《4.3 探究熔化和凝固的特點》教案1.doc

4.3 探究熔化和凝固的特點教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、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。2、知道什么是熔點和凝固點，會查熔點表。3、能用熔化和凝固的知識解釋有關(guān)的簡單熱現(xiàn)象。（二）過程與方法經(jīng)歷探究晶體和非晶體熔化和凝固特點的過程，學(xué)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。（三）情感態(tài)度與價值觀通過經(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(xì)致地觀察現(xiàn)象、實事求是地收集數(shù)據(jù)、認(rèn)真分析總結(jié)規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重、難點重點：探究晶體、非晶體的熔化過程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰Α⒏爬芰?。難點：指導(dǎo)學(xué)生通過對實驗的觀察、分析、概括，總結(jié)出固體熔化時溫度的變化規(guī)律，并能用圖象表示出來。三、教學(xué)過程（一）新課引入先做一個小實驗：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(xué)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)。（二）新課教學(xué)1、探究熔化和凝固的特點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(xué)探究過程，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，讓學(xué)生積極參與。提出問題可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，或者教師創(chuàng)設(shè)一些情境，引發(fā)學(xué)生思考。例如，教師可出示一只裝有碎冰的燒杯，問學(xué)生：你能否將冰變?yōu)樗?？你認(rèn)為在這個過程中它有哪些變化？結(jié)合生活經(jīng)驗，學(xué)生都能說出使冰熔化需要對它加熱，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(xué)生認(rèn)為既然對冰加熱，它在熔化過程中溫度當(dāng)然要升高；另一部分學(xué)生認(rèn)為，既然“攝氏溫標(biāo)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(yīng)保持在0不變。這樣，學(xué)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(shè)計實驗提出問題后，讓學(xué)生先粗略說出驗證猜想的方案，學(xué)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(chǔ)上再進(jìn)一步討論需要準(zhǔn)備哪些器材、測量和記錄哪些數(shù)據(jù)、如何測量等。教學(xué)中要調(diào)動全體學(xué)生的思維，讓設(shè)計較好的學(xué)生講解他們設(shè)計的方案，使同學(xué)們的不同想法都能在全體學(xué)生面前表達(dá)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(dǎo)學(xué)生討論和改進(jìn)。這樣不僅體現(xiàn)了面向全體學(xué)生的原則，同時也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，活躍了課堂氣氛。關(guān)于“水浴法”加熱，學(xué)生第一次遇到，可引導(dǎo)學(xué)生自讀教科書圖4-27及相關(guān)內(nèi)容，然后可 以讓學(xué)生談?wù)勊》ǖ暮锰?，如：使冰受熱均勻，減慢狀態(tài)變 化過程，便于觀察。進(jìn)行實驗與收集證據(jù)冰熔 化的實驗探究是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵，沒有這個實驗，學(xué)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(xué)生參與。為保證學(xué)生順利完成實驗，教師在實驗前應(yīng)做好組織工作，幫助學(xué)生分好小組，4人一組，（按報時、報溫度、報狀態(tài)、記錄和照顧儀器等分工），注意協(xié)作能力和團(tuán)隊精神的培養(yǎng)。教師在準(zhǔn)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34cm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(zhǔn)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34cm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，可以讓冰在室溫下自然吸熱熔化，這樣測量出的數(shù)據(jù)會更準(zhǔn)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?nèi)刍笏鼰嵘郎亍钡娜^程。為了增強(qiáng)學(xué)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(qiáng)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(zhǔn)備幾塊濕抹布，以防萬一。學(xué)生實驗時，教師巡視其間，及時解決學(xué)生在實驗中遇到的困難，注意發(fā)現(xiàn)學(xué)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(dǎo)學(xué)生繪制“溫度時間”圖像：實驗結(jié)束后，仿照水的沸騰圖像，讓學(xué)生在教科書圖4-28中標(biāo)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(dǎo)學(xué)生按照以下步驟進(jìn)行：在教科書圖4-28上描點；連接各點畫出比較流暢的曲線；思考曲線所反映的物理意義。分析和論證利用多媒體展示學(xué)生繪制的冰熔化的“溫度時間”圖像。引導(dǎo)學(xué)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(dǎo)學(xué)生對圖像進(jìn)行分析思考，可提出以下問題：AB段對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？（答：AB段所對應(yīng)的時間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài)，溫度升高）在曲線上的哪一點冰開始熔化？（答：B點）在BC段對應(yīng)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(yīng)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）在CD段對應(yīng)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?！敖滩膱D4-29”是4位學(xué)生對冰的熔化實驗的反思和評價。這4位同學(xué)思考的問題正是該實驗要深入研究的，也是我們的學(xué)生對該實驗的疑問，可引導(dǎo)學(xué)生通過討論、爭辯來解決。對該實驗的評價，還可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實驗情況，發(fā)表見解。例如，有的學(xué)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(xué)生進(jìn)行討論、交流、分析，讓學(xué)生談?wù)勊麄兊慕Y(jié)果為什么跟其他同學(xué)的有差異，教師還要鼓勵學(xué)生對實驗裝置和實驗步驟進(jìn)行評價，提出新的實驗方案。通過以上教學(xué)，讓學(xué)生明確評估、交流與合作，是科學(xué)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?！盎?動1 ”的目的是：觀測石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(xué)時也可將活動A和冰的熔化實驗同步進(jìn)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(jìn)：該實驗的器材和冰的熔化實驗相仿，但冰可以研成較細(xì)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實驗，實驗效果會更好?；顒?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。由于課堂教學(xué)時間所限，液體凝固的圖像不要求學(xué)生描繪，教師可引導(dǎo)學(xué)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?zāi)痰膱D像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?nèi)埸c（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）為加深學(xué)生對物質(zhì)熔化、凝固特點的理解，并使學(xué)生進(jìn)一步熟悉“圖像法”，可根據(jù)圖2、晶體和非晶體通過以上步驟，學(xué)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體的學(xué)習(xí)。 本部分內(nèi)容可讓學(xué)生通過閱讀自學(xué)，并結(jié)合前面的學(xué)習(xí)，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(xué)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?nèi)埸c（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(dǎo)學(xué)生認(rèn)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(shè)計如下一些問題讓學(xué)生自學(xué)后討論，考查學(xué)生查數(shù)據(jù)表及靈活運用數(shù)據(jù)的能力：水在-5時是_態(tài)。水銀在-30時是_態(tài)。酒精在-100時是_態(tài)。中國北部的漠河冬季氣溫最低可達(dá)-5 2.3，應(yīng)選用水銀溫度計還是酒精溫度計?為什么？（應(yīng)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(xué)生瀏覽全表的基礎(chǔ)