热胀冷缩》、《金属的热胀冷缩》《热是怎样传递的》、《传热比赛》、《设计制作一个保温杯》合为一个单元。冷水与热水是学生的身体时刻能感受到的，和他们的生活有着密切的关系。对冷水加热所产生的现象及原因探究又是一系列十分有趣和有意义的活动。
本课由三个活动组成。活动一：演示导入。（1）观察：冷水袋加热前后在冷水杯中的沉浮状态，引出课题。活动二：研究沉浮的原因。（预测、设计、验证、分析）（1）预测分析：水袋加热前后在冷水中先沉后浮与什么原因有关？（2）设计方案：小组讨论设计验证与质量是否有关的实验方案；（3）验证实验：研究水在加热过程中，质量是否发生变化（4）设计方案：小组讨论设计验证与体积是否有关的实验方案；（5）验证实验：研究水在加热过程中，体积是否发生变化。（6）分析小结：水袋加热前后在冷水中先沉后浮的原因？活动三：拓展延伸。（1）魔术演示：液体受热膨胀现象演示。（2）课外延伸：液体热胀演示小发明。 【教学目标】 1.科学概念
水加热后体积会增大而质量不变。 2.过程与方法
① 从影响物体在水中沉浮的因素去分析水加热后产生的变化。 ② 设计实验，观察水加热后质量和体积是否发生了变化。 3.情感、态度、价值观
培养学生乐于发现新问题和愿意积极探索的情感。 【教学重点】
1.观察冷水袋在热水中加热过程时的变化。
2.以冷水袋的质量和体积是否发生变化为切入点，设计实验，观察研究冷水袋受热上浮的原因。 【教学难点】
研究冷水袋受热上浮的原因。 【教学准备】 1.学生用材料准备。
小组用材料一：天平（课前调试平衡）、砝码、冷水袋（常温）、热水、烧杯、抹布、餐巾纸、勺子。
小组用材料二：热水、烧杯、试管（课前装满水，用气球皮和橡皮筋封口）、放大镜、抹布。 2.教师用材料准备。
烧杯两只、热水、冷水、冷水袋、勺子、自制液体热胀冷缩教具（玻璃瓶、橡皮塞、硬塑透明吸管、红墨水液体）水槽、课件PPT。 【教材处理】
1. 演示用的冷水袋涂上颜色，使上浮观察更清楚。
2.在研究加热是否改变水的体积时，试管中的水一定要装满，为使效果明显，建议用温度较高的热水。
3.用酒精灯加热试管中的冷水改成用演示实验中水袋，增强验证的可信度。注意从烧杯中捞出的水袋一定要用餐巾纸擦干后放到天平上称，减小因水袋外表沾水而造成的误差。
4.在验证体积是否发生变化中，添用放大镜，是因为气球皮因水膨胀而凸出的现象不是很明显，通过放大镜能更加清楚的观察到现象；
5.教材中物体的轻重应用“质量”表达而非表达为“重量”，这是两个完全不一样的科学用词。 6. 冷水袋要在水槽中灌满，防止水袋中有空气，塑料袋口子多余的薄膜翦去，避免因沾水而影响第二次称的质量。 【教学过程】 一、经验导入
（活动一：演示导入。（1）观察：冷水袋加热前后在冷水杯中的沉浮状态，引出课题。）
1.师：（出示一杯冷水，放于小讲台上）同学们，这是一杯冷水；（出示一杯热水，放于小讲台上）同学们，这是一杯热水；（出示一袋冷水）这是一袋冷水，我请这位同学验证一下（放入1号冷水杯中），水袋是沉还是浮？ 生：沉。师板书——沉
2.师：（用勺子捞出水袋轻轻放入2号热水杯中）请同学们观察1分钟时间。 生：观察1分钟。
3.师：（用勺子捞出水袋轻轻放入1号冷水杯中）现在水袋是沉还是浮？ 生：浮。师板书——浮 4.师：你们猜原因是什么？
生：因为水袋被加热了，师板书——加热
5.师：我再请这位同学上来验证水袋是否被加热了？是吗？
生：验证（快速触摸或隔手帕触摸，防止烫手）变热了。师板书——温度升高 6.师：这节课，我们就要一起来研究“给冷水加热”，板书课题。
◆设计意图：通过“演示实验”，让探究从学生的直观观察引入，让现象突破学生已有的生活经验，激起学生的质疑，激发学生的探究热情和思维热点，培养学生从现象中提出科学探究的问题能力。 二、研究沉浮的原因。（预测、设计、验证、分析）。
（1）预测分析：水袋加热前后在冷水中先沉后浮与什么原因有关？（2）设计方案：小组讨论设计验证与质量是否有关的实验方案；（3）验证实验：研究水在加热过程中，质量是否发生变化（4）设计方案：小组讨论设计验证与体积是否有关的实验方案；（5）验证实验：研究水在加热过程中，体积是否发生变化。（6）分析小结：水袋加热前后在冷水中先沉后浮的原因？） 1.师：加热后的水袋浮在冷水中，除了温度升高，你们预测还与什么原因有关？ 生：加热后的水袋的体积变大了，水袋的质量变轻了，所以浮起来了。 2. 师：板书——质量、体积？（黑板边预写）
3. 师：你预测的理由是什么呢？(教师适当引导：我们可以用 “沉和浮”单元的知识来分析) 生：同样的水袋，如果质量不变，体积变大就会浮起来，如果体积不变，质量变小也会浮起来。 4.师：同学们的预测是否正确？我们接下来可以用实验去验证。
◆设计意图：观察后引导学生提出科学探究的问题，做出科学解释或推测，这是科学探究不可缺少的重要环节；启发学生从影响物体沉浮的主要因素质量和体积大小变化方面去定位思考使冷水袋上浮的原因，教师从中进行适当的引导，是师生合作的和谐体现，也是科学探究走向成功的辅助方式之一。
5.师：为了弄清加热的水袋能浮在冷水中的秘密，我们要先设计实验验证的方案。 如果我们先来验证是否与冷水袋的质量变化有关，那我们可以怎样来检验呢？
生：先称出冷水袋的质量，加热后再称出水袋的质量，前后两次对比后就可以知道是否与质量有关。 三、实验环节
1.师:下面我们来做一个实验验证是否与质量有关。 生:好。
2.师：为验证是否与质量有关，想想，我们需要用到哪些材料？ 生：天平称（砝码）、冷水袋、烧杯、热水、勺子。
3.师：还有别的需要吗？为了减小质量的误差，第二次称水袋之前，水袋的外面应该是怎样呢？ 生：应该是擦干的。
4.师：那最好还有什么材料呢？ 生：还要抹布或餐巾纸。
5.师：老师两种都给你们，材料确定了（出示PPT），接下来我们如何去实验呢？ 生：先用天平称称出冷水袋的质量。
6.师：黑板边板书——称水袋，我们可用简单的词表达每一个环节，这个实验中要称几次呢？ 生：两次。
7.师：那第二次什么时候称呢？ 生：加热以后再称。
8.师：接下去呢？请记录员从抽屉里取出1号信封中的记录单，用简单的表达完成实验方案设计，开始！
生：讨论设计实验方案： 实验验证方案记录单（一）
第 小组 记录员： 2008年 4月 22 日 一、需要验证的问题：加热的水袋浮在冷水中是否与它的 质 量 变化有关？ 二、可以使用的材料：天平（砝码）、冷水袋、热水、烧杯、抹布、餐巾纸、勺子。 三、实验验证的步骤： 称冷水袋 → 热冷水袋 → 捞出擦干 → 再称水袋 → 前后对比 → 分析结果。 四、实验验证的结果：冷水袋质量（ ）克，加热后质量（ ）克，冷水袋加热后，温度升高，质量不变，与质量无关。 9. 师：现在，我们来比比你们的方案设计，看哪个小组设计的最完整。 生：将小组讨论完成的方案设计在实物投影上展示汇报，其他小组补充质疑。 称水袋 → 热水袋 → 捞擦干 → 再次称 → 前后比 → 写结果。 10.师：请同学们一起看大屏幕。 老师的建议：
▲ 先称出冷水袋的质量，再小心把热水倒入烧杯中。 ▲ 把冷水袋轻轻放入热水中加热1分钟。 ▲ 用勺子取出后擦干，放到天平上再称质量。 ▲ 观察天平是否仍保持平衡，分析是否与质量有关。
△ 看完提示后，请材料员从材料区领取1号水槽。 开始实验！ 生：开始实验。
11.师：下组了解学生实验情况。实验结束前出示PPT（音乐）;实验完成后，请材料员整理好材料放回材料区，其他同学分析加热的水袋浮在冷水中是否与它的 质 量有关？ 12.师：下面来说说你们的实验结果。
生：我们实验发现水袋的温度升高了，质量在加热过程中没有发生变化，所以热水袋浮在冷水中与它的质量没有关系。
13.师：板书——质量不变，划去“质量”一词，看来加热不改变冷水的质量，那是否会改变它的体积呢？ 生：…
14.师:这个水袋的体积变化能直接观察出来吗? 生：不能，因为它往四周变大。
15.师：那能不能想办法让它往一个方向变化呢？ 生：想不出
16.师：老师给你们提供一种特殊的材料：用气球皮封口的装满冷水的试管。为了证明加热是否改变
冷水的体积，我们还需要什么材料？ 生：我们还需要烧杯、热水、酒精灯
17.师：为了让你们更加清楚的观察到现象，老师还给每个小组准备了放大镜。那我们怎样去验证冷水袋加热后浮在冷水中是否与它的体积有关呢？现在请小组利用这些材料讨论实验的方法。 生：小组讨论方法。
18.师：谁来说说你们想好的实验方法？
生：我们可以把试管浸入热水杯中，如果水的体积变大，气球皮会凸出来，如果水的体积变小，气球皮会凹进去。
19.师：说的真棒！现在请大家一起看大屏幕： PPT:
仔细观察试管口气球皮的变化，可以借用放大镜，根据现象分析结论！ 看完提示后，请材料员马上到材料区领取2号水槽，开始实验！
20. 师：观察小组实验情况，实验结束前出示PPT: 实验完成后，请材料员整理材料放回材料区，其他同学分析加热的水袋浮在冷水中是否与它的 体积有关？ 21.师：停，下面我们来交流你们的验证结果。
生：试管放在热水杯中加热，我们看到气球皮凸出来了，所以说水的体积变大了，实验说明水袋上浮与它的体积变化有关。师板书——体积变大
22.师：根据我们前面两次验证实验，现在你知道加热的水袋浮在冷水中秘密吗？ 生：因为冷水袋加热后温度升高，质量不变，体积变大了，所以是浮的。
◆设计意图：探究是科学课堂的中心环节，是学生质疑、思维、设计、实验、观察、分析、讨论以及知识与能力生成的综合环节。从“探究水袋加热能浮在冷水中的秘密是什么？”为中心任务，通过结果预测、方案设计、实验验证，分析归纳，让科学现象说话，是学生学习科学知识，理解科学现象的方法。这个环节的教学，尤其要重视学生科学实验的规范性和程序化，课前对实验员使用天平等常用器材方面要做适当的训练和强化，以利于提高课堂探究的实效。 四、拓展延伸
1.为了表扬今天大家的表现，现在老师给大家表演一个小魔术，想看吗？ 生：想。
2.师：演示平底烧瓶中红色液体的热胀现象。 生：观察。
3. 师：你们也想试试吗？ 生：想。
4.师：老师建议你们回去自己创作一个能观察液体热胀现象的小发明。这是老师用身边的材料做的，出示样品（演示-机动）。
5. 师：如果老师将烧瓶放入冷水中，你们预测液柱会怎样呢？
生：液柱会下降。
6.师：下节课我们将来研究液体受冷后的变化。出示PPT:课外小作业：请每个小组利用身边的材料，合作创作能观察液体加热体积变大现象的小发明。下节课我们一起来比比谁的发明最棒。 ◆设计意图：小魔术的表演是为出示下节课研究的引子。课外小组合作创作小发明，既是科学知识的应运，又是学生探究的拓展，让科学走入学生的生活，同时也为下节课研究液体的热胀冷缩做好经验的积累准备。 五、板书设计
温度升高
沉质量不变给冷水加热
加 热 体积变大 浮
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