第三节《探究熔化和凝固的特点》教学设计(沪粤版初二上)

第三节《探究熔化和凝固的特点》教学设计（沪粤版

初二上）

探究熔化和凝固的特点

1．教学目标

◆知识与技能

⑴明白什么是熔化和凝固。明白晶体和非晶体熔化和凝固的特点。了解熔化曲线的物理含义。

⑵明白什么是熔点和凝固点，会查熔点表。

⑶能用熔化和凝固的知识讲明有关的简单热现象。

◆过程与方法

⑷经历探究晶体和非晶体熔化和凝固特点的过程，学会作晶体和非晶体熔化的〝温度—时刻〞图像，体会到图像法能够直观地表示物理量间的变化关系。

◆情感态度与价值观

⑸通过经历探究晶体和非晶体熔化和凝固特点的过程，培养耐心细致地观看现象、实事求是地收集数据、认真分析总结规律的科学态度。

2．教材讲明

本节要紧研究物质熔化和凝固的特点：即以冰和蜡为代表进行实验探究，通过收集数据、描画图像、对比分析，总结出物质熔化和凝固的特点，认识晶体和非晶体，并学习对比法、图像法等科学方法。

熔化和凝固是生活中常见的物态变化现象，熔点和凝固点是研究物质的物理性质的基础。关于物质的熔化，让学生经历较为完整的科学探究过程，那个探究实验不管是装置、操作，依旧晶体和非晶体熔化时的〝温度—时刻〞图像，都比上一节探究沸腾要复杂一些，对学生探究能力的要求更高了，因此教材将其编排于?探究汽化和液化的特点?之后。

本节的编写思路是：从学生比较熟悉的〝冰化水，水结冰〞现象中，直截了当给出熔化和凝固的定义，然后让学生经历一个比较完整的科学探究过程，即仿照研究水沸腾的实验，设计并进行实验探究冰地熔化特点，描画出冰熔化时的〝温度—时刻〞图像。然后针对学生对该实验的疑点，教材采纳卡通画的形式生动爽朗的展现出来，引导学生讨论争辩，一方面加深对冰的熔化特点的认识，另一方面对该实验进行评判，同时引出研究石蜡的熔化和凝固。通过活动1的实验研究，描画出石蜡的〝温度—时刻〞图像，再对两个图像进行对比，总结出它们在熔化时的不同特点，从而引出晶体和非晶体以及它们的区不，引出熔点和凝固点。最后将物态变化应用于生活实际中，通过〝信息扫瞄〞介绍液晶。

同旧教材相比，新教材把晶体和非晶体熔化的演示实验改为探究性实验，符合?课程标准?中〝通过实验探究物态变化过程〞的要求，另外新教材用冰代替旧教材中的萘或海波，取材方便、贴近生活、容易成功。通过〝信息扫瞄〞介绍液晶，〝将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点或沸点联系起来〞，这也是新教材的一个特点。

本节教学重点：教材通过对冰的熔化过程的实验探究，再一次展现了科学探究的要紧环节，让学生经历差不多的科学探究过程，学会用图像法对探究结果进行分析论证，这既是培养学生探究能力的好素材，又是学习晶体和非晶体、熔点和凝固点等知识的基础。

本节教学难点：由于初中学生对〝晶体熔化时温度不变〞缺乏感性认识，加之受数学知识水平的限制，因此让学生描画晶体熔化的图像，并依照图像分析晶体和非晶体的特点，是本节教学的难点。

3．教学建议

本节让学生在实验探究的基础上，认知晶体和非晶体熔化的特点，学习熔点和凝固点等知识，因此让学生做好探究固体熔化特点的实验，是教好本节的关键。

关于课提的引入，能够先做一个小实验：点燃一支蜡烛，过一会儿，将其倒过来倾斜放置往下滴蜡，下面用一块玻璃板收集蜡滴。让学生直观的观看到：蜡烛受热后由固态变为液态，滴到玻璃板上由于冷却又由液态变为固态。

假如有条件，还能够借助于多媒体播放〝寒冬腊月，滴水成冰；春暖花开，冰雪消融〞的情形，引入新课，如此更能够激发学生学习物理的爱好和靠近自然的情感。

关于熔化和凝固的定义，能够请学生自己归纳。在上述引入新课的基础上，先引导学生分析：上面的现象中物质的形状发生了如何样的变化？由于学生对物质的三态等知识已把握，因此专门容易就可讲出是固、液之间的变化，在此基础上教师指出：这两个过程分不叫做熔化和凝固。

为了加强学生对熔化和凝固的认识，可进一步请学生列举所明白的熔化或凝固现象。由于熔化和凝固现象比较常见，学生有丰富的生活体会作基础，会举出专门多例子，如：春天来了，湖面上的冰化成水；固态的铁、铝等金属块在高温下变成了液态……这些差不多上熔化现象。冬天到了，气温下降，湖面上的水结成冰；工厂的铸造车间里，工人将铁水浇在模子里，冷却后，铁水变成了固态的铸件……这些差不多上凝固现象。通过举例，将物理知识与学生生活的紧密联系起来，使学生对物理产生〝亲切感〞，激发他们学习物理的爱好。

熔化和凝固

研究晶体熔化的特点时，旧教材一样用萘或海波做熔化实验，由于萘对人体有危害，海波不易储存，且海波含有结晶水后，测出的熔化温度误差较大；考虑到冰箱差不多普及和方便取材、操作，因此本教材建议用冰做熔化实验。

跟探究水的沸腾一样，研究冰的熔化特点也是一个比较完整的科学探究过程，应充分发挥学生的自主性，让学生积极参与。

●提出咨询题

能够从学生的生活体会动身，引导学生发觉咨询题，或者教师创设一些情境，引发学生摸索。例如，教师可出示一只装有碎冰的烧杯，咨询学生：你能否将冰变为水？你认为在那个过程中它有哪些变化？

结合生活体会，学生都能讲出使冰熔化需要对它加热，冰在熔化过程中物质状态发生了改变。但对〝温度是否变化〞会显现分歧：一部分学生认为既然对冰加热，它在熔化过程中温度因此要升高；另一部分学生认为，既然〝摄氏温标规定冰水混合物的温度是0℃〞，那冰在逐步熔化为水的过程中温度应保持在0℃不变。如此，学生就能提出咨询题：冰在熔化成水的过程中，温度会可不能变化？

●制定打算与设计实验

提出咨询题后，让学生先粗略讲出验证猜想的方案，学生容易想到：把冰放在烧杯中，对它加热，观看冰的状态变化，并记录温度，观看温度是否升高〔或不变〕。在此基础上再进一步讨论需要预备哪些器材、测量和记录哪些数据、如何测量等。

教学中要调动全体学生的思维，让设计较好的学生讲解他们设计的方案，使同学们的不同方法都能在全体学生面前表达出来。教师对切实可行的方案予以确信、夸奖，对不足之处引导学生讨论和改进。如此不仅表达了面向全体学生的原那么，同时也激发了学生学习的

热情，活跃了课堂气氛。

关于〝水浴法〞加热，学生第一次遇到，可引导学生自读教科书图4-27及相关内容，然后能够让学生谈谈水浴法的好处，如：使冰受热平均，减慢状态变化过程，便于观看。 ●进行实验与收集证据

冰熔化的实验探究是本节教学的关键，没有那个实验，学生的思维活动就缺少了支撑点，因此，本探究活动要求全体学生参与。为保证学生顺利完成实验，教师在实验前应做好组织工作，关心学生分好小组，4人一组，〔按报时、报温度、报状态、记录和照管仪器等分工〕，注意协作能力和团队精神的培养。

教师在预备实验时要注意以下几点：

a ．尽可能用碎冰〔是用纯水放在冰箱里制成的，用时尽可能敲碎〕。

b ．用大号的试管，冰不能太少，约3―4cm 深。

c ．为使冰熔化过程慢一些，可在烧杯中多放些水。

为使温度计与冰块充分接触，还能够如此预备实验：取一只烧杯，在烧杯中放入碎冰，并加适量盐，使其温度降至–5℃以下，然后把装有深3―4cm 纯水的试管放入碎冰中，温度计竖直放入水中，让水降温并凝固，观看温度计示数，待试管中的水完全凝固并降温至–2℃以下时，将试管拿离碎冰，然后观看试管中冰的熔化过程。

实验时如气温较高，能够让冰在室温下自然吸热熔化，如此测量出的数据会更准确。选用的冰，温度最好在–2℃以下，如此能够完整的展现出〝熔化前冰吸热升温——熔化时温度保持不变——熔化后水吸热升温〞的全过程。

为了增强学生的安全意识，尽管在探究水的沸腾实验中已使用过酒精灯，本实验前，教师还要结合挂图或上节课的实验情形强调酒精灯的正确使用方法，专门是点燃或熄灭酒精灯的方法，还要预备几块湿抹布，以防万一。

学生实验时，教师巡视其间，及时解决学生在实验中遇到的困难，注意发觉学生操作上的错误而给予纠正。如温度计的玻璃泡不能靠近管壁，但不要放在冰的正中，而是中间偏下位置。

指导学生绘制〝温度—时刻〞图像：实验终止后，仿照水的沸腾图像，让学生在教科书图4-28中标出各个时刻所记录的温度，用平滑的曲线把这些点连接起来，得到冰熔化的〝温度—时刻〞图像。那个环节，教师可指导学生按照以下步骤进行：①在教科书图4-28上描点；②连接各点画出比较流畅的曲线；③摸索曲线所反映的物理意义。

●分析和论证

利用多媒体展现学生绘制的冰熔化的〝温度—时刻〞图像。引导学生们通过对比发觉：各组的曲线尽管不完全相同，然而大致形状如图4.3-1

所示，即分为AB 、BC 和CD 三段。

为引导学生对图像进行分析摸索，可提出以下咨询题：

①AB 段对应的时刻内物质是什么状态？温度如何样变化？〔答：AB 段所对应的时刻内物质是固态，

温度升高〕 ②在曲线上的哪一点冰开始熔化？〔答：B 点〕

③在BC 段对应的时刻内，物质的状态如何？温

度是否变化？这段时刻是否加热？〔答：BC 段所对应的时刻内固态和液态共存，温度保持在0℃左右不变。现在仍在连续加热，即冰仍在吸热〕

④在CD 段对应的时刻内物质是什么状态？温度如何变化？〔答：是液态，冰差不多熔化完毕，连续加热，水的温度升高〕

/min

冰熔化过程的特点是：冰开始熔化时的温度是0℃；冰在熔化过程中，连续吸热，温度保持不变；冰全部熔化为液体时，连续加热，温度升高。

〝教材图4-29”是4位学生对冰的熔化实验的反思和评判。这4位同学摸索的咨询题正是该实验要深入研究的，也是我们的学生对该实验的疑咨询，可引导学生通过讨论、争辩来解决。对该实验的评判，还能够让学生依照自己的实验情形，发表见解。例如，有的学生把测量的温度点连接起来时，可能发觉熔化过程不是直线而是折线，能够组织学生进行讨论、交流、分析，让学生谈谈他们的结果什么缘故跟其他同学的有差异，教师还要鼓舞学生对实验装置和实验步骤进行评判，提出新的实验方案。通过以上教学，让学生明确评估、交流与合作，是科学探究中专门重要的环节。再利用教材图4-29中提出的咨询题：〝是否所有固体熔化时差不多上如此呢？〞引出研究石蜡的熔化和凝固实验。

〝活动1 ”的目的是：观测石蜡熔化和凝固的过程，获得感

性体验，描画其熔化凝固的图像，并与冰的晶体熔化特点对比，引出晶体和非晶体这两个概念。

为了节约时刻，教学时也可将活动A 和冰的熔化实验同步进

行，一部分小组探究冰的熔化，另一部分做石蜡熔化的实验，最

后通过交流对比，发觉不同的固体物质在熔化过程中温度变化特

点是不同的。

关于实验的改进：该实验的器材和冰的熔化实验相仿，但冰能够研成较细的碎末，而石蜡只能切削成薄的碎片，而这些碎片又是卷曲的，用这种碎片做熔化实验，由于卷曲的碎片间空气的

干扰，实验成效不行，即每次实验得到的图像差异大。假如先把温度计插入石蜡碎片中，将蜡的碎片先熔化再凝固，排除了碎片中的空气，用凝固后的石蜡做熔化实验，实验成效会更好。

活动1中的A 和B 两个实验过程可〝一气呵成〞，实验完后再描画石蜡熔化的〝温度—时刻〞图像。

石蜡熔化的〝温度—时刻〞图像大体上如图 4.3-2所示，通过与冰熔化的〝温度—时刻〞图像对比可知：

冰在熔化的过程〔开始显现液体到全部变为液体〕中，温度保持不变。石蜡在熔化的过程中，温度不断升高。

由于课堂教学时刻所限，液体凝固的图像不要求学生描画，教师可引导学生摸索：凝固是熔化的反过程，它的过程与熔化相反，依照熔化过程的研究结果，通过逆向思维，推断物质凝固的特点，实现知识的迁移。然后教师用多媒体投出事先画出的冰和石蜡凝固的图像〔如图4.3-3和图4.3-4所示〕

为加深学生对物质熔化、凝固特点的明白得，并使学生进一步熟悉〝图像法〞，可依照图4.3-3中冰的凝固图像，设计如下的练习题：

图4.3-2

图4.3-3

图4.3-4

①DE段：冰是____态，____热(填"吸"或"放")，温度______。

②EF段：冰的状态是______，____热，温度______。

③FG段：冰的状态是______，____热，温度______。

晶体和非晶体

通过以上步骤，学生自然会产生疑咨询：同样是固体，什么缘故冰在熔化和凝固过程中温度不变，石蜡在熔化和凝固过程中温度变化呢？由此引入晶体和非晶体的学习。

本部分内容可让学生通过阅读自学，并结合前面的学习，参照下表总结出晶体和非晶体的不同点、相同点，培养学生的猎取信息能力和归纳整理能力。

晶体非晶体

不同点

外形有规那么的几何外形没有规那么的几何外形

熔化〔凝固〕时温

度的变化

熔化〔凝固〕时温度保持不变

——熔点〔凝固点〕

熔化〔凝固〕时温度不断上升

〔下降〕，没有熔点〔凝固点〕相同点熔化〔凝固〕过程吸热〔放热〕

关于〝几种晶体的熔点〞，教师要引导学生认真阅读教科书上的数据表，注意表中的单

位〔℃〕，选择有代表性的几种晶体〔例如冰、固态酒精等〕，读出它们的熔点并加以讲明。能够设计如下一些咨询题让学生自学后讨论，考查学生查数据表及灵活运用数据的能力：

①水在-5℃时是____态。

②水银在-30℃时是____态。

③酒精在-100℃时是____态。

④中国北部的漠河冬季气温最低可达-52.3℃，应选用水银温度计依旧酒精温度计?什么缘故？〔应选用酒精温度计。因为酒精的凝固点是-117℃，在-52.3℃的情形下，酒精是液态的；水银的凝固点是-39℃，在气温低于-39℃时，水银已变成固态。因此水银温度计在冬季的漠河无法工作。〕

在学生扫瞄全表的基础上，告诉学生同种晶体熔点和凝固点相同，但不同的晶体熔点〔凝固点〕一样不同。用熔点〔凝固点〕来鉴不晶体，是一种重要的鉴不方法，让学生体会熔点是晶体的一种特性。

关于熔化吸热和凝固放热，能够让学生举出一些生活例子来讲明，或者向学生介绍一些相关的例子，启发学生分析摸索。例如，北方的冬季较冷，为了妥善地储存蔬菜，多在菜窖里放几桶水，能够利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低；再如，利用冰熔化吸热能致冷，能够防止饭菜变馊。