資源簡介

第三章 物態變化
《3.2 熔化和凝固》教學設計
課題名 3.2熔化和凝固
核心素養 教學目標 一、物理觀念 1．了解晶體和非晶體的區別。知道一些物質的熔點。 2．知道熔化和凝固的含義。 3．認識熔化是吸熱過程，了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。 二、科學思維 了解圖像是一種比較直觀的表示物理量變化的方法。學習根據實驗數據作出物理圖像的方法。 三、科學探究 經歷固體熔化的實驗探究過程。感知發生熔化和凝固的條件 四、科學態度與責任 1．嘗試將生活和自然界中的一些現象與物質的熔點聯系起來，將所學知識與生產、生活相結合。 2．關注自然現象，產生樂于探究自然現象的興趣和欲望。
教學重點 探究固體熔化過程的規律。
教學難點 實驗數據的圖像轉換方法。
教學準備 多媒體、海波、石蠟、鐵架臺、酒精燈、石棉網、燒杯、試管、攪拌器、溫度計。
教學過程 一、新課導入 水怎樣才能形成冰掛？ 冰怎樣才能熔化成水？ 青銅器是怎樣制成的 二、新課教學 （一）物態變化 固態、液態和氣態是物質常見的三種狀態。天氣熱的時候，從冰柜中拿出的冰，一會兒就變成了水，再過一段時間水干了，變成看不見的水蒸氣，跑得無影無蹤。隨著溫度的變化，物質在固、液、氣三種狀態之間變化。 通常呈固態的鋁、銅、鐵等金屬，在溫度很高時也會變成液態、氣態；通常是氣態的氧氣、氮氣、氫氣等，在溫度很低時也會變成液態、固態。物質各種狀態間的變化叫做物態變化。 熔化和凝固 物質從固態變成液態的過程叫做熔化（melting），從液態變成固態的過程叫做凝固 (solidification)。 結合生活中冰的熔化過程，想一想，冰的熔化需要什么條件，不同的物質熔化時溫度如何變化？ 實驗 探究固體熔化時溫度變化規律 提出問題 不同物質在由固態變成液態的過程中，溫度的變化規律相同嗎？ 猜想與假設 請同學們根據生活經驗提出自己的猜想。 點撥提示：任何科學猜想都不是憑空產生的，它需要根據所觀察到的現象，運用學過的知識和已有經驗，對問題的可能答案做出假定。 設計實驗 研究海波（硫代硫酸鈉）和石蠟的熔化過程。參照如圖所示選擇需要的實驗器材。 器材：海波、石蠟、鐵架臺、酒精燈、石棉網、燒杯、試管、水、溫度計和攪拌器。 進行實驗與收集證據 將溫度計插入試管后，待溫度升高至40℃左右開始，每隔大約1min記錄一次溫度在海波或者石蠟完全熔化后再記錄4~5次。 將實驗數據填入下表 分析與論證 海波在熔化前吸熱升溫；熔化中吸熱溫度不變。 石蠟在熔化前吸熱升溫；熔化中吸熱溫度升高。 在甲、乙坐標的橫軸上標出時間數值。 圖甲和圖乙中的縱軸表示溫度，溫度的數值已經標出；橫軸表示時間，你自己將數值寫上，根據表中各個時間的溫度在方格紙上描點，然后將這些點連接起來，便得到熔化時溫度隨時間變化的圖像。 分析與論證 圖甲——海波 熔化前，吸熱溫度升高，是固態；熔化時，吸熱溫度不變，固液共存；熔化后，吸熱溫度升高，是液態。 圖乙——石蠟 整個過程吸熱溫度升高；由硬變軟，逐漸變成液態。 評估 回想實驗過程，有沒有可能在什么地方發生錯誤？實驗數據可靠嗎？ 交流與合作 與同學交流。你們的結果和別的小組的結果是不是相同？如果不同，怎樣解釋。 寫出實驗報告。 （三）熔點和凝固點 有些固體在熔化過程中盡管不斷吸熱、溫度卻保持不變，有固定的熔化溫度，如冰、海波、各種金屬。這類固體叫做晶體（crystal）；有些固體在熔化過程中，只要不斷吸熱，溫度就不斷上升，沒有固定的熔化溫度，例如石蠟、松香、玻璃、瀝青。這類固體叫做非晶體(noncrystal)。 晶體熔化時的溫度叫做熔點(melting point)。非晶體沒有確定的熔點。 晶體和非晶體熔化時溫度的變化曲線分別如圖甲和乙所示。 液體凝固形成晶體時也有確定的的溫度（如圖甲），這個溫度叫做凝固點。同一種物質的凝固點和它的熔點相同。非晶體也沒有確定的凝固點（如圖乙）。 小資料 幾種晶體的熔點（標準大氣壓） 想想議議 1．在圖中，EF、FG、GH各段分別表示溫度怎樣變化？物質是吸熱還是放熱？物質處于什么狀態？ 解析：EF段溫度降低，放出熱量，處于液態；FG段溫度不變，放出熱量，固液共存；GH段溫度降低，放出熱量，處于固態。 2．黑龍江省北部最低氣溫曾經達到-52．3℃，這時還能使用水銀溫度計嗎？應該使用什么樣的液體溫度計？ 解析：不能。因為水銀的熔點是-39℃，物質的實際溫度低于熔點是固態，達到-52．3℃時，水銀已凝固失效，原因是水銀溫度計是根據液體的熱脹冷縮規律工作的。 （四）熔化吸熱 凝固放熱 晶體在熔化過程雖然溫度不變，但是必須繼續加熱，熔化過程才能完成，這表明晶體在熔化過程中吸熱。反過來，液體在凝固成晶體的過程中放熱，但是溫度不變。非晶體在熔化或凝固過程也要吸熱或放熱，但是溫度改變。 夏天，如果我們要喝冰涼的飲料，往往會在飲料中加幾個冰塊，而不是直接加冷水。一方面是因為冰塊的溫度更低，另一方面是因為冰塊熔化成水的過程中吸熱，從而使飲料的溫度下降得更多。 在北方的冬天，為了很好地保存蔬菜，人們通常會在菜窖里放幾桶水，這樣利用水結冰時放出的熱使窖內的溫度不會太低。 想想議議 我國青銅器是怎樣制成的 對社會發展有什么作用？ 人類制造、使用工具，是人類文明開始的標志。以銅為主的金屬工具的問世，使人類文明更躍上了一個新臺階，冶金技術和金屬制品的廣泛應用，同人類文明史緊密聯系在一起。青銅是由銅、錫、鉛三種金屬組合的合金，氧化后呈青綠色，所以稱“青銅”。 銅器制作過程：熔銅、澆注、修理成型幾個主要環節。 熔銅:加熱使固態銅熔化，固態銅達到熔點，吸熱熔化；澆注:將液態銅澆注到模具中，液態銅在凝固點放熱凝固。 我國在公兩千多年前，原始公社解體時期進入了青銅時代。人類在尋找石器時認識了礦石，在燒制陶瓷時發明了金屬冶煉。原始的冶銅術為古代冶金奠定了基礎，冶金技術的發展又為運用銅制造生活工具、生產工具和武器提供了條件。金屬的使用，提了生產力，推動了人類社會的發展進步。 三、課堂小結 這節課，我們學習了物態變化的“熔化和凝固”，知道了熔化和凝固現象的有關知識．同學們還成功地完成了晶體和非晶體熔化實驗，探究出了晶體和非晶體熔化時的溫度變化規律，掌握了科學探究的方法，為今后的成才之路奠定了良好的基礎．這節課就到這，謝謝！
布置作業 布置作業：教師引導學生課后完成本課時對應練習，并預習下一課時的內容。
板書設計
教學反思 1．本節課首先以學生熟悉的冰可以變成水及水可以變成水蒸氣為例，讓學生認識物質的三種狀態，繼而引入物態變化，引入熔化和凝固．教學中，對于物質的三種狀態的認識，可通過一些具體的事例并結合多媒體，讓學生嘗試對它們進行分類。 2．在探究海波熔化特點和蜂蠟熔化特點中，先讓學生分組討論實驗過程中需要注意的問題和分工情況，然后積極主動地設計實驗并參與探究活動，有意識地培養學生的設計和規劃能力、觀察和動手能力、分析問題和解決問題的能力，并有助于培養學生嚴謹的科學態度．在這個實驗探究活動中，由于學生要寫實驗報告，因此教師應給予詳細指導。 3．在本節教學過程中，有三個易錯點要讓學生理解： ①處于熔點溫度的晶體，有哪幾種存在的狀態； ②溶化和熔化、融化的區別； ③物質吸熱溫度不一定升高，放熱溫度也不一定降低． 4．對于凝固過程的特點，在教學過程中不必具體展開，為學生留下繼續探究的空間，教學中可采用實驗推理的方法，引導學生自己得出結論．對于熔化和凝固的應用，在教學中不必作過多的介紹，也可以不涉及到它們對人們帶來的不利影響，建議讓學生課后通過上網查閱資料，對熔化和凝固的應用作進一步的了解．
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