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1、第四章 四年级下册实验课程指导第一节 概述本册教科书主要以科学现象或科学事实为依据，遵循“问题引领下的科学探究”及“让学生经历自主探究过程”的理念，围绕让学生进一步“掌握科学探究的基本技能、方法、步骤”的目标，以主题单元的形式编排了热胀冷缩、岩石的科学、土壤与植物、光与我们的生活、我们的家园地球五个单元。热胀冷缩单元主要引导学生对物体遇冷与受热后发生的物理现象进行观察探究，让学生认识到物体一般有热胀冷缩的性质，并通过对比实验来证实。岩石的科学单元通过观察、实验、比较等手段，探究有关岩石的特征。重在学习研究岩石的方法，要求学生掌握基本的观察物体的方法，形成探究能力。土壤与植物单元以“土壤”为研究
2、核心，让学生通过对比实验了解不同土壤的性质。光与我们的生活单元以“光”为主题，研究了光的传播、反射等内容。重在培养学生应用已有知识和经验对所观察到的现象作假设性解释的能力，使学生体验到科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设和理解的重要性，提升学生的探究能力。我们的家园地球是认识地球的起始单元，重点是研究重力现象，能用测力计正确测出物体所受的重力。各单元均以“学生的生活经验”为线索切入到基础性的、规范的科学探究活动之中，与学生的生活经验相辅相成，密切融合，引领学生进一步认识身边的物体，解释观察到的现象，探索其中的奥秘，初步掌握科学探究的基本技能、方法、步骤，突出了学生以自主体验为手段，以科学
3、探究为核心的理念，为四年级小学生亲历科学探究提供了一把入门的钥匙。 据此，我们研究每个实验在本册教科书的地位以及贯彻科学教学以学生为主体，以探究为中心的理念，对本册所涉及的实验进行了梳理，根据其可操作性、演示性、拓展性和自主探究等特性，将这些实验分为必做实验、选做实验和拓展实验，目录如下：实验活动一 液体热胀冷缩 选做实验实验活动二 固体热胀冷缩 必做实验实验活动三 气体热胀冷缩 选做实验实验活动四 做个岩石百宝箱 拓展实验实验活动五 温度变化对岩石的破坏作用必做实验实验活动六 土壤成分分析必做实验实验活动七 土壤的性质 选做实验实验活动八 土壤对植物生长的作用拓展实验实验活动九 水土的流失
4、选做实验 实验活动十 光的传播 选做实验实验活动十一 小孔成像 拓展实验实验活动十二 制作陀螺拓展实验实验活动十三 模拟苹果落地 必做实验实验活动十四 使用测力计测量物体的重力 必做实验第二节 实验过程指导要点实验活动一 液体热胀冷缩【课题名称】第1课温度计的秘密【实验名称】液体热胀冷缩（选做实验）【实验目的】探究液体的热胀冷缩。【实验分析】本实验重点通过探究不同液体在遇热时膨胀、遇冷时收缩的现象，从而自行归纳出液体具有热胀冷缩的性质，养成良好的实验探究习惯，掌握正确的实验操作步骤。烧瓶装满水是保证实验成功的关键。方案一：【实验器材】烧瓶、细玻璃管、橡皮塞、铁架台（带附件）、酒精灯、有色水（4
5、以上）、石棉网、画有刻度的白纸板、纸胶带【实验步骤】1. 检查实验用品是否齐全。2. 在烧瓶里灌满水，用插有细玻璃管的橡皮塞把瓶口塞紧，液体就上升到玻璃管内。再将白纸板粘贴在玻璃管上，刻度面向学生。3. 用酒精灯给烧瓶加热，使水温升高，注意观察玻璃管中水面的变化。4. 停止加热，注意观察玻璃管中水面的变化，得出实验结论。5. 整理实验器材。【实验记录】略【实验现象】水温升高时，看到玻璃管中的水面会上升；停止加热，水温降低，水面就会下降。【实验结论】水具有热胀冷缩的性质。方案二：【实验器材】平底烧瓶、橡皮塞、细玻璃管、大烧杯、红色水、热水、冷水、冰块、醋、酱油、牛奶。【实验步骤】1. 检查实验用
6、品是否齐全。2. 在烧瓶内装满红色水，用插有细玻璃管的橡皮塞把瓶口塞紧，液面就升到玻璃管内，在此处做一个记号。3. 把装置好的烧瓶放入装有热水的大烧杯中，过一会儿，观察玻璃管内的液面的变化。4. 把烧瓶放入装有冷水的大烧杯中（为了效果更明显，可在冷水中加冰块），过一会儿，观察玻璃管内的液面的变化。5. 用同样的方法，将烧瓶中的红水换成醋、酱油、牛奶等液体，重复以上的实验过程。6. 整理实验器材。【实验记录】液体红水醋 酱油 牛奶其他液体实验现象受热遇冷【实验现象】放入热水中时，玻璃管内的液面上升，超过原来做的记号，这说明液体受热后体积膨胀了；放入冷水中时，玻璃管内的液面下降，说明液体遇冷收缩了
7、。【实验结论】液体具有热胀冷缩的性质。【说 明】1.烧瓶中的液体一定要装满。2.实验时烧瓶一定要轻轻提起或放入。3.实验结束后要及时倒出液体并清洗干净实验器材。【实验答疑】1.学生看不清玻璃管中液面的位置怎么办？可用一张白色卡纸放在玻璃管的后面衬托。2.必须要加冰块吗？加入冰块的目的是为了效果更快更明显，只要两个烧杯中的热水和冷水温差比较大，实验现象就比较明显。3.所有的液体都具有热胀冷缩的性质吗？ 水在0到4摄氏度的范围内是热缩冷胀的，也就是通常所说的反常膨胀，因此实验中准备的水温最好不低于4摄氏度。实验活动二 固体热胀冷缩【课题名称】第2课 自行车胎为什么爆裂【实验名称】固体热胀冷缩（必做
8、实验）【实验目的】 固体具有热胀冷缩的性质。【实验分析】本实验重点通过观察铜球等固体的膨胀与收缩，让学生明白固体具有热胀冷缩的性质。操作中对固体加热足够的时间、铜丝是否绷紧是保证实验成功的关键。方案一：【实验器材】酒精灯、固体热胀冷缩实验材料盒、水槽、冷水、干抹布。【实验步骤】1. 检查实验用品是否齐全。2. 在水槽中倒入一半冷水备用。3. 把铜球轻轻地通过铁环，看看铜球是否能够顺利通过带柄铁环。4. 点燃酒精灯，用外焰对铜球加热2分钟左右，使铜球充分受热。5. 再次尝试将铜球穿过铁环，看看铜球还能不能通过铁环。6. 将受热的铜球放入装有冷水的水槽中，静置一分钟左右，使它充分冷却。7.再次尝试
9、将铜球通过铁环，看看铜球还能不能通过铁环，得出实验结论。 8.熄灭酒精灯，用抹布将铜球和铁环上的水渍擦干净，整理好放在桌上。【实验记录】略【实验现象】铜球在常规条件下能够正常通过铁环；铜球在受热之后体积膨胀，不能顺利通过铁环；而将铜球放入冷水中后，又可以很轻松地通过铁环。【实验结论】固体具有热胀冷缩的性质。【说 明】 1.对铜球进行加热时，手持在橡胶柄位置，以免烫伤。 2.对铜球的加热和受冷时间都要充分，否则效果不明显。【实验答疑】对铜球加热两分钟后铜球还是能通过铁环是怎么回事？这可能是因为铁环和铜球的尺寸差别较大，铜球加热之后膨胀不到铁环的尺寸，为了保证学生看到正确的实验现象，教师最好在上课
10、之前将实验用到的器材检查一遍，保证铜球能刚好通过铁环。方案二：【实验器材】木条、小钉两个、细铜丝、酒精灯、火柴、污物桶。【实验步骤】1.检查实验用品是否齐全。2.在木条上钉两个小钉，钉距为20厘米，将细铜丝缠在两个钉子上，绷紧。3.点燃酒精灯，用手平托着顺铜丝来回加热，观察到铜丝的变化。4.熄灭酒精灯，等待几分钟，观察铜丝的变化。5.整理实验器材。【实验记录】略【实验现象】铜丝受热会逐渐松动下来，不再紧绷；熄灭酒精灯，会发现铜丝因遇冷而又逐渐紧绷起来。【实验结论】固体具有热胀冷缩的性质。【说明】1. 实验时，不要烧到木条。2. 铜丝要绷紧。实验活动三 气体热胀冷缩【课题名称】第2课自行车胎为什
11、么爆裂【实验名称】气体热胀冷缩（选做实验）【实验目的】气体具有热胀冷缩的特性。【实验分析】本实验重点通过观察气球等物体中气体的膨胀与收缩，让学生明白气体具有热胀冷缩的性质。操作中气球紧密地扎在瓶口上、玻璃管、胶塞、烧瓶的连接要紧密是保证实验成功的关键。方案一：【实验器材】锥形烧瓶（或平底烧瓶）、大烧杯（或水槽）、小气球、细线、盛开水的保温瓶。【实验步骤】1. 检查实验用品是否齐全。2. 用细线把小气球扎于锥形瓶口。（若气球套得比较紧不漏气，可以不用细线）。3.把锥形瓶放入烧杯后，灌进开水加热，注意观察气球的变化。4.把锥形瓶取出，放进盛有冷水的大烧杯中，注意观察气球的变化，得出实验结论。5.整
12、理实验器材。 【实验记录】略【实验现象】瓶内空气受热膨胀，使原来垂下的气球就会逐渐膨胀直立起来；随着瓶内空气冷却收缩，气球又逐渐缩小。【实验结论】气体具有热胀冷缩的性质。【说 明】 1.倒入开水时，手不要触碰，以免烫伤。 2.锥形瓶与气球的连接处不能漏气。为使现象明显，可预先向瓶内吹一些气。 【实验答疑】1.把套上气球的锥形瓶放进热水中，气球膨胀的不明显怎么办？为了保证气球膨胀的时候效果明显，可以先往气球里吹点气，使它套在瓶口上里面稍微有点气体。2.没有准备热水怎么办？如果天气较冷，不用热水，直接用两手握住烧瓶底部，过一会儿，气球也会膨胀起来。3.锥形瓶还可以用什么其他器材代替？还可以用其他开
13、口较小、容量较大的其他薄壁玻璃瓶代替。方案二：【实验器材】圆底烧瓶、带胶塞的玻璃弯管、红水、烧杯（内有冷水）。【实验步骤】1.检查实验用品是否齐全。2.用玻璃弯管安胶塞的一端蘸少许红水。3.将胶塞慢慢塞在烧瓶口上，控制塞进深度，使红水移至适当位置。4.用双手握住烧瓶球形部分，给空气加热，观察现象。5.将烧瓶球形部分放入冷水中，观察现象，得出结论。6.整理实验器材，将各种器材分类清洗整理好放在桌上。【实验记录】略【实验现象】空气受热时，我们会看到红水向外移动；空气遇冷时，可以看到红水会往回移动。【实验结论】气体具有热胀冷缩的性质。【说 明】 1.弯管要用细玻璃管弯制而成。若红色水不能在弯管中保持住，就应该换用更细的玻璃管。2.玻璃管要长些，否则瓶内空气热胀冷缩后，可能把红色水滴“顶”出管外。3.红色水滴位置用胶塞塞入瓶口深浅来控制，一般在玻璃弯管中部偏下为宜。4.玻璃管、胶塞、烧瓶的连接要紧密，不要漏气。实验活动四 做个岩石百宝箱【课题名称】第4课做个岩石百宝箱【制作名称】做个岩石百宝箱（拓展实验）【制作目的】学会制作“岩石百宝箱”，使学生学会制作岩石标本的方法。【制作分析】学会制作岩标本，让学生们对各种不同岩石有更加直观的认识。在制作的过程中锻炼学生的动手能力、审美能力等。【制作器材】木板、三合板、采集的各种岩石、标签纸。【
