青岛版（五四制）（2024）小学科学三年级上册《水结冰与冰融化》教案

青岛版（五四制）（2024）小学科学三年级上册《水结冰与冰融化》教案核心素养教学目标科学观念：知道水结冰是液态变固态（凝固）、冰融化是固态变液态（熔化）；了解水结冰与冰融化有固定温度（0℃），建立“水的三态变化与温度相关”的认知。科学思维：通过分析水结冰与冰融化的实验现象、温度变化，推理其变化特点，培养逻辑思维；能结合生活实例解释相关现象，提升抽象思维。探究实践：学会设计并操作水结冰与冰融化实验，掌握温度计使用、实验观察与记录方法；通过小组合作完成探究任务，增强动手与协作能力。态度责任：激发对水的三态变化现象的探究兴趣；认识水结冰与冰融化在生活、生产中的应用，树立节约水资源、安全使用低温材料的意识。教学重难点教学重点：通过实验观察水结冰（体积变大、温度不变）与冰融化（体积变小、温度不变）的现象；理解两者的物态变化过程及固定温度（0℃）的特点。教学难点：通过实验数据与现象，推理“水结冰与冰融化时温度保持不变”的规律；用简化的分子排列观点解释物态变化本质（符合三年级认知）。教学过程情境导入1.生活场景唤醒：展示教材中“冬天湖面结冰”“春天冰雪融化”的示意图，结合学生生活经历提问。师：同学们，冬天我们常能看到湖面结着厚厚的冰，春天天气变暖，冰又会慢慢变成水。大家在生活中还见过哪些水结冰或冰融化的现象呀？生1：冬天家里的水放在窗外，第二天会变成冰块。生2：夏天把冰块放在杯子里，一会儿就化成水了。师：大家观察得真仔细！这些都是水的三态变化中的重要现象，今天我们就一起探究《水结冰与冰融化》，揭开其中的科学秘密。（设计意图：借助教材中的自然场景图，结合学生日常体验，引发认知共鸣，激发探究兴趣，自然切入课题。）2.现象对比提问：展示“液态水”“冰块”“融化中的冰”的对比图片（教材配套素材）。师：大家看这三张图，液态水可以流动，冰块是硬的不能流动，融化中的冰一边是固态一边是液态。为什么水会变成冰？冰又为什么会变成水？这个过程中温度会有什么变化？带着这些问题，我们开始今天的探究。（设计意图：通过现象对比，提出核心疑问，为后续实验探究明确方向，激发学生的求知欲。）初步探究：水结冰的条件1.教材活动分析：引导学生阅读教材中“探究水结冰的条件”板块，明确探究要点（温度变化、体积变化、状态变化）。师：请大家翻开课本，看看这部分内容。教材告诉我们，探究水结冰要关注三个方面：温度降到多少度水才会结冰、水结冰后体积有没有变化、状态从液态到固态有什么特征。大家先小组讨论，预测一下水结冰需要什么条件，会有哪些变化。小组1代表：我们觉得水要放到很冷的地方才会结冰，比如冰箱冷冻室，温度可能要很低；结冰后体积可能会变大，因为冰块比杯子里的水看起来高。小组2代表：水结冰后会变硬，不能流动，颜色可能还是透明的。2.实验器材介绍：展示实验器材（烧杯、水、温度计、冰箱冷冻室/冰盐混合物、塑料瓶、记号笔），结合教材图示讲解用途。师：今天我们要用这些器材做实验。烧杯装水，温度计测水温，冰盐混合物可以制造低温环境（代替冰箱方便课堂实验），塑料瓶用来观察体积变化——我们先在装水的塑料瓶上用记号笔标出水面高度，结冰后再对比。大家要记住，温度计使用时玻璃泡要完全浸入水中，读数时视线与液柱上表面相平。3.分组观察实验：学生分组进行“水结冰”实验，将装水的烧杯和塑料瓶放入冰盐混合物中，每3分钟记录一次温度，同时观察状态和体积变化，填写教材中的观察记录表。师：现在大家开始实验，先在烧杯和塑料瓶中加入适量水，标好塑料瓶的水面高度，然后将它们放入冰盐混合物中。注意每隔3分钟读一次温度，观察水有没有开始结冰，塑料瓶的水面高度有没有变化，把结果记在课本的表格里。实验时不要用手直接碰冰盐混合物，防止冻伤。（学生实验过程中）师：这个小组的温度计玻璃泡没有完全浸入水中，测的温度不准，赶紧调整。那个小组注意到了吗？你们的水已经开始有小冰晶了，要重点记录此时的温度！4.实验现象交流：各小组汇报水结冰的观察结果，结合教材文字总结规律。师：哪个小组先来分享你们的发现？小组3代表：我们发现温度降到0℃时，水开始慢慢结冰；结冰后塑料瓶里的冰面比原来的水面高，体积变大了；水从透明的液体变成了硬的固体，表面有冰晶。师：大家都观察到了类似的现象。这说明水在0℃时开始结冰，结冰过程中温度保持0℃不变，体积会变大，状态从液态变成固态，这个过程叫做凝固。（设计意图：通过初步实验，让学生掌握观察方法和温度计使用技巧，建立“水结冰有特定条件和明显变化”的认知，为探究冰融化的特点做好铺垫。）深入探究：冰融化的特点1.提出问题，明确目标：结合前一环节的发现，提出探究问题（教材核心探究点）。师：水结冰时温度保持0℃，体积变大，那冰融化时温度还会保持0℃吗？体积会怎么变？状态变化有什么特点？这是我们今天要重点探究的问题。大家把刚才冻好的冰块取出来，开始观察冰融化的过程。2.分组融化实验：学生将冰块放入烧杯中，置于室温环境下（或用温水辅助融化），每2分钟记录一次温度，同时观察状态和体积变化，完成教材中的融化观察记录表。师：当看到冰块开始变小，出现液态水时，就要重点记录温度，看看温度会不会变，同时注意冰块的体积变化和状态转换——是先从表面融化，还是整体一起融化？（学生实验过程中）师：这个小组的冰块已经开始融化了，大家看，冰块表面先出现水珠，慢慢变成水；那个小组注意到了吗？融化过程中，温度计的示数一直停在0℃，没有变哦！3.实验现象分析：实验结束后，各小组汇报冰融化时的现象，结合教材中“冰融化特点”的文字说明（温度不变、体积变小、固态变液态）分析。师：大家都完成实验了，现在我们来汇总数据。请每个小组报一下冰融化时的温度。小组4代表：我们测的温度一直是0℃，直到冰块完全融化成水，温度才开始慢慢升高。小组5代表：我们的也是0℃，而且冰块融化后，水的体积比原来冰块的体积小。师：为什么冰融化时温度也保持0℃呢？教材里提到，0℃是水的凝固点，也是冰的熔点，当水和冰同时存在时，温度就会保持在0℃。冰融化时，从固态变成液态，体积变小，这个过程叫做熔化，需要吸收周围的热量。那状态变化有什么规律呢？小组6代表：冰融化时先从表面开始，慢慢变成水，最后完全变成液态，不会一下子全部融化。师：非常准确！冰融化时，表面先吸收热量变成水，随着热量不断吸收，冰块逐渐变小，直到完全熔化，整个过程温度始终保持0℃，体积恢复到水原来的大小。（设计意图：通过完整的融化实验，让学生直观观察融化现象，记录数据并分析，结合教材知识总结融化特点，突破“冰融化时温度不变”的教学重点，培养实验分析能力。）4.物态变化讲解：展示教材中“水结冰与冰融化物态变化示意图”（液态水⇌固态冰），结合实验现象讲解。师：大家看课本上的示意图，水在0℃时，既可以从液态变成固态（结冰，凝固），也可以从固态变成液态（融化，熔化），这两个过程是可逆的。就像冬天湖水结冰，春天冰又化成水，都是在0℃这个关键温度下发生的物态变化。大家要注意，“凝固”是液态变固态，“熔化”是固态变液态，可不要记混哦！（设计意图：借助教材示意图，将水结冰与冰融化的可逆过程具象化，让学生理解两者的物态变化本质，建立“0℃是物态变化临界点”的逻辑关系，初步突破教学难点。）拓展探究：影响冰融化快慢的因素1.教材问题讨论：引导学生阅读教材中“拓展思考”板块：“怎样能让冰更快融化？”，结合生活经验分组讨论。师：课本上问，怎样能让冰更快融化呢？大家想想，夏天想让冰块快点化成水，会怎么做？小组讨论一下，列出你们想到的方法。小组7代表：我们觉得可以把冰放在热水里，温度高，冰融化得快。小组8代表：用手搓冰块，或者把冰块敲碎，表面积变大，可能融化得更快。小组9代表：给冰块盖上被子，会不会让它融化得慢一点？反过来，放在通风的地方，可能会融化得快。2.实验验证（选做2-3个因素）：选择“温度高低”“表面积大小”两个易操作的因素进行实验验证，参考教材实验方案设计对比实验。师：我们选两个因素来验证。第一组实验：两个相同的冰块，一个放在室温下，一个放在40℃左右的温水中，观察哪个先融化。第二组实验：两个相同的冰块，一个完整，一个敲碎成小块，放在同一环境下，观察哪个先融化。大家预测一下结果。生1：温水中的冰块会比室温下的先融化。生2：敲碎的冰块表面积大，会比完整的先融化。（教师演示实验，学生观察）师：大家看，温水中的冰块很快就变小了，几分钟就化成水了；敲碎的冰块也比完整的冰块融化得快，因为小块冰和空气接触的面积更大，能更快吸收热量。3.结论总结：结合实验结果和教材提示，总结影响冰融化快慢的因素（温度高低、表面积大小、热量吸收多少）。师：通过实验我们知道，环境温度越高、冰块表面积越大、吸收的热量越多，冰融化得越快。这些因素在生活中很实用，比如夏天喝冰镇饮料时，想让冰块慢一点融化，就可以用保温杯装，减少热量吸收；想快点喝到凉饮料，就可以把冰块敲碎。（设计意图：通过拓展探究，让学生学会用对比实验的方法研究影响因素，培养科学探究思维，同时将知识与生活结合，提升知识应用能力。）生活中的水结冰与冰融化应用1.常见应用分析：展示教材中“水结冰与冰融化应用”图片（如冰箱冷冻食物、冰敷降温、冬天道路融雪），结合文字介绍引导学生分析。师：大家看课本上的图片，水结冰与冰融化在生活中有很多用处。冰箱冷冻室利用水结冰的原理，让食物温度降低，延长保存时间；发烧时用冰袋冰敷，利用冰融化吸热的特点，降低皮肤温度，缓解不适；冬天道路结冰后，工人叔叔会撒盐，盐能让冰的熔点降低，让冰更快融化，防止路人滑倒。大家能说说这些应用都利用了水结冰或冰融化的什么特点吗？生1：冰箱用了水结冰能降低温度，冰敷用了冰融化吸热。生2：撒盐融雪用了让冰更容易融化的特点。师：非常正确！水结冰能储存低温，冰融化能吸收热量，这些特点让它们在生活、医疗、交通等领域发挥重要作用。2.安全知识普及：展示教材中“水结冰与冰融化安全提示”图片（如不随意在冰面玩耍、不用手直接拿冰块、融雪盐不随意触碰），结合生活案例讲解。师：水结冰和冰融化时也有安全隐患。冬天湖面结冰，看似坚固，其实可能很薄，在上面玩耍容易掉下去；用手直接拿冰块，时间长了会冻伤皮肤；融雪盐有腐蚀性，不能用手直接抓，也不能让它碰到食物。大家有没有见过或听过相关的安全事故？生：我见过有人在薄冰上走路，不小心掉进冰窟窿里，很危险。师：所以大家一定要记住这些安全知识，保护自己和家人，避免危险发生。（设计意图：通过分析生活应用，让学生感受科学知识的实用性；结合安全提示，培养学生的安全意识和责任意识，落实态度责任目标。）水结冰与冰融化与水的三态变化关联1.知识串联：展示教材中“水的三态变化完整示意图”（液态水⇌固态冰、液态水⇌气态水蒸气、固态冰⇌气态水蒸气），将水结冰与冰融化纳入三态变化体系。师：大家还记得我们第五单元的主题是《水的三态变化》吗？水有液态、固态、气态三种状态，它们之间可以相互转化。我们今天学的水结冰（液态→固态，凝固）和冰融化（固态→液态，熔化），是水在液态和固态之间的转化；之前学的水沸腾（液态→气态，汽化），是液态和气态之间的转化；还有一种变化叫升华，比如冬天的冰雕慢慢变小，就是冰直接变成水蒸气（固态→气态），后续我们会进一步学习。2.生活现象举例：引导学生结合生活经验，列举水的三态变化完整案例，如“冬天河水结冰（凝固）→春天冰融化成水（熔化）→夏天水蒸发成水蒸气（汽化）→秋天水蒸气变成雨（液化）”。师：大家能把水的三态变化串联起来，举一个完整的生活例子吗？生1：冬天晾在外面的湿衣服，会先结冰（凝固），然后慢慢变干，这是冰直接变成水蒸气（升华）；春天衣服上的冰会先融化成水（熔化），再蒸发成水蒸气（汽化）。生2：冰箱里的冰块，时间长了会变小，是升华；冰块拿出来会融化成水（熔化），水放在锅里烧开会变成水蒸气（汽化）。师：大家说得很全面！水的三态变化是一个循环的过程，在生活中随处可见，它们共同构成了水的变化规律。（设计意图：将水结冰与冰融化纳入水的三态变化知识体系，帮助学生构建完整的单元知识框架，为后续学习升华、凝华等内容奠定基础，同时培养知识迁移能力。）小结1.知识回顾：与学生一起梳理本节课所学内容，结合教材重点知识总结。师：同学们，今天我们学习了《水结冰与冰融化》，谁能说说水结冰和冰融化时的共同特点？生：它们在0℃时发生变化，温度都保持0℃不变，而且是可逆的——水能结冰，冰能融化成水。师：非常好。那两者的不同点呢？生1：水结冰是液态变固态（凝固），体积变大；冰融化是固态变液态（熔化），体积变小，还需要吸收热量。师：没错。我们还知道了影响冰融化快慢的因素（温度、表面积、热量），以及它们在生活中的应用和安全注意事项。大家都掌握得很扎实。2.情感升华：强调观察生活、探究科学的重要性，鼓励学生继续