《水的结冰》教学设计-2026-2027学年人教鄂教版（新教材）小学科学四年级上册

《水的结冰》教学设计-2026-2027学年人教鄂教版（新教材）小学科学四年级上册一、学情分析四年级学生已经具备基础观察、简单分组实验与记录能力，在之前学习中初步感知物体热胀冷缩现象，在生活中见过冬天湖面结冰、冰箱里水冻成冰块、水管冻裂等现象，能够提出简单猜想，但无法精准区分水结冰的临界温度，难以理解水结冰体积膨胀这一反常现象，缺少定量采集、整理分析实验数据的经验。该年龄段学生好奇心强，乐于动手操作，适合以分组探究实验为主的课堂；同时学生容易混淆“0℃以下结冰”和“0℃开始结冰”，对凝固过程热量变化理解较为抽象，需要借助折线统计图、生活实例辅助搭建认知支架，引导学生从感性观察过渡到理性归纳，形成严谨实证意识。二、教材分析本课为2026秋新教材人教鄂教版四年级上册第三单元《水的变化与分布》中的课时内容，单元以水的三态变化、水资源分布为大概念主线，本课承接水的液态特征，开启水由液态转化为固态的探究，是认识水三态转化的重要节点。教材编排分为情境与问题、探究与发现、研讨拓展三大部分。教材核心探究活动为利用冰盐混合物制造低温环境，持续测量水温变化，记录水结冰全过程，绘制水温变化折线图，归纳水的冰点；配套设置水位标记对比实验，观察结冰前后体积变化；拓展板块结合冬季水管冻裂、冰川形成等自然生活案例，引导学生运用所学知识解释现象。教材遵循新课标素养导向，弱化纯理论灌输，突出实证探究，为后续《地球上的水资源》以及水沸腾、水循环学习奠定基础，帮助学生建立物质状态变化需要特定条件、变化伴随属性改变的科学观念。三、核心素养教学目标（依据2022版义务教育科学课程标准）1.科学观念：知道水降到0℃时开始结冰，0℃是水的冰点；水结冰属于液态转化为固态的凝固现象，凝固过程释放热量；水结冰后体积会膨胀，冰是水的固态形式。2.科学思维：能够整理水温记录数据，绘制折线统计图，对比分析数据归纳水结冰温度变化规律；可以对比水和冰的特征，运用推理解释水管冻裂等生活现象，区分一般热胀冷缩与水结冰的特殊变化。3.探究实践：能够规范使用温度计测量水温，小组合作完成水结冰模拟实验，如实记录温度、状态变化；能够自主设计水位对比观察活动，完整表达实验发现。4.态度责任：养成细致观察、如实记录、多次求证的科学习惯；乐于运用水结冰相关知识解释身边自然现象，体会科学与生活紧密联系，树立安全规范开展实验的意识。四、教学重难点教学重点：通过分组实验探究，确定水结冰的温度条件，观察完整的水结冰过程，归纳凝固现象基本特征。教学难点：分析实验数据，理解水结冰时温度保持0℃不变；理解水结冰体积膨胀的特殊性，结合原理解释相关生活现象。五、教学过程情境导入，提出探究问题教师出示教材配图：冬日结冰湖面、屋檐冰棱、冰箱冰块，播放简短冬季结冰实景视频。

师：同学们，图片里这些晶莹的冰大家都见过，谁来说一说，生活里你在哪里见过水变成冰？

生：冬天池塘结冰、冰箱冻冰块、冬天水管裂开里面有冰。

师：大家观察都很仔细。那大家想一想，水在什么样的条件下，才会变成冰呢？是不是只要变冷就一定会结冰？今天我们一起来学习《水的结冰》，共同探究教材里提出的核心问题：水结冰时温度会怎么变化？水结冰之后，还有哪些改变？

设计意图：依托教材情境素材，联结学生已有生活经验，激发探究兴趣，明确本节课探究主线，引导学生主动提出猜想，自然进入探究环节。猜想假设，梳理探究方案师：结合你的生活经验，先来大胆猜想，水慢慢变冷的时候，温度会一直不停下降吗？水开始结冰的时候，温度大概是多少摄氏度？请大家小组简短交流，记录猜想。

学生小组交流，汇报猜想。

生1：我觉得水越冷温度一直往下降低，大概零下几度才结冰。

生2：我在天气预报见过0℃结冰，可能到0℃就结冰了。

师：同学们有不同猜想，科学不能只依靠猜测，需要动手实验收集证据验证猜想。我们一起来看一看教材中的实验方法：怎样制造低温环境让试管里的清水结冰？

教师讲解教材实验器材：试管、清水、温度计、装有冰块的烧杯、食盐、记号笔、实验记录单。

师：教材提示我们，冰块中加入食盐，可以制造更低的温度。在实验操作前，我们复习温度计规范使用方法：温度计玻璃泡完全浸入水中，不能触碰试管壁和试管底部；视线与液柱顶端水平读数；注意认读零下温度。同时强调实验安全：轻拿轻放温度计，防止破碎划伤。

师：我们的实验任务：每隔一段时间读取记录试管内水温，观察试管中水是否出现冰晶、结冰范围；实验开始前，用记号笔标记试管内水面高度，用来对比结冰之后体积变化。实验结束后，根据全部数据绘制水温变化折线图。

师生共同梳理实验记录表栏目：时间、水温、水的状态（液态/出现冰晶/部分结冰/完全结冰）。

设计意图：引导学生基于经验做出可验证猜想，依托教材原版实验流程，规范实验操作，明确观察与记录任务，落实探究实践素养，规避操作失误影响实验数据。分组探究，开展实验并记录数据各小组领取全套实验材料，开展分组实验，教师巡视各组，及时指导温度计读数、数据记录，提醒学生持续观察试管内壁冰晶最先出现的位置。

学生持续观察、填写记录单，教师收集多个小组完整实验数据，汇总在黑板表格中。

实验完成，组织学生整理实验器材。

师：各个小组都完成观察记录，现在请每个小组分享你们观察到的现象和记录的数据。在水慢慢降温的阶段，水温发生了什么变化？

生：一开始水温慢慢持续下降，等到试管里面开始长出细细的冰晶，水温就不再往下降了。

师：很多小组都观察到相同现象，大家看一看黑板汇总的数据，水开始结冰时，温度数值是多少？

生：大部分小组都是0摄氏度。

教师结合教材内容讲解：水开始结冰时的温度，我们称之为冰点，标准条件下水的冰点是0℃。从液态的水变成固态冰的过程，叫做凝固。大家继续观察折线图，在凝固的这段时间，温度始终保持0℃不变，等到试管里的水全部结成冰之后，温度才会继续下降。

师：还记得实验开始前，我们标记了水面高度，请大家对比观察，结冰之后冰面和标记线相比，位置有什么变化？

生：冰面超过了原来的标记，体积变大了。

师：我们之前学习大部分物体遇冷收缩，但是水结冰很特殊，液态水凝固成冰，水分子之间间隙变大，体积会膨胀，这是教材重点介绍的特殊现象。

设计意图：完整复刻教材探究活动，以师生问答推进数据分析，借助多组数据互相佐证，避免单一实验偶然性；利用水位标记直观呈现体积变化，用通俗化解释降低抽象原理难度，落实科学思维培养。研讨拓展，联系生活解释现象师：学习了水结冰的知识，我们一起来研讨教材中的拓展问题：寒冷冬天，露天放置的自来水管经常会裂开，这是什么原因？小组讨论后发言。

生：水管里面装满水，冬天温度降到0℃以下，水结冰，体积变大，撑破水管。

师：回答非常完整。那根据这个原理，冬季露天水管可以怎么保护？

生：给水管包裹保温材料，不让水管里的水结冰；水管不要装满水，留出空间。

教师继续出示冰川、冻裂塑料瓶、雪糕制作等案例，引导学生分析其中水结冰相关原理。

师：教材还提出思考，冰融化又会变回水，水结冰和冰融化，两个变化是不是可逆的？

学生交流后小结：水结冰、冰融化属于可逆的状态变化，变化发生都需要温度条件。

设计意图：紧扣教材研讨问题，实现知识迁移，让学生利用课堂实验结论解释真实生活案例，构建科学知识和现实世界的联系，培养运用科学解决实际问题的能力。课堂回顾，梳理知识框架师生共同梳理本节课核心知识点：水的冰点为0℃；凝固是液态水变为固态冰，凝固放热；水结冰体积膨胀。教师板书形成简易思维导图，区分普通物体热胀冷缩和水结冰特殊现象。

师：这节课我们像科学家一样，提出猜想、动手实验、记录数据、分析证据，最后得出结论，这是标准的科学探究流程。

设计意图：共同梳理主干知识，完善认知体系，强化实证探究的科学方法，落实态度责任素养。六、课堂小结本节课通过分组模拟实验，探究水结