第三節(jié)《探究熔化和凝固的特點》教學設計（滬粵版八年級上）--初中物理

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1、 永久免費在線組卷 課件教案下載 無需注冊和點數(shù) 探究熔化和凝固的特點 1．教學目標 ◆知識與技能 ⑴知道什么是熔化和凝固。知道晶體和非晶體熔化和凝固的特點。了解熔化曲線的物理含義。 ⑵知道什么是熔點和凝固點，會查熔點表。 ⑶能用熔化和凝固的知識解釋有關(guān)的簡單熱現(xiàn)象。 ◆過程與方法 ⑷經(jīng)歷探究晶體和非晶體熔化和凝固特點的過程，學會作晶體和非晶體熔化的“溫度—時間”圖像，體會到圖像法能夠直觀地表示物理量間的變化關(guān)系。 ◆情感態(tài)度與價值觀 ⑸通過經(jīng)歷探究晶體和非晶體熔化和凝固特點的過程，培養(yǎng)耐心細致地觀察現(xiàn)象、實事求是地收集數(shù)據(jù)、認真分析總結(jié)規(guī)律的科學態(tài)度。 2．教材說

2、明 本節(jié)主要研究物質(zhì)熔化和凝固的特點：即以冰和蠟為代表進行實驗探究，通過收集數(shù)據(jù)、描繪圖像、對比分析，總結(jié)出物質(zhì)熔化和凝固的特點，認識晶體和非晶體，并學習對比法、圖像法等科學方法。 熔化和凝固是生活中常見的物態(tài)變化現(xiàn)象，熔點和凝固點是研究物質(zhì)的物理性質(zhì)的基礎。關(guān)于物質(zhì)的熔化，讓學生經(jīng)歷較為完整的科學探究過程，這個探究實驗無論是裝置、操作，還是晶體和非晶體熔化時的“溫度—時間”圖像，都比上一節(jié)探究沸騰要復雜一些，對學生探究能力的要求更高了，所以教材將其編排于《探究汽化和液化的特點》之后。 本節(jié)的編寫思路是：從學生比較熟悉的“冰化水，水結(jié)冰”現(xiàn)象中，直接給出熔化和凝固的定義，然后讓學生經(jīng)歷一

3、個比較完整的科學探究過程，即仿照研究水沸騰的實驗，設計并進行實驗探究冰地熔化特點，描繪出冰熔化時的“溫度—時間”圖像。然后針對學生對該實驗的疑點，教材采用卡通畫的形式生動活潑的展示出來，引導學生討論爭辯，一方面加深對冰的熔化特點的認識，另一方面對該實驗進行評價，同時引出研究石蠟的熔化和凝固。通過活動1的實驗研究，描繪出石蠟的“溫度—時間”圖像，再對兩個圖像進行對比，總結(jié)出它們在熔化時的不同特點，從而引出晶體和非晶體以及它們的區(qū)別，引出熔點和凝固點。最后將物態(tài)變化應用于生活實際中，通過“信息瀏覽”介紹液晶。 同舊教材相比，新教材把晶體和非晶體熔化的演示實驗改為探究性實驗，符合《課程標準》中“通

4、過實驗探究物態(tài)變化過程”的要求，另外新教材用冰代替舊教材中的萘或海波，取材方便、貼近生活、容易成功。通過“信息瀏覽”介紹液晶，“將生活和自然界中的一些現(xiàn)象與物質(zhì)的熔點或沸點聯(lián)系起來”，這也是新教材的一個特點。 本節(jié)教學重點：教材通過對冰的熔化過程的實驗探究，再一次展現(xiàn)了科學探究的主要環(huán)節(jié)，讓學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，學會用圖像法對探究結(jié)果進行分析論證，這既是培養(yǎng)學生探究能力的好素材，又是學習晶體和非晶體、熔點和凝固點等知識的基礎。 本節(jié)教學難點：由于初中學生對“晶體熔化時溫度不變”缺乏感性認識，加之受數(shù)學知識水平的限制，所以讓學生描繪晶體熔化的圖像，并根據(jù)圖像分析晶體和非晶體的特點，是本

5、節(jié)教學的難點。 3．教學建議 本節(jié)讓學生在實驗探究的基礎上，認知晶體和非晶體熔化的特點，學習熔點和凝固點等知識，所以讓學生做好探究固體熔化特點的實驗，是教好本節(jié)的關(guān)鍵。 關(guān)于課提的引入，可以先做一個小實驗：點燃一支蠟燭，過一會兒，將其倒過來傾斜放置往下滴蠟，下面用一塊玻璃板收集蠟滴。讓學生直觀的觀察到：蠟燭受熱后由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，滴到玻璃板上由于冷卻又由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。 如果有條件，還可以借助于多媒體播放“寒冬臘月，滴水成冰；春暖花開，冰雪消融”的情景，引入新課，這樣更可以激發(fā)學生學習物理的興趣和親近自然的情感。 關(guān)于熔化和凝固的定義，可以請學生自己歸納。在上述引入新課的基礎上，先引導學

6、生分析：上面的現(xiàn)象中物質(zhì)的形態(tài)發(fā)生了怎樣的變化？由于學生對物質(zhì)的三態(tài)等知識已掌握，所以很容易就可說出是固、液之間的變化，在此基礎上教師指出：這兩個過程分別叫做熔化和凝固。 為了加強學生對熔化和凝固的認識，可進一步請學生列舉所知道的熔化或凝固現(xiàn)象。由于熔化和凝固現(xiàn)象比較常見，學生有豐富的生活經(jīng)驗作基礎，會舉出很多例子，如：春天來了，湖面上的冰化成水；固態(tài)的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態(tài)……這些都是熔化現(xiàn)象。冬天到了，氣溫下降，湖面上的水結(jié)成冰；工廠的鑄造車間里，工人將鐵水澆在模子里，冷卻后，鐵水變成了固態(tài)的鑄件……這些都是凝固現(xiàn)象。通過舉例，將物理知識與學生生活的密切聯(lián)系起來，使學生對物理產(chǎn)

7、生“親切感”，激發(fā)他們學習物理的興趣。 熔化和凝固 研究晶體熔化的特點時，舊教材一般用萘或海波做熔化實驗，由于萘對人體有危害，海波不易保存，且海波含有結(jié)晶水后，測出的熔化溫度誤差較大；考慮到冰箱已經(jīng)普及和方便取材、操作，所以本教材建議用冰做熔化實驗。 跟探究水的沸騰一樣，研究冰的熔化特點也是一個比較完整的科學探究過程，應充分發(fā)揮學生的自主性，讓學生積極參與。 ●提出問題 可以從學生的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，或者教師創(chuàng)設一些情境，引發(fā)學生思考。例如，教師可出示一只裝有碎冰的燒杯，問學生：你能否將冰變?yōu)樗?？你認為在這個過程中它有哪些變化？ 結(jié)合生活經(jīng)驗，學生都能說出使冰熔化需要

8、對它加熱，冰在熔化過程中物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了改變。但對“溫度是否變化”會出現(xiàn)分歧：一部分學生認為既然對冰加熱，它在熔化過程中溫度當然要升高；另一部分學生認為，既然“攝氏溫標規(guī)定冰水混合物的溫度是0℃”，那冰在逐漸熔化為水的過程中溫度應保持在0℃不變。這樣，學生就能提出問題：冰在熔化成水的過程中，溫度會不會變化？ ●制定計劃與設計實驗 提出問題后，讓學生先粗略說出驗證猜想的方案，學生容易想到：把冰放在燒杯中，對它加熱，觀察冰的狀態(tài)變化，并記錄溫度，觀察溫度是否升高（或不變）。在此基礎上再進一步討論需要準備哪些器材、測量和記錄哪些數(shù)據(jù)、如何測量等。 教學中要調(diào)動全體學生的思維，讓設計較好的學生講解

9、他們設計的方案，使同學們的不同想法都能在全體學生面前表達出來。教師對切實可行的方案予以肯定、表揚，對不足之處引導學生討論和改進。這樣不僅體現(xiàn)了面向全體學生的原則，同時也激發(fā)了學生學習的熱情，活躍了課堂氣氛。 關(guān)于“水浴法”加熱，學生第一次遇到，可引導學生自讀教科書圖4-27及相關(guān)內(nèi)容，然后可以讓學生談談水浴法的好處，如：使冰受熱均勻，減慢狀態(tài)變化過程，便于觀察。 ●進行實驗與收集證據(jù) 冰熔化的實驗探究是本節(jié)教學的關(guān)鍵，沒有這個實驗，學生的思維活動就缺少了支撐點，所以，本探究活動要求全體學生參與。為保證學生順利完成實驗，教師在實驗前應做好組織工作，幫助學生分好小組，4人一組，（按報時、報溫

10、度、報狀態(tài)、記錄和照顧儀器等分工），注意協(xié)作能力和團隊精神的培養(yǎng)。 教師在準備實驗時要注意以下幾點： a．盡可能用碎冰（是用純水放在冰箱里制成的，用時盡可能敲碎）。 b．用大號的試管，冰不能太少，約3―4cm深。 c．為使冰熔化過程慢一些，可在燒杯中多放些水。 為使溫度計與冰塊充分接觸，還可以這樣準備實驗：取一只燒杯，在燒杯中放入碎冰，并加適量鹽，使其溫度降至–5℃以下，然后把裝有深3―4cm純水的試管放入碎冰中，溫度計豎直放入水中，讓水降溫并凝固，觀察溫度計示數(shù)，待試管中的水完全凝固并降溫至–2℃以下時，將試管拿離碎冰，然后觀察試管中冰的熔化過程。 實驗時如氣溫較高，可以讓冰在室

11、溫下自然吸熱熔化，這樣測量出的數(shù)據(jù)會更準確。選用的冰，溫度最好在–2℃以下，這樣可以完整的展示出“熔化前冰吸熱升溫——熔化時溫度保持不變——熔化后水吸熱升溫”的全過程。 為了增強學生的安全意識，盡管在探究水的沸騰實驗中已使用過酒精燈，本實驗前，教師還要結(jié)合掛圖或上節(jié)課的實驗情況強調(diào)酒精燈的正確使用方法，尤其是點燃或熄滅酒精燈的方法，還要準備幾塊濕抹布，以防萬一。 學生實驗時，教師巡視其間，及時解決學生在實驗中遇到的困難，注意發(fā)現(xiàn)學生操作上的錯誤而給予糾正。如溫度計的玻璃泡不能靠近管壁，但不要放在冰的正中，而是中間偏下位置。 指導學生繪制“溫度—時間”圖像：實驗結(jié)束后，仿照水的沸騰圖像，讓

12、學生在教科書圖4-28中標出各個時刻所記錄的溫度，用平滑的曲線把這些點連接起來，得到冰熔化的“溫度—時間”圖像。這個環(huán)節(jié)，教師可指導學生按照以下步驟進行：①在教科書圖4-28上描點；②連接各點畫出比較流暢的曲線；③思考曲線所反映的物理意義。 ●分析和論證 溫度/℃ 時間/min 圖4.3-1 A B C D 0 利用多媒體展示學生繪制的冰熔化的“溫度—時間”圖像。引導學生們通過對比發(fā)現(xiàn)：各組的曲線雖然不完全相同，但是大致形狀如圖4.3-1所示，即分為AB、BC和CD三段。 為引導學生對圖像進行分析思考，可提出以下問題： ①AB段對應的時間內(nèi)物質(zhì)是什么狀態(tài)？溫度怎樣

13、變化？（答：AB段所對應的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài)，溫度升高） ②在曲線上的哪一點冰開始熔化？（答：B點） ③在BC段對應的時間內(nèi)，物質(zhì)的狀態(tài)如何？溫度是否變化？這段時間是否加熱？（答：BC段所對應的時間內(nèi)固態(tài)和液態(tài)共存，溫度保持在0℃左右不變。此時仍在繼續(xù)加熱，即冰仍在吸熱） ④在CD段對應的時間內(nèi)物質(zhì)是什么狀態(tài)？溫度如何變化？（答：是液態(tài)，冰已經(jīng)熔化完畢，繼續(xù)加熱，水的溫度升高） 冰熔化過程的特點是：冰開始熔化時的溫度是0℃；冰在熔化過程中，繼續(xù)吸熱，溫度保持不變；冰全部熔化為液體時，繼續(xù)加熱，溫度升高。 “教材圖4-29”是4位學生對冰的熔化實驗的反思和評價。這4位同學思考的問題正是該

14、實驗要深入研究的，也是我們的學生對該實驗的疑問，可引導學生通過討論、爭辯來解決。對該實驗的評價，還可以讓學生根據(jù)自己的實驗情況，發(fā)表見解。例如，有的學生把測量的溫度點連接起來時，可能發(fā)現(xiàn)熔化過程不是直線而是折線，可以組織學生進行討論、交流、分析，讓學生談談他們的結(jié)果為什么跟其他同學的有差異，教師還要鼓勵學生對實驗裝置和實驗步驟進行評價，提出新的實驗方案。通過以上教學，讓學生明確評估、交流與合作，是科學探究中非常重要的環(huán)節(jié)。再利用教材圖4-29中提出的問題：“是否所有固體熔化時都是這樣呢？”引出研究石蠟的熔化和凝固實驗。 溫度/℃ 時間/min 圖4.3-2 “活動1 ”的目的是：觀測石

15、蠟熔化和凝固的過程，獲得感性體驗，描繪其熔化凝固的圖像，并與冰的晶體熔化特點對比，引出晶體和非晶體這兩個概念。 為了節(jié)省時間，教學時也可將活動A和冰的熔化實驗同步進行，一部分小組探究冰的熔化，另一部分做石蠟熔化的實驗，最后通過交流對比，發(fā)現(xiàn)不同的固體物質(zhì)在熔化過程中溫度變化特點是不同的。 關(guān)于實驗的改進：該實驗的器材和冰的熔化實驗相仿，但冰可以研成較細的碎末，而石蠟只能切削成薄的碎片，而這些碎片又是卷曲的，用這種碎片做熔化實驗，由于卷曲的碎片間空氣的干擾，實驗效果不好，即每次實驗得到的圖像差異大。如果先把溫度計插入石蠟碎片中，將蠟的碎片先熔化再凝固，排除了碎片中的空氣，用凝固后的石蠟做熔化

16、實驗，實驗效果會更好。 活動1中的A和B兩個實驗過程可“一氣呵成”，實驗完后再描繪石蠟熔化的“溫度—時間”圖像。 石蠟熔化的“溫度—時間”圖像大體上如圖4.3-2所示，通過與冰熔化的“溫度—時間”圖像對比可知： 冰在熔化的過程（開始出現(xiàn)液體到全部變?yōu)橐后w）中，溫度保持不變。石蠟在熔化的過程中，溫度不斷升高。 溫度/℃ 時間/min 圖4.3-3 E F G 溫度/℃ 時間/min 圖4.3-4 D 由于課堂教學時間所限，液體凝固的圖像不要求學生描繪，教師可引導學生思考：凝固是熔化的反過程，它的過程與熔化相反，根據(jù)熔化過程的研究結(jié)果，通過逆向思維，推斷物質(zhì)凝固的

17、特點，實現(xiàn)知識的遷移。然后教師用多媒體投出事先畫出的冰和石蠟凝固的圖像（如圖4.3-3和圖4.3-4所示） 為加深學生對物質(zhì)熔化、凝固特點的理解，并使學生進一步熟悉“圖像法”，可根據(jù)圖4.3-3中冰的凝固圖像，設計如下的練習題： ①DE段：冰是____態(tài)，____熱(填"吸"或"放")，溫度______。 ②EF段：冰的狀態(tài)是______，____熱，溫度______。 ③FG段：冰的狀態(tài)是______，____熱，溫度______。 晶體和非晶體 通過以上步驟，學生自然會產(chǎn)生疑問：同樣是固體，為什么冰在熔化和凝固過程中溫度不變，石蠟在熔化和凝固過程中溫度變化呢？由此引入晶體和非晶

18、體的學習。 本部分內(nèi)容可讓學生通過閱讀自學，并結(jié)合前面的學習，參照下表總結(jié)出晶體和非晶體的不同點、相同點，培養(yǎng)學生的獲取信息能力和歸納整理能力。 晶體 非晶體 不同點 外形 有規(guī)則的幾何外形 沒有規(guī)則的幾何外形 熔化（凝固）時溫度的變化 熔化（凝固）時溫度保持不變——熔點（凝固點） 熔化（凝固）時溫度不斷上升（下降），沒有熔點（凝固點） 相同點 熔化（凝固）過程吸熱（放熱） 關(guān)于“幾種晶體的熔點”，教師要引導學生認真閱讀教科書上的數(shù)據(jù)表，注意表中的單位（℃），選擇有代表性的幾種晶體（例如冰、固態(tài)酒精等），讀出它們的熔點并加以解釋?？梢栽O計如下一些問題讓學

19、生自學后討論，考查學生查數(shù)據(jù)表及靈活運用數(shù)據(jù)的能力： ①水在-5℃時是____態(tài)。 ②水銀在-30℃時是____態(tài)。 ③酒精在-100℃時是____態(tài)。 ④中國北部的漠河冬季氣溫最低可達-52.3℃，應選用水銀溫度計還是酒精溫度計?為什么？（應選用酒精溫度計。因為酒精的凝固點是-117℃，在-52.3℃的情況下，酒精是液態(tài)的；水銀的凝固點是-39℃，在氣溫低于-39℃時，水銀已變成固態(tài)。所以水銀溫度計在冬季的漠河無法工作。） 在學生瀏覽全表的基礎上，告訴學生同種晶體熔點和凝固點相同，但不同的晶體熔點（凝固點）一般不同。用熔點（凝固點）來鑒別晶體，是一種重要的鑒別方法，讓學生體會熔點是晶體的一種特性。 關(guān)于熔化吸熱和凝固放熱，可以讓學生舉出一些生活例子來說明，或者向?qū)W生介紹一些相關(guān)的例子，啟發(fā)學生分析思考。例如，北方的冬季較冷，為了妥善地保存蔬菜，多在菜窖里放幾桶水，可以利用水結(jié)冰時放出熱，窖內(nèi)溫度不致太低；再如，利用冰熔化吸熱能致冷，可以防止飯菜變餿。 永久免費在線組卷 課件教案下載 無需注冊和點數(shù)