2025 小学四年级科学下册冰融化时热量吸收感受实验课件

一、实验背景与教学目标设定演讲人CONTENTS实验背景与教学目标设定实验准备：从材料到安全，细节决定探究深度实验过程：从感官体验到数据验证的递进式探究无接触观察生活应用：从实验室到真实世界的迁移（5分钟）总结与升华：从实验到科学思维的成长目录2025小学四年级科学下册冰融化时热量吸收感受实验课件作为一名从事小学科学教育十余年的教师，我始终相信：最好的科学课，是让孩子用双手触摸现象，用感官感知原理。今天要分享的“冰融化时热量吸收感受实验”，正是基于四年级学生的认知特点设计的——他们已初步了解水的三态变化，但对“热量传递”这一抽象概念缺乏直观体验。本节课将通过“观察-感受-测量-推理”的递进式探究，让孩子们在动手操作中理解“冰融化需要吸收热量”的科学本质，同时培养严谨的科学思维。01实验背景与教学目标设定1学情分析四年级学生（9-10岁）正处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的关键期，对直观、可操作的实验充满兴趣，但对“热量”这类无形概念的理解仍需依托具体现象。通过前两课的学习，学生已知道“水在0℃时会结冰”“冰融化成水是温度升高的结果”，但普遍存在两个认知误区：一是认为“冰融化是因为自己变热了”，二是忽略“热量从周围环境转移”的本质。本节课将通过“触摸冰块的冷感”“观察烧杯外壁的水珠”“记录温度变化数据”等多维度体验，帮助学生建立“热量吸收”的具象认知。2教学目标基于《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质的状态变化”主题要求，结合学情，本节课设定以下目标：01知识目标：通过实验观察，理解冰融化时需要吸收周围环境的热量，导致自身状态改变、周围温度降低；知道冰在融化过程中温度保持0℃（直至完全融化）。02能力目标：能正确使用温度计测量冰、水及周围环境的温度，规范记录实验数据；通过对比实验（如冰在常温与手心中的融化速度）分析变量关系，培养观察、比较与推理能力。03情感目标：在动手操作中感受科学探究的乐趣，体会“现象背后有规律”的科学思维；通过小组合作增强团队意识，通过联系生活实际（如冰棍解暑、冰箱制冷）激发对科学的应用兴趣。0402实验准备：从材料到安全，细节决定探究深度1实验材料清单（以4人小组为单位）基础材料：冰块（提前24小时冷冻，每块约30g，大小一致）、透明烧杯（250mL）、电子温度计（精度0.1℃，带长探针）、计时器（手机秒表即可）、一次性手套（防冻伤）、吸水毛巾（擦拭烧杯外壁冷凝水）。对比材料：保温杯（装30℃温水）、金属托盘（导热性好）、泡沫盒（保温性好）——用于拓展实验“不同环境对冰融化速度的影响”。辅助工具：实验记录表（如表1）、白板笔（标注冰初始位置）、放大镜（观察冰表面融化细节）。表1冰融化实验记录表|时间（分）|冰的状态变化|冰/水温度（℃）|烧杯外壁现象|手触摸感受（冷/更冷/变温）|1实验材料清单（以4人小组为单位）|------------|--------------|-----------------|--------------|---------------------------||0|完整冰块|0|干燥|冰凉||2|边缘融化|0|出现小水珠|更冷（手刺痛）||5|半融化状态|0|水珠连成线|手麻木，需换手||8|完全融化|开始上升（2℃）|水珠减少|冷感减弱|2安全预案与操作规范考虑到冰块温度低（-18℃至-10℃），直接接触可能造成皮肤冻伤，需强调：01触摸冰块时必须佩戴手套，单次接触不超过10秒；02温度计探针插入冰块时要轻缓，避免玻璃管破裂（若使用电子温度计则更安全）；03烧杯放置在实验台中间，避免碰倒导致冰水洒出；04实验结束后，用毛巾擦干桌面，温度计用酒精棉片消毒备用。0503实验过程：从感官体验到数据验证的递进式探究1情境导入：生活现象引发认知冲突（5分钟）上课伊始，我会举起一根正在融化的冰棍问学生：“为什么夏天吃冰棍会觉得凉快？”学生可能回答“冰棍本身很凉”“融化的水带走热量”。接着追问：“如果冰棍只是‘本身凉’，那它在手里放久了为什么会化？难道它自己变热了？”这时多数学生会愣住——他们从未思考过“冰融化的动力来自外界热量”。我顺势提出：“今天我们就通过实验，看看冰融化时到底在‘偷’哪里的热量。”3.2第一阶段：感官体验——触摸冰块，感受热量流失（10分钟）04无接触观察无接触观察每组发放一块用毛巾包裹的冰块（避免快速融化），先让学生观察：“冰是什么状态？温度大概多少？”学生能说出“固体”“很凉”，但无法准确描述温度。此时用温度计测量冰块表面，显示0℃（若冰块刚从冰箱取出，实际温度可能低于0℃，需解释“实验室冰块已在0℃环境静置30分钟，表面达到融点”）。步骤2：戴手套触摸学生戴手套轻触冰块5秒后描述感受：“像摸到了冬天的铁栏杆”“手感觉有东西在吸走热量”。我追问：“这种‘被吸走热量’的感觉，可能和冰的融化有什么关系？”引导学生猜测：“冰可能在吸收手的热量，所以手会冷。”无接触观察步骤3：直接皮肤接触（教师演示）为增强真实感，我会摘下手套触摸冰块10秒，故意做出“缩手”动作：“我的手指现在又凉又刺痛，这说明冰确实在快速吸收我手上的热量。如果长时间接触，可能会冻伤——所以大家一定要用手套！”3.3第二阶段：定量观察——记录温度变化与环境现象（15分钟）步骤1：冰块放入烧杯的初始状态将冰块放入干燥的烧杯，用白板笔在烧杯外壁标记冰的上沿位置（便于观察融化量）。测量环境温度（假设为25℃）、冰块温度（0℃），记录在表1“0分钟”栏。无接触观察步骤2：静置观察与记录每2分钟记录一次数据：冰的状态：2分钟时，冰块边缘出现水膜；5分钟时，冰块体积缩小1/3，烧杯底部有少量水；8分钟时，冰块完全融化，烧杯内为0℃的水（若环境温度高，可能升至2-3℃）。烧杯外壁现象：2分钟时，外壁出现细密小水珠（水蒸气遇冷液化）；5分钟时，水珠连成水流；8分钟时，因冰水温度上升，水珠逐渐减少。温度变化：关键发现——冰完全融化前，冰/水混合物的温度始终保持0℃；完全融化后，水温开始上升（如8分钟时为2℃）。无接触观察步骤3：对比实验（选做）将另一块相同大小的冰块分别放在金属托盘（导热快）和泡沫盒（导热慢）中，同时开始计时。学生观察到：金属托盘上的冰5分钟完全融化，泡沫盒中的冰12分钟才融化——这说明“热量传递越快，冰融化越快”，进一步验证“冰融化需要吸收周围热量”。3.4第三阶段：推理总结——从现象到原理的思维跃升（10分钟）结合实验数据，引导学生逐步推理：手的冷感：手触摸冰块时感觉冷，说明手的热量传递给了冰（热量从高温物体传向低温物体）。烧杯外壁的水珠：空气中的水蒸气本来是气态，遇到低温的烧杯外壁（因冰吸收了烧杯的热量），温度降低后液化成小水珠——这证明周围空气的热量也被冰吸收了。无接触观察温度不变的奥秘：冰融化时，吸收的热量没有用来升高温度（所以温度保持0℃），而是用来打破冰的固态结构（分子间作用力），使冰变成水（潜热概念，简化为“热量用于‘解开’冰的结构”）。05生活应用：从实验室到真实世界的迁移（5分钟）生活应用：从实验室到真实世界的迁移（5分钟）为什么夏天往可乐里加冰，可乐会变凉？（冰吸收可乐的热量融化）为什么冰箱冷冻室能保存食物？（食物中的水结冰时释放热量，而冰融化时会吸收周围热量，保持低温环境）为什么用湿毛巾包裹冰块，冰块融化更慢？（湿毛巾中的水蒸发会吸收热量，减缓冰对周围热量的吸收）学生的回答可能不完整，但通过互相补充，能逐渐将“冰融化吸收热量”的原理与生活现象建立联系。科学的魅力在于解释生活。我会抛出几个问题，让学生用实验结论分析：06总结与升华：从实验到科学思维的成长总结与升华：从实验到科学思维的成长本节课通过“感官体验-定量观察-推理应用”的递进式探究，我们得出核心结论：冰融化时需要吸收周围环境的热量，这些热量来自手、空气、容器等接触物；在完全融化前，冰/水混合物的温度保持0℃，吸收的热量用于状态变化而非升温。回顾实验过程，同学们从“冰棍为什么凉快”的生活疑问出发，通过触摸、测量、对比，一步步揭开了“热量吸收”的秘密。这不仅是一次对“水的状态变化”的深入理解，更是一次“用证据支持观点”的科学思维训练——未来，当你们看到冰块融化、冬天玻璃上的水雾，甚至理解“人工降雨”中干冰的作用时，都能想起今天的实验：现象背后，是看不见