3.11《温度计的秘密》教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 新青岛版三上科学第三单元第11课《温度计的秘密》教学设计 一、活动主题 解锁热胀冷缩———校园热能工程师挑战赛（任务2） 二、课程标准依据 核心概念 3.物质的运动与相互作用（热胀冷缩） 学习内容 3.3 物体受热时体积膨胀 学段目标 ①描述热胀冷缩现象；②解释温度计工作原理（3~4年级） 三、教材分析 1.核心内容：通过观察液体受热膨胀现象，理解温度计液柱升降原理，探究热胀冷缩规律。 2.实验重点：对比水/酒精膨胀差异，解释“酒精更适合低温测量”的科学依据。 3.跨学科融合：物理（分子运动论）、历史（中国古代测温技术）。 四、教学目标 科学观念 理解液体热胀冷缩性质是温度计工作原理 科学思维 通过对比实验归纳“不同液体膨胀率差异” 探究实践 制作简易温度计模型并校准刻度 态度责任 培养工具创新意识；感悟中国科技智慧 五、教学重难点 1.重点：热胀冷缩现象观察与原理描述（分子间隙变化）。 2.难点：理解4℃水的反常膨胀（需分子模型辅助）。 六、教学准备 1.材料包： （1）红墨水+细玻璃管（自制温度计） （2）酒精温度计、水银温度计（对比观察） （3）冷热水浴（0℃冰水/50℃温水） 2.教具：分子间隙模型（黄豆+玻璃罐）、郭守敬“宝山漏”复原图 3.安全：酒精灯使用防护垫、护目镜 七、教学过程 （一）导入：工程师的困惑 教师活动： “热能工程师们！上节课我们学会用温度计，但科考队发现：南极的酒精温度计冻裂了，沙漠的水银温度计爆表了！温度计为什么会‘罢工’？今天我们要破解它的秘密！” 提问： “捏住温度计液泡，液柱为什么会上升？” 学生活动： 1.分组尝试手捂液泡观察液柱变化 2.记录现象：“液柱慢慢爬升！” 设计理念：用极端环境问题引发好奇，动手操作直击核心原理。 （二）新授：热胀冷缩探秘 任务1：液体膨胀对比实验 教师指令： “每组有两支玻璃管：A管装红墨水，B管装酒精。同时放入热水，观察液柱上升速度！” 学生实验记录单： 红墨水 3cm 5cm 慢（★） 酒精 3cm 7cm 快（★★★） 关键提问： “为什么酒精升得更快？———酒精分子受热‘跳舞’更剧烈，挤占更多空间！” （配合黄豆分子模型演示：加热后黄豆振动加剧，罐内空隙变大） 任务2：自制温度计校准 合作学习： 1.将自制红墨水管插入冰水混合物，标记“0℃”刻度 2.插入沸腾热水（教师统一提供），标记“100℃” 3.等分刻度：用尺子10等分，每格代表10℃ 设计理念： 从现象观察到模型解释，从原理认知到工具制作，实现思维进阶。 （三）深度探究：4℃水的秘密（8分钟） 教师设疑： “所有液体都‘热胀冷缩’吗？把红墨水管插进4℃水试试！” 实验现象： （1）水温＞4℃：液柱下降（正常热胀） （2）水温＜4℃：液柱上升（反常冷胀） 科学解释： “水分子在4℃时‘排队最整齐’，温度再降低反而‘乱挤占空间’！所以湖底冬天不结冰，鱼儿才能活下来———这就是自然的智慧！” 民族自豪感升华： “元代科学家郭守敬利用这个原理，在‘宝山漏’中装入盐水防冻，比欧洲早400年解决冬季计时难题！中国古代科技，闪耀智慧光芒！” （四）总结迁移：工程师的使命 教师总结： “真正的工程师，既要懂原理（热胀冷缩），更要会创新（材料选择）。下节课我们将用这个秘密解决更大挑战———设计不怕极寒的温度计！” 金句升华： “从模仿自然到超越自然，这就是中国工程师的担当！” 八、分层作业设计 基础作业 标注温度计结构图（液泡/液柱/刻度） ★：标对1处 ★★：标对3处 ★★★：补充功能说明（如“毛细管防断柱”） 提升作业 测试色拉油/牛奶膨胀率差异 ★：定性描述（如“油升得快”） ★★：测量数据对比 ★★★：解释“食用油温度计”优缺点 拓展作业 设计“太空无重力温度计”方案 ... ...