《空气的热胀冷缩》教学案例

松滋市陈店镇中心小学 李宗宝

案例一：

师：为什么压瘪的乒乓球放入热水中会鼓起来？为什么液化气钢瓶不能放在温度高的地方，以免引起钢瓶爆炸？为什么夏天人们喜欢喝冰啤酒，难道只是为了凉爽吗？这一切都是因为什么呢？

生1：乒乓球被热水烫软了，也就鼓起来了。

生2：液化气钢瓶放在温度高的地方可能会引起液化气燃烧。因为液化气是易燃气体。

生3：夏天喝冰啤酒除了凉爽外，就是在倒洒时，酒杯里的泡泡少些。

师：同学们都能留意观察身边事物，说得有理有据，非常棒！你看这位同学还知道液化气是易燃气体，这位同学就认真观察了倒啤酒时杯子里的泡泡，你们真了不起！可是，同学们注意了没有，我的后面还有一个问题，就是“这一切都是因为什么呢？”也就是说，这些生活问题有什么共同点？

生1：乒乓球里有空气吧，液化气钢瓶里也装有气体，至于啤酒里的泡泡——

生2：啤酒里的泡泡也应该是一种气体。

生3：液体有热胀冷缩的性质，气体也应该有热胀冷缩的性质。

生4：是是，乒乓球里的气体受热膨胀后，压瘪的球就鼓起来恢复原状了。液化气受热膨胀会引起钢瓶爆炸，啤酒中的泡泡受热膨胀也就多起来了。

这一案例是《空气的热胀冷缩》这课的引入。执教者用生活问题引入新课，极大地调动了学生关注生活、投身科学探究的热情。为引导全体学生投入科学探究过程创设了探究背景。空气真有热胀冷缩的性质吗？学生有了探究的欲望才能充分调动脑细胞，想出奇妙的办法证明自己的推测。我们的科学课堂应该给每一位学生提供公平的学习科学的机会和有效的指导，也就是科学课要面向全体学生。执教者提供的三个生活问题就照顾了不同层次不同发展水平的学生。对于使压瘪的乒乓球复原的问题几乎每一个学生都有亲身感受，他们就曾经自己亲手做过。对于液化气钢瓶在高温环境里可能引起爆炸事故就不是所有学生都能说清楚的，而且钢瓶里的气体也不是空气。对于第三个问题，学生就可能误认为是液体的热胀冷缩了。可见执教者在创设情景，巧妙导入新课环节里，就充分考虑了学生个性差异，保证了每个学生都能对老师提出的问题进行思考，既体现了面向全体，又照顾了吃不饱的学生。

我们再看老师的第二次谈话。有如下三方面的精彩之处：其一，老师的评价能有效地促使学生不断深入思考，激发学生科学探究的热情。我们不论做什么事情，如果有一个良好的开头就预示着这件事情成功了一半。科学课堂要能极大地调动全体学生投入科学探究过程，没有老师的热情鼓励和细心扶持是不行的。执教者就非常注意评价的语言。因为这节课是要通过实验让学生在仔细观察之后明白空气有热胀冷缩的性质。所以老师一开始就说学生“都能留意观察身边事物，非常棒”，同时老师又不失时机地引导学生别忽视了老师课前导语中的最后一个问题“这一切都是因为什么呢？”老师强调了“这一切都是”这几个字，很自然地把学生引导到这些生活问题存在的共同原因上去，形成了“气体有热胀冷缩”的科学预测。其实，科学家在作出伟大发现和发明的起初也只是对生活问题所作的一个奇妙的想象，这就是“科学预测”。其二，老师的评价体现了循序渐进的教学原则。我们看得出，学生们的第二拨发言已经由生活问题的表面现象深入或者说更加接近问题的实质了——“空气和其它气体的热胀冷缩的性质”。其三，老师的评价有利于学生科学素养的形成和发展，体现了“全体学生的全面发展”的课程理念。不是吗？老师不多的语言，既充分肯定了全体学生对生活现象的观察能力，又指出了部分学生观察能力的特殊性和敏锐性。从对“倒啤酒时杯子里的泡泡”观察巧妙地引导学生避开了冰啤酒的原因是“液体的热胀冷缩”这一错误认识。同时也指出同学们都忽视了老师的最后一个问题。这是对学生普遍存在的观察只局限于事物的表面现象，局限于事物的某些方面的及时提醒。往往被忽略了的人们不容易注意到的问题更能接近事物的本质。老师提醒学生关注最后一个问题。这样做不仅把学生引入这节课要探究的问题上来，而且更好地培养了学生的科学素养。有利于学生仔细观察、善于质疑、实事求是的科学态度的养成。这是学生发展的基石。其实，学生就是在我们教师的细心呵护下健康成长的。

案例二：

师：我们怎样设计实验来观察空气有热胀冷缩的性质呢？

生：（没有人举手。）

师：我们上节课设计实验观察了水和其它液体的热胀冷缩。今天的实验设计能不能效仿呢？可是，空气是看不见摸不着的，我们能不能借助别的物体来帮助我们观察空气的体积变化？

生1：可以仿照水的热胀冷缩实验设计今天的实验。因为空气占据所有空间，所以，我们只要使烧瓶受热，它里面的空气如果往外跑就证明了空气有热胀冷缩的性质。

生2：应该是烧瓶受热，空气往外跑，证明空气受热膨胀。烧瓶遇冷，空气往里跑，证明空气遇冷体积缩小。

生3：空气看不见摸不着。我们可以在烧瓶口上套一个气球，空气跑出来，气球就会鼓起来。空气往里跑，气球就会瘪下去。

生4：我根据温度计的原理，在烧瓶口安上一根细玻璃管子，在管内滴一滴红墨水。红墨水上升，证明空气体积在膨胀；红墨水下降，证明空气体积在缩小。

生5：我认为用来做实验的烧瓶应该尽量大一些，里面的空气多实验效果才明显。

生6：红墨水在玻璃管里不会掉到瓶里去吗？可不可以换成油滴。

师：真了不起！同学们考虑问题真周到。大家都是好样的。我相信今天的实验一定能做成功。

设计实验的过程是学生进行科学探究的起始过程。空气的热胀冷缩的实验设计是这节课的难点。因为空气看不见摸不着，所以提醒学生想别的办法观察空气的体积变化是老师要加以引导的。我们从这一案例中不难发现老师导得得法，导在关键处，导在学生困惑时。而学生经过老师点拨和帮助，很快就进入设计实验的探究活动中去了。你一言我一语，还充分考虑到了实验中可能出现的问题。正如老师评价时说的“真了不起”！

科学学习学生是主体，探究是核心。这一案例就充分体现了这一教学理念。学生把水的热胀冷缩实验进行改进，改进的依据是“空气占据空间”和“空气看不见摸不着”的知识基础和生活经验以及借助气球、液柱帮助观察空气体积变化的科学思想。这一改进的过程就是科学家在科学探究中遇到困难时另辟蹊径解决问题的思维方法。学生有了这一实实在在的设计实验的环节，经历了探究的过程，后面的实验观察中即使学生遇到了新的麻烦，他们也有能力想办法克服。这样的科学学习才是符合“实事求是”的科学精神的。有利于学生科学素养的培养和发展。

综上所述，以学生为中心的科学课教学，老师的细心呵护是促使学生投身科学探究的过程的体温表、及时雨。因为科学探究的过程就是不断地遇到麻烦不断地寻求解决麻烦的方法的过程。而人们在遇到麻烦，遇到困难时就退缩，就放弃，何况是十岁左右的小学生，他们更需要我们老师的关心和帮助，包括以学生为主体的教学设计，以探究为核心的课堂引导，以激励为主要评价语言的课堂机智。