《4.3 探究熔化和凝固的特点》教案1.doc

4.3 探究熔化和凝固的特点教案一、教学目标（一）知识与技能1、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。2、知道什么是熔点和凝固点，会查熔点表。3、能用熔化和凝固的知识解释有关的简单热现象。（二）过程与方法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。（三）情感态度与价值观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。二、教学重、难点重点：探究晶体、非晶体的熔化过程，培养学生的观察能力、实验能力、概括能力。难点：指导学生通过对实验的观察、分析、概括，总结出固体熔化时温度的变化规律，并能用图象表示出来。三、教学过程（一）新课引入先做一个小实验：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。（二）新课教学1、探究熔化和凝固的特点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34cm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34cm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准确。选用的冰，温度最好在2以下，这样可以完整的展示出“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况强调酒精灯的 正确使用方法，尤其是点燃或熄灭酒精灯的方法，还要准备几块湿抹布，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，注意发现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“温度时间”图像：实验结束后，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“温度时间”图像。这个环节，教师可指导学生按照以下步骤进行：在教科书图4-28上描点；连接各点画出比较流畅的曲线；思考曲线所反映的物理意义。分析和论证利用多媒体展示学生绘制的冰熔化的“温度时间”图像。引导学生们通过对比发现：各组的曲线虽然不完全相同，但是大致形状如图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思考，可提出以下问题：AB段对应的时间内物质是什么状态？温度怎样变化？（答：AB段所对应的时间内物质是固态，温度升高）在曲线上的哪一点冰开始熔化？（答：B点）在BC段对应的时间内，物质的状态如何？温度是否变化？这段时间是否加热？（答：BC段所对应的时间内固态和液态共存，温度保持在0左右不变。此时仍在继续加热，即冰仍在吸热）在CD段对应的时间内物质是什么状态？温度如何变化？（答：是液态，冰已经熔化完毕，继续加热，水的温度升高）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，继续吸热，温度保持不变；冰全部熔化为液体时，继续加热，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价。这4位同学思考的问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问，可引导学生通过讨论、争辩来解决。对该实验的评价，还可以让学生根据自己的实验情况，发表见解。例如，有的学生把测量的温度点连接起来时，可能发现熔化过程不是直线而是折线，可以组织学生进行讨论、交流、分析，让学生谈谈他们的结果为什么跟其他同学的有差异，教师还要鼓励学生对实验装置和实验步骤进行评价，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，是科学探究中非常重要的环节。再利用教材图4-29中提出的问题：“是否所有固体熔化时都是这样呢？”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，描绘其熔化凝固的图像，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。为了节省时间，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，发现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，但冰可以研成较细的碎末，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，实验效果不好，即每次实验得到的图像差异大。如果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，实验效果会更好。活动1中的A和B两个实验过程可“一气呵成”，实验完后再描绘石蜡熔化的“温度时间”图像。石蜡熔化的“温度时间”图像大体上如图4.3-2所示，通过与冰熔化的“温度时间”图像对比可知：冰在熔化的过程（开始出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。由于课堂教学时间所限，液体凝固的图像不要求学生描绘，教师可引导学生思考：凝固是熔化的反过程，它的过程与熔化相反，根据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晶体非晶体不同点外形有规则的几何外形没有规则的几何外形熔化（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）为加深学生对物质熔化、凝固特点的理解，并使学生进一步熟悉“图像法”，可根据图2、晶体和非晶体通过以上步骤，学生自然会产生疑问：同样是固体，为什么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，培养学生的获取信息能力和归纳整理能力。晶体非晶体不同点外形有规则的几何外形没有规则的几何外形熔化（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解释。可以设计如下一些问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：水在-5时是_态。水银在-30时是_态。酒精在-100时是_态。中国北部的漠河冬季气温最低可达-5 2.3，应选用水银温度计还是酒精温度计?为什么？（应选用酒精温度计。因为酒精的凝固点是-117 ，在-52.3的情况下，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。所以水银温度计在冬季的漠河无法工作。）在学生浏览全表的基础