八年级物理上册第四章43《探究熔化和凝固的特点》教案

第四章

3探究熔化和凝固的特点

1．教学目标

◆知识与技能

⑴知道什么是熔化和凝固。知道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知道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解释有关的简单热现象。

◆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—时间”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，培养耐心细致地观察现象、实事求是地收集数据、认真分析总结规律的科学态度。

2．教材说明

本节主要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、描绘图像、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，这个探究实验无论是装置、操作，还是晶体和非晶体熔化时的“温度—时间”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，所以教材将其编排于《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，直接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，描绘出冰熔化时的“温度—时间”图像。然后针对学生对该实验的疑点，教材采用卡通画的形式生动活泼的展示出来，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价，同时引出研究石蜡的熔化和凝固。通过活动1的实验研究，描绘出石蜡的“温度—时间”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别，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“信息浏览”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“信息浏览”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主要环节，让学生经历基本的科学探究过程，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，所以让学生描绘晶体熔化的图像，并根据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，所以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，可以先做一个小实验：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。让学生直观的观察到：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。

如果有条件，还可以借助于多媒体播放“寒冬腊月，滴水成冰；春暖花开，冰雪消融”的情景，引入新课，这样更可以激发学生学习物理的兴趣和亲近自然的情感。

关于熔化和凝固的定义，可以请学生自己归纳。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态发生了怎样的变化？由于学生对物质的三态等知识已掌握，所以很容易就可说出是固、液之间的变化，在此基础上教师指出：这两个过程分别叫做熔化和凝固。

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知道的熔化或凝固现象。由于熔化和凝固现象比较常见，学生有丰富的生活经验作基础，会举出很多例子，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……这些都是熔化现象。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……这些都是凝固现象。通过举例，将物理知识与学生生活的密切联系起来，使学生对物理产生“亲切感”，激发他们学习物理的兴趣。

熔化和凝固

研究晶体熔化的特点时，旧教材一般用萘或海波做熔化实验，由于萘对人体有危害，海波不易保存，且海波含有结晶水后，测出的熔化温度误差较大；考虑到冰箱已经普及和方便取材、操作，所以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。

●提出问题

可以从学生的生活经验出发，引导学生发现问题，或者教师创设一些情境，引发学生思考。例如，教师可出示一只装有碎冰的烧杯，问学生：你能否将冰变为水？你认为在这个过程中它有哪些变化？

结合生活经验，学生都能说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”会出现分歧：一部分学生认为既然对冰加热，它在熔化过程中温度当然要升高；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℃”，那冰在逐渐熔化为水的过程中温度应保持在0℃不变。这样，学生就能提出问题：冰在熔化成水的过程中，温度会不会变化？

●制定计划与设计实验

提出问题后，让学生先粗略说出验证猜想的方案，学生容易想到：把冰放在烧杯中，对它加热，观察冰的状态变化，并记录温度，观察温度是否升高（或不变）。在此基础上再进一步讨论需要准备哪些器材、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，使同学们的不同想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肯定、表扬，对不足之处引导学生讨论和改进。这样不仅体现了面向全体学生的原则，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，然后可以让学生谈谈水浴法的好处，如：使冰受热均匀，减慢状态变化过程，便于观察。

●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，没有这个实验，学生的思维活动就缺少了支撑点，所以，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，帮助学生分好小组，4人一组，（按报时、报温度、报状态、记录和照顾仪器等分工），注意协作能力和团队精神的培养。

教师在准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，还可以这样准备实验：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，观察温度计示数，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，然后观察试管中冰的熔化过程。

实验时如气温较高，可以让冰在室温下自然吸热熔化，这样测量出的数据会更