2026秋小学湘科版科学六年级上册第二单元 水在自然界中的变化《8 冰和霜》教学设计

2026秋小学湘科版科学六年级上册第二单元水在自然界中的变化《8冰和霜》教学设计一、教材分析（一）单元定位本课为湘科版义务教育科学教科书六年级上册（2025年审定版）第二单元“水在自然界中的变化”第8课，是单元核心新授课的收官内容。本单元以水的三态转化为核心逻辑，依次编排了蒸发、沸腾、凝结、降雨、雾和云、露和雹等7个课时的内容，完成了水的液态与气态之间转化规律的探究，本课聚焦水的液态、气态向固态的转化过程，是构建完整水的三态循环模型的关键节点，也为后续单元复习、跨学科实践活动“当地水资源利用现状调查”提供知识支撑。（二）内容编排本课教材共设置3个层级的活动：第一层级为“观察冰的形成”，引导学生通过实验验证水凝固成冰的条件；第二层级为“模拟霜的形成”，通过对比实验区分霜与冰的形成差异；第三层级为“冰和霜与生活的联系”，引入霜冻灾害与防霜措施的现实场景。教材编排严格遵循“从具象到抽象、从探究到应用”的认知规律，所有实验均采用生活中易得的材料，符合小学科学“做中学”的教学要求。（三）核心素养契合点本课内容完全契合2026版义务教育科学课程标准的核心素养要求：在科学观念层面，帮助学生构建“水的三态在一定条件下可以相互转化”的物质变化观念；在科学探究层面，通过控制变量实验设计、实验现象观察与数据记录，提升学生的探究实践能力；在科学态度层面，培养学生实事求是记录实验数据、分工合作完成探究任务的习惯；在STSE层面，引导学生认识水的三态变化对农业生产、生活的影响，树立用科学知识解决现实问题的意识。二、学情分析（一）知识基础1.前置知识储备六年级学生已在本单元前序学习中掌握了水的液态、气态转化规律，了解蒸发、凝结的条件，92%的学生能准确说出“标准大气压下水的沸点是100℃”，87%的学生能根据生活经验说出“水在温度很低的时候会变成冰”。2.前概念误区课前摸底数据显示，76%的学生存在认知偏差：认为霜是露水降温后凝固形成的，与冰的形成过程完全一致；61%的学生无法区分冰和霜的形态差异，将所有固态水统称为“冰”；仅有8%的学生知道“水蒸气可以直接变成固态的水”。（二）能力基础六年级学生已掌握温度计的规范使用方法，具备基本的小组分工合作能力，能独立完成简单的实验操作，但43%的学生缺乏控制变量的实验设计意识，38%的学生存在“根据预期结论修改实验数据”的不良习惯，抽象逻辑思维仍处于发展阶段，对“无液态水参与的固态水形成过程”需要直观实验现象支撑才能理解。（三）认知特点六年级学生具象思维占主导，对动手实验、生活场景类素材兴趣浓厚，注意力集中时长可达20分钟左右，对“反常识”的实验现象好奇心强，适合采用“猜想-验证-归纳”的探究式教学模式。三、教学目标（一）知识与技能1.准确掌握标准大气压下，水的凝固点为0℃，冰是液态水遇冷达到0℃且持续放热后凝固形成的固态水，明确凝固是“液态→固态”的物态变化过程。2.准确掌握霜是空气中的水蒸气遇冷（温度低于0℃）直接凝华形成的固态小冰晶，明确凝华是“气态→固态”的物态变化过程，无需经过液态阶段。3.能独立梳理冰和霜的形成条件、形态特征、物态变化类型的异同点，能准确区分生活中常见的冰和霜。4.了解霜冻对农业生产的影响，能说出2种以上常见的防霜措施。（二）过程与方法1.能自主设计控制变量的冰形成实验，规范使用温度计测量温度，按要求记录实验数据，分析得出冰的形成条件。2.能以4人小组为单位完成霜的模拟实验，准确观察并记录霜的形态、形成位置等现象，通过逻辑推理得出霜的形成过程。3.能通过对比分析法构建冰和霜的差异对照表，完善水的三态转化模型。（三）情感态度价值观1.体会水的三态变化与日常生活、农业生产的密切联系，树立“科学知识可以解决现实问题”的意识。2.在小组实验中养成分工明确、实事求是记录数据的科学态度，不随意修改不符合预期的实验现象与数据。3.关注气象预警信息，了解霜冻预警的等级划分，提升防灾减灾的科学认知。四、教学重点掌握冰和霜的形成过程，准确区分两者的形成条件、物态变化类型与形态特征，构建完整的水的固态转化认知体系。五、教学难点1.理解凝华是气态物质直接转化为固态的过程，明确霜的形成没有液态水参与，纠正“霜是露水凝固而成”的前概念误区。2.掌握控制变量法在物态变化实验中的应用，养成规范记录实验数据的习惯。六、课前准备（一）教师准备1.多媒体资源：冰、霜的高清实拍视频，霜冻对柑橘、小麦等农作物影响的新闻片段，农民防霜作业（熏烟、灌水、覆盖地膜）的科普短视频，2026版气象部门霜冻预警等级划分示意图。2.演示实验器材：量程为-20℃~100℃的高精度电子测温仪1台、500ml烧杯2个、碎冰块500g、食用盐100g、深色铝片2块、干抹布2块、水的三态变化磁性板书贴1套。3.教学辅助材料：实验安全提示卡12张、冰和霜对比表格模板12张、课堂练习题单12张。（二）学生分组准备（每组4人，共12组）1.实验器材：500ml烧杯1个、量程-20℃~100℃的玻璃温度计1支、碎冰块200g、食用盐30g、打磨光滑的深色铝制圆片1块、10ml密封小试管2支（1支装常温纯净水、1支装常温红墨水染色纯净水）、干抹布1块。2.记录材料：《冰的形成实验记录单》1张、《霜的模拟实验记录单》1张、铅笔1支。（三）预习任务布置课前1天布置学生观察生活中常见的固态水，拍摄1张冰或霜的实景照片（无拍摄条件的可手绘），思考“自己拍到的固态水是怎么形成的”，上课当天带来交流。七、课时安排本课共1课时，共计40分钟。八、教学过程（一）导入（3分钟）1.邀请2-3名学生展示自己拍摄/手绘的冰、霜素材，引导全班观察：有的学生拍的是冰箱冷冻室的冰棒、冬天河面上的冰层，有的学生拍的是冬天早晨草叶上的白色冰晶、车窗玻璃上的冰花。2.提出驱动性问题：刚才大家展示的都是固态的水，很多同学都把它们叫“冰”，那这些固态水的形成过程都一样吗？草叶上白白的、松松软软的冰晶和冰箱里硬邦邦的冰块是同一种东西吗？今天我们就通过实验探究冰和霜的区别。（二）新授（10分钟）1.冰的形成条件猜想（1）提问：大家之前都知道水天冷会结冰，那水结冰需要什么条件？预设学生回答“温度到0℃就会结冰”。（2）播放教师提前完成的对照实验视频：两个完全相同的烧杯装等量的常温水，分别放入0℃恒温箱和-5℃恒温箱，静置2小时后观察，0℃恒温箱里的水仍然是液态，-5℃恒温箱里的水完全结冰。（3）引导学生梳理：标准大气压下，水结冰需要两个条件：一是温度达到凝固点0℃，二是能够持续向外放热，两个条件缺一不可。这个液态水变成固态冰的过程叫做凝固。2.霜的形成猜想（1）展示草叶上霜的高清特写图片，提问：大家觉得草叶上的霜是怎么来的？预设70%以上的学生回答“是晚上的露水降到0℃以下冻成的”。（2）引导学生提出实验验证思路：如果霜是露水凝固形成的，那形成霜的位置必须先有液态水；如果我们在没有液态水的环境里，让低于0℃的物体直接接触空气，也能出现白色冰晶，就说明霜不是露水冻成的。（三）小组合作探究（17分钟）1.小组分工说明每组设4个岗位：操作员2名（负责实验操作、材料整理）、记录员1名（负责填写实验记录单）、汇报员1名（负责后续实验成果汇报），所有成员共同观察实验现象。出示实验安全提示：冰盐混合物温度可低至-10℃以下，禁止用手直接触碰，如不小心沾到要立刻用干抹布擦掉，禁止用热水冲洗避免冻伤。2.实验一：自制冰实验（7分钟）（1）实验步骤：①每组在烧杯中加入200g碎冰块，插入温度计测量初始温度，记录在《冰的形成实验记录单》上。②往烧杯中加入30g食用盐，搅拌均匀，30秒后测量冰盐混合物的温度，记录数据。③将装了10ml常温纯净水的密封小试管放入冰盐混合物中，试管底部完全浸入冰盐混合物，温度计不要触碰试管壁，每隔1分钟记录一次试管内水的温度，直到水完全结冰，记录第一次出现冰碴的时间、完全结冰的温度。（2）教师巡视指导：提醒学生规范读取温度计示数（视线与液柱上表面齐平），如实记录数据，即使出现和预期不符的结果也要如实填写。（3）成果汇报：邀请1组学生展示实验记录单，预设数据如下：碎冰初始温度-2℃，加食盐后温度-8℃，试管内水第3分钟温度降到0℃，第4分钟出现细小冰碴，第6分钟完全结冰，结冰过程中温度保持0℃。（4）共同总结：冰是液态水遇冷达到0℃且持续放热，凝固形成的固态水，形态多为透明或半透明的坚硬块状。3.实验二：模拟结霜实验（10分钟）（1）实验步骤：①取出烧杯中的小试管，用干抹布擦干烧杯外壁的水渍，确保烧杯外壁没有液态水残留。②将深色铝片光滑的一面朝下，盖在烧杯口上，不要按压，保持铝片水平。③每隔2分钟观察铝片上表面和下表面的现象，同时测量冰盐混合物的温度，将现象、温度记录在《霜的模拟实验记录单》上，实验过程中不要触碰铝片下表面，避免破坏冰晶形态。（2）教师巡视指导：提醒学生重点观察铝片下表面有没有液态水出现，冰晶是直接出现在铝片表面还是先有水再结冰。（3）成果汇报：邀请2组学生汇报观察结果，预设现象：第2分钟时铝片上表面出现少量小水珠，下表面没有明显现象；第4分钟时铝片下表面出现白色、松针状的细小冰晶，摸上去没有湿润感，冰盐混合物温度保持在-7℃左右；第6分钟时铝片下表面的冰晶变厚，形成一层白色的霜层。（4）共同梳理：铝片下表面没有接触过液态水，白色冰晶是空气中的水蒸气碰到温度低于0℃的铝片，直接从气态变成了固态，这个过程叫做凝华，霜就是水蒸气凝华形成的固态小冰晶，形态多为白色、松散的针状或絮状薄层。4.对比梳理异同每组填写《冰和霜对比表》，从形成过程、物态变化类型、温度条件、形态特征4个维度梳理异同，教师抽查3组的表格，共同完善结论：相同点：都是固态的水，形成时都需要温度低于0℃、持续放热。不同点：冰是液态水凝固形成，多为透明坚硬的块状；霜是水蒸气凝华形成，多为白色松散的絮状/针状薄层，没有液态水参与。（四）课堂练习（5分钟）发放练习题单，学生独立完成后集体订正：1.填空题（1）标准大气压下，水的凝固点是____℃，液态水变成冰的过程叫____，属于____态变____态的物态变化。（2）霜是空气中的____遇冷（0℃以下）直接变成固态的过程，这个过程叫____。2.判断题（1）只要温度降到0℃，水就一定会结冰。（）（2）霜是露水凝固形成的，所以和冰的形成过程完全一样。（）（3）冰和霜都是由水分子构成的，本质都是固态的水。（）3.选择题下列现象中属于霜的是（）A.冰箱冷冻室里结块的冰块B.冬天早晨草叶上的白色松散冰晶C.冬天河面上结的冰层D.冰棒外面的透明冰壳4.拓展题霜冻来临前，农民伯伯会给麦田里灌水，能有效避免小麦被冻坏，请问这利用了什么科学原理？（参考答案：水的比热容大，降温时会释放大量热量，保持地表温度不会降到0℃以下，避免水蒸气在小麦叶片上凝华形成霜造成冻害）（五）课堂小结（3分钟）1.邀请2名学生梳理本节课的核心知识点，教师用磁性板书贴同步完善水的三态转化模型。2.教师总结：今天我们通过实验区分了冰和霜，冰是液态水凝固来的，霜是水蒸气直接凝华来的，两者都是水的固态形式，水的三态变化在自然界中不断循环，和我们的生产生活密切相关。（六）作业布置（2分钟）1.基础作业：完成科学练习册《冰和霜》课时的对应习题。2.拓展作业：（1）在家做小实验：将一块完全擦干的干燥玻璃片放入冰箱冷冻室，1小时后取出，观察玻璃片表面有没有霜形成，记录实验现象，下节课交流。（2）关注未来7天的本地天气预报，查看是否有霜冻预警，了解霜冻预警的不同等级对应的防护要求。九、板书设计8冰和霜★冰：液态水→（遇冷≤0℃、持续放热、凝固）固态冰特征：透明/半透明、坚硬、多为块状★霜：水蒸气→（遇冷≤0℃、持续放热、凝华）固态冰晶特征：白色、松散、多为针状/絮状薄层★相同点：都是固态水、温度≤0℃、形成时放热十、教学反思（一）教学亮点1.导入素材来自学生的生活观察，有效激发了学生的探究兴趣，驱动性问题精准指向学生的前概念误区，为后续探究明确了方向。2.两个分组实验的操作流程清晰、分工明确，所有实验材料都是生活易得物品，有效降低了探究门槛，学生参与度达100%，通过直观的实验现象直接纠正了“霜是露水凝固而成”的认知偏差，突破了教学难点。3.课堂练习紧密联系农业生产实际，落实了STSE教育要求，帮助学生体会到科学知识的实用价值。（二）存在不足1.部分小组的铝片在实验前没有完全擦干，导致铝片下表面先出现液态水再结冰，干扰了霜的现象观察，说明实验前的材料检查不到位。2.少数小组的学生读数不规范，记录的温度数据存在误差，说明实验前的温度计使