2022-2023年度第二学期科学教研活动（一）

基于科学核心素养的科学探究活动

一、活动实录

2023年3月2日上午，在我校教导处的组织和指导下，开展了本学期科学教研组第一次教研活动，科学组陶崇发老师和吴雯雯老师分别执教了五年级的《四季循环》和四年级的《热胀冷缩》。我校专职科学教师都参与了听课，课后在教研组长的组织下，科学教研组教师对课进行了激烈的研讨和交流。

首先，陶崇发老师执教了《四季循环》一课。在导入部分，陶老师让学生畅所欲言自己对四季的认识，充分的调动学生的积极性，激发了学习的兴趣，建立良好的学习氛围。接着，在探究四季循环的形成原因探究活动时，陶老师给学生足够的时间思考设计，在学生交流的基础上，完善实验方案。真正让学生做中思，思中做。

随后，吴雯雯老师执教了《热胀冷缩》一课。吴老师用学生熟悉的温度计进行导入，接着指导学生设计实验探究液体、固体和气体的受热和遇冷后的现象。在探究的过程中，吴老师借助实验器材，引导学生发散性思维，围绕自己的猜想进行实验探究。最后，将学习的知识回到生活情境中，分析生活中常见的热胀冷缩现象。

二、教师教案

1.《四季循环》教学设计

【教学目标】

科学知识：

1．地球每年自西向东围绕太阳公转，形成四季等有规律的自然现象。

2．知道四季的形成与地球围绕太阳公转有关。

科学探究：2．在教师指导下，通过模拟实验和建构模型等方法，了解四季的成因以及地球上与之有关的自然现象的成因。

科学态度：1．愿意倾听、分享他人的信息；乐于表达、讲述自己的观点；能接受别人的建议。

科学、技术、社会与环境：1．了解生活中常见的科技发展对人类探索宇宙带来的便利。

【教学重点】

通过模拟实验和建构模型等方法，了解由于地球的公转运动产生四季变化等自然现象和规律。

【教学难点】

模拟地球围绕太阳公转的运动状态，并将影子变化与地球运动联系起来。

【教学准备】

教师材料：课件和视频。

学生材料：地球仪、牙签、橡皮泥、灯泡、两支温度计、两个信封。

【教学过程设计】

一、图表导入新课

1．教师出示四张不同时期天安门照片，请学生找出不同。

2．教师出示北京市月平均气温图，请学生寻找规律。

3．教师出示北京市日出日落和昼长时间表：大家再来看看这张图，一年四季中还有什么事物的变化是有规律的呢？

4. 教师出示北京市正午太阳高度角变化图。

5．教师提问：这些现象总是在北京周而复始地出现，其他地区是否也会出现这些规律？出示台湾省嘉义县正午太阳高度角变化图、云南省昆明市月平均气温和降水图。

6．教师小结：这些现象总是在每一年周而复始地出现，你们还能说出哪些现象吗？

7. 揭示课题：这些现象在每一年的四季中周而复始地出现，规律的变化是如何产生的、而四季又是怎么来的呢？

二、猜想四季的成因

1．提出问题：本节课，我们就来探究四季循环的成因。这些生活中常见的现象之间是否存在科学的联系？请小组内猜一猜、讨论并说出理由，记录在活动手册中。

2．教师巡视指导，收集学生猜想。

3．教师展示学生回答，学生汇报猜想。

4．教师提问：是不是像我们同学猜的这样呢，要如何证明你们的猜想？学生回答：通过实验取得证据。通过本单元第1课学会了利用光源和地球仪来模拟太阳和地球，可以设计模拟实验进行证明。

三、探究地球倾斜与直射、斜射的关系，以及直射、斜射对温度的影响

（一）地球的倾斜与直射、斜射的关系

1．教师出示实验器材：我们依然可以选用光源和地球仪来模拟太阳和地球。它们之间的位置应当如何摆放呢？

2．教师提问：那么又要用哪些器材来模拟某地区周而复始地变化的现象呢？

3．教师提供实验器材，引导学生进行实验：老师将牙签、橡皮泥及直立摆放的地球仪分发给学生，指导学生将牙签分别粘贴在赤道和北半球上，并按照椭圆形的公转轨道绕着灯泡旋转一周，进行实验并记录现象。

4．教师鼓励学生更改模拟实验设计，将地球倾斜一定角度，而其他条件不变，进行对比实验。

（二）直射、斜射对温度的影响。

1．教师提问：为什么你们认为影子的长短就能代表四个不同的季节？季节的标志还有什么？学生回答：气温、降水……

2．教师追问：影子的长度会影响气温或降水情况吗？要如何进行模拟？

3. 教师引导进一步优化实验设计：把温度计放在信封里，分别直立及斜立于同一个热光源的等距离处。光线照到平放的信封上影子短，是直射；照到竖放的信封上影子长，是斜射。照射相同时长后观察温度计示数变化。

四、讨论四季的成因

1. 教师提问：请将模拟实验二的现象联系实际进行分析。光源以及信封分别在模拟什么呢？

2. 教师提问：结合模拟实验一，是什么因素造成了阳光的直射和斜射？

3. 教师提问：大家通过模拟实验发现了地轴倾斜的秘密，还有什么相关的关键信息想要了解吗？

4. 教师播放视频：地球绕着太阳逆时针运动，自西向东围绕太阳公转一周的时间为一年，地轴倾斜的角度大约为23°26′。

5. 教师提问：通过模拟实验和视频，阅读书本文字，你们学到了什么？

五、读生活中的现象图，与地球的公转和自转相联系

1．教师出示生活中的现象图、视频：大家看看这些现象类似于公转还是自转？

2.教师提问：生活中还有哪些现象类似于地球的公转和自转？                                

六、模拟地球的自转和公转

1．教师提问：地球同时进行自转和公转，应该是什么样子的？小组之间来模拟太阳和地球的运动关系。学生小组内部模拟，一人扮演太阳、一人扮演地球。太阳不动，地球围绕着太阳进行公转，同时也在进行自转。

七、科学阅读：极昼和极夜现象

1．教师提问：回忆之前在探究地球倾斜的秘密时，有同学提到，是否有些地区终年不能接收到直射的太阳光？

2. 教师进行演示实验：南北极极昼和极夜的现象。配合播放极昼极夜现象视频加深理解。

3. 指导学生阅读书本文字，并小结：南极和北极地区情况相反，其中一个地区极昼时，另外一个地区处于极夜。地轴倾斜着围绕太阳进行公转，不仅造成了地球上四季的变化，还会造成两极地区的极昼和极夜现象。

2.《热胀冷缩》教学设计

【教学目标】

科学观念：知道温度计是利用物质热胀冷缩的原理做成的；

科学思维：能设计实验，探究物质受热和受冷后体积发生的变化。

探究实践：通过实验、观察、分析、归纳出液体、气体、固体都有热胀冷缩的现象。

态度责任：了解热胀冷缩原理在人类生产生活中的应用；在进行物体热胀冷缩实验中， 感受科学学习的乐趣，并逐步形成严谨细致的学习态度。

【教学重点】

认识到液体、气体、固体都有热胀冷缩的性质。

【教学难点】

设计实验研究物体受热和受冷时体积的变化。

【教学准备】

教师材料：课件和视频。

学生材料：烧瓶、空心管、胶塞、红色水、记号笔、烧杯、冷水、热水；锥形瓶、气球；铜球、铁环、酒精灯。

【教学过程设计】

一、创设情境，引入新课

1．师：上节课我们学习了温度计的使用方法，你掌握了吗？请你读一读这支温度计的读数是多少？

（请学生对温度计进行读数。）

2．师：同学们真棒，都已经掌握了温度计的正确读数方法。与液柱顶端平齐所对应的刻度就是温度计的读数。现在，把它们分别放入两杯水中，请你认真观察它的液柱分别有什么变化。

3．播放视频，请学生仔细观察。师：你观察到什么现象？说明了什么？

4．学生交流：一杯水中，温度计液柱上升，说明是热水；另一杯水中，温度计液柱下降，说明是冷水。

5. 教师追问：为什么温度计的液柱会上升下降？难道它变多或变少了吗？

6. 学生猜测：液柱中的液体受热时，体积变大；受冷时，体积变小了。

7. 教师结合学生的回答，提出本课的探究活动：液体受热和受冷时体积会发生什么样的变化呢？

二、探究物质受热和受冷时体积的变化

活动一：会升降的水柱

1. 师：我们以水为例来研究液体的体积在受热和受冷时是否和同学们刚才所猜测的那样会发生变化。我们也来装一瓶红色液体，在液面处做好标记，现在它的体积是这么多。如果它的体积发生了变化，我们可能会看到什么现象？

2．学生发表观点：可能会看到液面升或降。

3．师：那我们先把瓶子放入热水中，老师课前做了实验，请你认真观察它的体积是否发生了变化。（放入热水中：1分钟后……3分钟后……5分钟后……）。它的体积发生变化了吗？

4．学生发表观点：没有看出明显的变化；好像有一点点变了。

5．师：我们再来看看它在冷水中，体积有没有变化。（放入冷水中：1分钟后……3分钟后……5分钟后……）你觉得它的体积有没有变化：

6．学生交流：可能变化不明显，看不出来；或许是瓶口太大。

7．师：同学们回忆一下温度计的设计是如何使我们明显地看出里面的液体体积发生了变化的？

8．生：温度计里面的管子很细。

9．（出示带细管的胶塞）师：我们也给它塞上一根细细的管子，再来看看呢？接下来该怎样进行实验呢？

10．生：还像刚才一样把它分别放入热水和冷水中，观察细管内红色水柱有没有变化。

11．师提醒注意事项：胶塞要塞紧瓶口；在把烧瓶放入热水和冷水中之前，要先记下空心管中水面的位置；实验过程中观察细管中水面的位置变化，并记录在记录单中，得出结论。

12．学生分组实验并记录，教师巡视指导。

13．小组汇报现象：放入热水中，红色液体上升，放入冷水中，上升的红色液体又下降。师引导：红色液体上升或下降，是它变多变少了吗？（不是，是体积变大变小了）

14．师生共同小结：液体遇热时体积会膨胀变大，遇冷时体积会收缩变小。

活动二、玻璃瓶吹气球

1．出示一个空的锥形瓶，师：如果这个瓶内装满了空气，那么空气在受热或受冷时，体积会不会也发生变化呢？

2．学生发表观点。（受热也会变大，受冷也会变小）

3．师：如果瓶内空气的体积发生了变化，你觉得能不能看出来？

4．生：看不出来，它会从瓶子中跑出来，可以给它塞住。

5．师：塞住就能看出它的体积有没有变化吗？

6．学生交流。教师引导：玩气球时，空气体积的大小会影响气球的大小。出示气球，它能帮助我们吗？

7．学生说方法：将气球套在瓶口，并请其演示。提醒：我们研究的是瓶中的空气，那套之前先把气球内的空气排掉。

8．师生共同商讨制定实验方案：将气球套在瓶口，先放入热水中，观察气球的变化；再放入冷水中，观察气球的变化。教师提醒注意事项：气球套在瓶口之前要先将里面的空气排出去；仔细观察气球的变化并前后进行比较。

9．学生分组实验并记录现象。

10．师生交流：放入热水中，气球变大，放入冷水后，变大的气球又缩小。

11．小结：气体在受热时体积也会膨胀变大，受冷时体积收缩变小。

活动三、会变胖瘦的铜球

1．师：液体和气体的体积受热和受冷时都会发生变化，那固体有没有这样的性质呢？（出示一个铜球）猜猜看，它受热或冷却后体积会有什么变化？

2．学生猜测，自由回答。

3．师：看来同学们的想法不一样，怎样来验证我们的猜测呢？

生：可以加热看一看它的体积有没有变大。

4．师：实验之前，请同学们先想一想如果铜球的体积发生了变化，我们怎样能知道呢?

5．学生思考:可以找一个东西包住它，如果加热后包不住了就说明它的体积变大了 。

6．师：同学们考虑的很全面，这儿有一个铜球的好伙伴（出示铁环，教师演示铜球刚好通过铁环），如果铜球的体积发生了变化，我们可能会看到什么现象呢？

7．师：的确，我们可以给铜球加热后，再看它还能不能通过铁环，如果不能，说明它的体积变大了。我们今天选择用酒精灯给铜球进行加热。酒精灯的使用有一定的危险性，所以，我们首先一定要认真学习如何安全、正确的使用它。

8．播放酒精灯的操作使用视频，并归纳酒精灯使用的步骤。提醒实验操作：先试一试铜球通过铁环的情况；点燃酒精灯，加热铜球1分钟，试一试铜球能否通过铁环；熄灭酒精灯，将铜球放入冷水中几秒钟，再试一试它能否通过铁环。同时提醒学生：整个实验过程不能用手触碰铜球，以免烫伤；实验时戴好防护手套

9．学生分组实验，教师巡视指导。

10．学生汇报实验发现，得出结论：固体的体积也是受热后膨胀变大，遇冷收缩变小。

11．小结：绝大多数物体在受热时，体积会膨胀；遇冷时，体积会收缩。这种现象叫作热胀冷缩（板书课题）。现在你能解释温度计液柱高度变化的原因了吗？

12．学生尝试解释。

13．教师总结：温度计就是利用液体热胀冷缩的原理制作而成的。

三、联系生活、拓展延伸

1．出示一个瘪了的乒乓球，你能利用今天所学的知识想办法将它复原吗？

2．学生想办法并上台演示，教师进行肯定评价。

3．（出示图片：轮胎在夏天容易爆胎、夏天架电线时不能拉得太紧等）请思考原因并解释。

4．学生尝试解释。

5．师：我们生活中还有很多利用物体热胀冷缩性质的例子，希望同学们课后留心观察、认真思考，把你的发现告诉身边的同学！

三、研讨记录

四、教师风采