《4.3 探究熔化和凝固的特點(diǎn)》教案1.doc

4.3 探究熔化和凝固的特點(diǎn)教案一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1、知道什么是熔化和凝固。知道晶體和非晶體熔化和凝固的特點(diǎn)。了解熔化曲線的物理含義。2、知道什么是熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)，會(huì)查熔點(diǎn)表。3、能用熔化和凝固的知識(shí)解釋有關(guān)的簡(jiǎn)單熱現(xiàn)象。（二）過(guò)程與方法經(jīng)歷探究晶體和非晶體熔化和凝固特點(diǎn)的過(guò)程，學(xué)會(huì)作晶體和非晶體熔化的“溫度時(shí)間”圖像，體會(huì)到圖像法能夠直觀地表示物理量間的變化關(guān)系。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)經(jīng)歷探究晶體和非晶體熔化和凝固特點(diǎn)的過(guò)程，培養(yǎng)耐心細(xì)致地觀察現(xiàn)象、實(shí)事求是地收集數(shù)據(jù)、認(rèn)真分析總結(jié)規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重、難點(diǎn)重點(diǎn)：探究晶體、非晶體的熔化過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、概括能力。難點(diǎn)：指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、概括，總結(jié)出固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，并能用圖象表示出來(lái)。三、教學(xué)過(guò)程（一）新課引入先做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：點(diǎn)燃一支蠟燭，過(guò)一會(huì)兒，將其倒過(guò)來(lái)傾斜放置往下滴蠟，下面用一塊玻璃板收集蠟滴。讓學(xué)生直觀的觀察到：蠟燭受熱后由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，滴到玻璃板上由于冷卻又由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。（二）新課教學(xué)1、探究熔化和凝固的特點(diǎn)研究晶體熔化的特點(diǎn)時(shí)，舊教材一般用萘或海波做熔化實(shí)驗(yàn)，由于萘對(duì)人體有危害，海波不易保存，且海波含有結(jié)晶水后，測(cè)出的熔化溫度誤差較大；考慮到冰箱已經(jīng)普及和方便取材、操作，所以本教材建議用冰做熔化實(shí)驗(yàn)。跟探究水的沸騰一樣，研究冰的熔化特點(diǎn)也是一個(gè)比較完整的科學(xué)探究過(guò)程，應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，讓學(xué)生積極參與。提出問(wèn)題可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，或者教師創(chuàng)設(shè)一些情境，引發(fā)學(xué)生思考。例如，教師可出示一只裝有碎冰的燒杯，問(wèn)學(xué)生：你能否將冰變?yōu)樗?？你認(rèn)為在這個(gè)過(guò)程中它有哪些變化？結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生都能說(shuō)出使冰熔化需要對(duì)它加熱，冰在熔化過(guò)程中物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了改變。但對(duì)“溫度是否變化”會(huì)出現(xiàn)分歧：一部分學(xué)生認(rèn)為既然對(duì)冰加熱，它在熔化過(guò)程中溫度當(dāng)然要升高；另一部分學(xué)生認(rèn)為，既然“攝氏溫標(biāo)規(guī)定冰水混合物的溫度是0”，那冰在逐漸熔化為水的過(guò)程中溫度應(yīng)保持在0不變。這樣，學(xué)生就能提出問(wèn)題：冰在熔化成水的過(guò)程中，溫度會(huì)不會(huì)變化？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題后，讓學(xué)生先粗略說(shuō)出驗(yàn)證猜想的方案，學(xué)生容易想到：把冰放在燒杯中，對(duì)它加熱，觀察冰的狀態(tài)變化，并記錄溫度，觀察溫度是否升高（或不變）。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一步討論需要準(zhǔn)備哪些器材、測(cè)量和記錄哪些數(shù)據(jù)、如何測(cè)量等。教學(xué)中要調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的思維，讓設(shè)計(jì)較好的學(xué)生講解他們?cè)O(shè)計(jì)的方案，使同學(xué)們的不同想法都能在全體學(xué)生面前表達(dá)出來(lái)。教師對(duì)切實(shí)可行的方案予以肯定、表?yè)P(yáng)，對(duì)不足之處引導(dǎo)學(xué)生討論和改進(jìn)。這樣不僅體現(xiàn)了面向全體學(xué)生的原則，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，活躍了課堂氣氛。關(guān)于“水浴法”加熱，學(xué)生第一次遇到，可引導(dǎo)學(xué)生自讀教科書(shū)圖4-27及相關(guān)內(nèi)容，然后可 以讓學(xué)生談?wù)勊》ǖ暮锰?，如：使冰受熱均勻，減慢狀態(tài)變 化過(guò)程，便于觀察。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)冰熔 化的實(shí)驗(yàn)探究是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵，沒(méi)有這個(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的思維活動(dòng)就缺少了支撐點(diǎn)，所以，本探究活動(dòng)要求全體學(xué)生參與。為保證學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)，教師在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)做好組織工作，幫助學(xué)生分好小組，4人一組，（按報(bào)時(shí)、報(bào)溫度、報(bào)狀態(tài)、記錄和照顧儀器等分工），注意協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)。教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：a盡可能用碎冰（是用純水放在冰箱里制成的，用時(shí)盡可能敲碎）。b用大號(hào)的試管，冰不能太少，約34cm深。c為使冰熔化過(guò)程慢一些，可在燒杯中多放些水。為使溫度計(jì)與冰塊充分接觸，還可以這樣準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)：取一只燒杯，在燒杯中放入碎冰，并加適量鹽，使其溫度降至5以下，然后把裝有深34cm純水的試管放入碎冰中，溫度計(jì)豎直放入水中，讓水降溫并凝固，觀察溫度計(jì)示數(shù)，待試管中的水完全凝固并降溫至2以下時(shí)，將試管拿離碎冰，然后觀察試管中冰的熔化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)時(shí)如氣溫較高，可以讓冰在室溫下自然吸熱熔化，這樣測(cè)量出的數(shù)據(jù)會(huì)更準(zhǔn)確。選用的冰，溫度最好在2以下，這樣可以完整的展示出“熔化前冰吸熱升溫熔化時(shí)溫度保持不變?nèi)刍笏鼰嵘郎亍钡娜^(guò)程。為了增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)，盡管在探究水的沸騰實(shí)驗(yàn)中已使用過(guò)酒精燈，本實(shí)驗(yàn)前，教師還要結(jié)合掛圖或上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)情況強(qiáng)調(diào)酒精燈的 正確使用方法，尤其是點(diǎn)燃或熄滅酒精燈的方法，還要準(zhǔn)備幾塊濕抹布，以防萬(wàn)一。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師巡視其間，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的困難，注意發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作上的錯(cuò)誤而給予糾正。如溫度計(jì)的玻璃泡不能靠近管壁，但不要放在冰的正中，而是中間偏下位置。指導(dǎo)學(xué)生繪制“溫度時(shí)間”圖像：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，仿照水的沸騰圖像，讓學(xué)生在教科書(shū)圖4-28中標(biāo)出各個(gè)時(shí)刻所記錄的溫度，用平滑的曲線把這 些點(diǎn)連接起來(lái)，得到冰熔化的“溫度時(shí)間”圖像。這個(gè)環(huán)節(jié)，教師可指導(dǎo)學(xué)生按照以下步驟進(jìn)行：在教科書(shū)圖4-28上描點(diǎn)；連接各點(diǎn)畫(huà)出比較流暢的曲線；思考曲線所反映的物理意義。分析和論證利用多媒體展示學(xué)生繪制的冰熔化的“溫度時(shí)間”圖像。引導(dǎo)學(xué)生們通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：各組的曲線雖然不完全相同，但是大致形狀如圖4.3-1所示，即分為AB、BC和CD三段。為引導(dǎo)學(xué)生對(duì)圖像進(jìn)行分析思考，可提出以下問(wèn)題：AB段對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)物質(zhì)是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？（答：AB段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)物質(zhì)是固態(tài)，溫度升高）在曲線上的哪一點(diǎn)冰開(kāi)始熔化？（答：B點(diǎn)）在BC段對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)，物質(zhì)的狀態(tài)如何？溫度是否變化？這段時(shí)間是否加熱？（答：BC段所對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)固態(tài)和液態(tài)共存，溫度保持在0左右不變。此時(shí)仍在繼續(xù)加熱，即冰仍在吸熱）在CD段對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)物質(zhì)是什么狀態(tài)？溫度如何變化？（答：是液態(tài)，冰已經(jīng)熔化完畢，繼續(xù)加熱，水的溫度升高）冰熔化過(guò)程的特點(diǎn)是：冰開(kāi)始熔化時(shí)的溫度是0；冰在熔化過(guò)程中，繼續(xù)吸熱，溫度保持不變；冰全部熔化為液體時(shí)，繼續(xù)加熱，溫度升高?！敖滩膱D4-29”是4位學(xué)生對(duì)冰的熔化實(shí)驗(yàn)的反思和評(píng)價(jià)。這4位同學(xué)思考的問(wèn)題正是該實(shí)驗(yàn)要深入研究的，也是我們的學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的疑問(wèn)，可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論、爭(zhēng)辯來(lái)解決。對(duì)該實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，還可以讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)情況，發(fā)表見(jiàn)解。例如，有的學(xué)生把測(cè)量的溫度點(diǎn)連接起來(lái)時(shí)，可能發(fā)現(xiàn)熔化過(guò)程不是直線而是折線，可以組織學(xué)生進(jìn)行討論、交流、分析，讓學(xué)生談?wù)勊麄兊慕Y(jié)果為什么跟其他同學(xué)的有差異，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出新的實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)以上教學(xué)，讓學(xué)生明確評(píng)估、交流與合作，是科學(xué)探究中非常重要的環(huán)節(jié)。再利用教材圖4-29中提出的問(wèn)題：“是否所有固體熔化時(shí)都是這樣呢？”引出研究石蠟的熔化和凝固實(shí)驗(yàn)。“活 動(dòng)1 ”的目的是：觀測(cè)石蠟熔化和凝固的過(guò)程，獲得感性體驗(yàn)，描繪其熔化凝固的圖像，并與冰的晶體熔化特點(diǎn)對(duì)比，引出晶體和非晶體這兩個(gè)概念。為了節(jié)省時(shí)間，教學(xué)時(shí)也可將活動(dòng)A和冰的熔化實(shí)驗(yàn)同步進(jìn)行，一部分小組探究冰的熔化，另一部分做石蠟熔化的實(shí)驗(yàn)，最后通過(guò)交流對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同的固體物質(zhì)在熔化過(guò)程中溫度變化特點(diǎn)是不同的。關(guān)于實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：該實(shí)驗(yàn)的器材和冰的熔化實(shí)驗(yàn)相仿，但冰可以研成較細(xì)的碎末，而石蠟只能切削成薄的碎片，而這些碎片又是卷曲的，用這種碎片做熔化實(shí)驗(yàn)，由于卷曲的碎片間空氣的干擾，實(shí)驗(yàn)效果不好，即每次實(shí)驗(yàn)得到的圖像差異大。如果先把溫度計(jì)插入石蠟碎片中，將蠟的碎片先熔化再凝固，排除了碎片中的空氣，用凝固后的石蠟做熔化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好?；顒?dòng)1中的A和B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程可“一氣呵成”，實(shí)驗(yàn)完后再描繪石蠟熔化的“溫度時(shí)間”圖像。石蠟熔化的“溫度時(shí)間”圖像大體上如圖4.3-2所示，通過(guò)與冰熔化的“溫度時(shí)間”圖像對(duì)比可知：冰在熔化的過(guò)程（開(kāi)始出現(xiàn)液體到全部變?yōu)橐后w）中，溫度保持不變。石蠟在熔化的過(guò)程中，溫度不斷升高。由于課堂教學(xué)時(shí)間所限，液體凝固的圖像不要求學(xué)生描繪，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：凝固是熔化的反過(guò)程，它的過(guò)程與熔化相反，根據(jù)熔化過(guò)程的研究結(jié)果，通過(guò)逆向思維，推斷物質(zhì)凝固的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。然后教師用多媒體投出事先畫(huà)出的冰和石蠟?zāi)痰膱D像晶體非晶體不同點(diǎn)外形有規(guī)則的幾何外形沒(méi)有規(guī)則的幾何外形熔化（凝固）時(shí)溫度的變化熔化（凝固）時(shí)溫度保持不變?nèi)埸c(diǎn)（凝固點(diǎn)）熔化（凝固）時(shí)溫度不斷上升（下降），沒(méi)有熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）相同點(diǎn)熔化（凝固）過(guò)程吸熱（放熱）為加深學(xué)生對(duì)物質(zhì)熔化、凝固特點(diǎn)的理解，并使學(xué)生進(jìn)一步熟悉“圖像法”，可根據(jù)圖2、晶體和非晶體通過(guò)以上步驟，學(xué)生自然會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn)：同樣是固體，為什么冰在熔化和凝固過(guò)程中溫度不變，石蠟在熔化和凝固過(guò)程中溫度變化呢？由此引入晶體和非晶體的學(xué)習(xí)。 本部分內(nèi)容可讓學(xué)生通過(guò)閱讀自學(xué)，并結(jié)合前面的學(xué)習(xí)，參照下表總結(jié)出晶體和非晶體的不同點(diǎn) 、相同點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的獲取信息能力和歸納整理能力。晶體非晶體不同點(diǎn)外形有規(guī)則的幾何外形沒(méi)有規(guī)則的幾何外形熔化（凝固）時(shí)溫度的變化熔化（凝固）時(shí)溫度保持不變?nèi)埸c(diǎn)（凝固點(diǎn)）熔化（凝固）時(shí)溫度不斷上升（下降），沒(méi)有熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）相同點(diǎn)熔化（凝固）過(guò)程吸熱（放熱）關(guān)于“幾種晶體的熔點(diǎn)”，教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真閱讀教科書(shū)上的數(shù)據(jù)表，注意表中的單位（），選擇有代表性的幾種晶體（例如冰、固態(tài)酒精等），讀出它們的熔點(diǎn)并加以解釋?？梢栽O(shè)計(jì)如下一些問(wèn)題讓學(xué)生自學(xué)后討論，考查學(xué)生查數(shù)據(jù)表及靈活運(yùn)用數(shù)據(jù)的能力：水在-5時(shí)是_態(tài)。水銀在-30時(shí)是_態(tài)。酒精在-100時(shí)是_態(tài)。中國(guó)北部的漠河冬季氣溫最低可達(dá)-5 2.3，應(yīng)選用水銀溫度計(jì)還是酒精溫度計(jì)?為什么？（應(yīng)選用酒精溫度計(jì)。因?yàn)榫凭哪厅c(diǎn)是-117 ，在-52.3的情況下，酒精是液態(tài)的；水銀的凝固點(diǎn)是-39，在氣溫低于-39時(shí)，水銀已變成固態(tài)。所以水銀溫度計(jì)在冬季的漠河無(wú)法工作。）在學(xué)生瀏覽全表的基礎(chǔ)