资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 秋季
课题 3.2 熔化和凝固
教科书 书 名：义务教育教科书 物理 八年级 上册 出版社：人民教育出版社 出版日期：2024年7月
教学目标
物理观念：学生能理解熔化和凝固的概念，知道物质在熔化和凝固过程中温度变化规律，能区分晶体与非晶体，能用熔化和凝固知识解释生活中的相关热现象，冰雪消融、蜡烛燃烧后蜡油凝固。 科学思维：通过分析实验数据、描绘温度 - 时间图像，归纳总结出晶体与非晶体熔化凝固特点，培养学生分析、归纳、推理能力；能运用比较法对比晶体和非晶体性质差异，提升逻辑思维。 科学探究：学生能自主设计并操作探究固体熔化过程实验，正确使用温度计、酒精灯器材，准确记录数据，培养动手实践、观察及处理实验误差能力，学会根据实验目的改进实验方案。 科学态度与责任：在实验中养成严谨、实事求是的科学态度，认识到物理知识与生活生产紧密相连，激发利用物理知识解决实际问题、服务社会的责任感，关注热现象相关前沿科技，新型温控材料研发。
教学重难点
教学重点：晶体和非晶体熔化、凝固过程温度变化规律及特点；实验探究固体熔化过程，掌握绘制温度 - 时间图像方法及从图像分析规律技巧。 教学难点：理解晶体熔化和凝固过程中温度不变但持续吸热、放热的微观原理。
教学过程
（一）趣味导入（情境创设） 同学们，在生活中我们见过各种各样神奇的变化。展示冬天冰雪消融成水、春天河水又结冰的图片，还有蜡烛点燃后蜡由固态变软成液态，熄灭后液态蜡又慢慢凝固的视频片段。提问：“大家思考一下，像冰变成水、蜡由固态变液态又变回固态这种物态变化，在物理学里叫什么呢？它们背后隐藏着怎样的规律呢？今天咱们就一起揭开这神秘面纱，探究熔化和凝固的奥秘。” （二）知识新授 熔化和凝固概念讲解 结合刚才展示的实例，详细阐述熔化是物质从固态变成液态的过程，像冰受热化为水；凝固则相反，是物质从液态变为固态，冬天水结成冰，让学生举例加深理解，列举生活中诸铁在高温下熔化成铁水用于铸造，塑料受热软化成型后冷却凝固常见现象，强化概念认知。 探究固体熔化规律实验 （1）分组与器材介绍：将学生分成若干小组，每组配备铁架台、酒精灯、石棉网、盛有海波（晶体代表）和石蜡（非晶体代表）的试管、温度计、搅拌棒、火柴、坐标纸、停表器材，介绍各器材用途，重点强调酒精灯安全使用规范，酒精添加量、点燃熄灭方式。 （2）实验设计研讨：引导学生思考怎样用这些器材探究固体熔化过程，提出问题：“要观察什么？何控制变量？每隔多久记录数据合适？” 小组讨论，教师巡视指导，学生可能提出观察温度随时间变化，要保证海波和石蜡受热均匀需不断搅拌，记录时间间隔可设为 1 分钟合理方案，教师汇总完善后明确实验步骤。 （3）实验操作实施：学生动手实验，将装有海波和石蜡的试管分别置于石棉网上用酒精灯缓慢加热，边加热边用搅拌棒轻轻搅动，按既定时间间隔读取并记录温度计示数，教师巡回检查，纠正不规范操作，温度计玻璃泡触碰试管壁、读数时视线未与液柱上表面平齐问题，确保数据准确可靠。 （4）数据记录与图像绘制：学生把记录的温度、时间数据填入设计好的表格，之后以时间为横轴、温度为纵轴，在坐标纸上细致描点、连线，绘制出海波和石蜡熔化过程温度 - 时间图像，教师选取典型小组图像进行展示，供全班同学对比参考，分析图像差异。 （三）规律总结 晶体熔化特点剖析 对照海波熔化图像，引导学生观察发现：海波在熔化前温度持续上升；熔化过程中，吸收热量但温度保持不变，这段温度不变的区间对应的温度值就是海波熔点；熔化结束后，温度再度上升，归纳出晶体熔化特点 —— 达到熔点、持续吸热、温度不变。从微观角度解释，晶体有规则晶格结构，熔化时吸收热量用于破坏晶格，破坏完成前温度不变，同整齐排列队伍解散重组时，能量用于改变排列方式而非升温，举例常见晶体熔点，冰熔点 0℃、萘熔点 80.5℃。 非晶体熔化特点对比 再看石蜡熔化图像，学生易发现其温度一直在上升，没有固定熔点，说明非晶体熔化时吸热，温度持续升高，内部微粒排列杂乱无章，受热后能量增加随即体现为温度上升，像玻璃、松香非晶体加热就不断变软、流动性渐强，温度持续变化。 凝固规律推导 引导学生依据熔化规律反向思考凝固，小组讨论推测晶体、非晶体凝固过程特点，结合生活中寒冬湖水结冰温度变化、蜡烛油凝固形态改变实例，得出晶体凝固有凝固点，放热且温度不变；非晶体凝固无固定凝固点，放热温度持续降低，绘制晶体凝固图像与熔化图像对比，明确熔化吸热、凝固放热能量转化关系及温度变化对称性。 （四）知识拓展与应用 生活实例解析 展示图片：冬天北方菜窖放几桶水防蔬菜冻坏；用锡焊电子元件，烙铁头焊锡熔化凝固过程；分析菜窖水凝固放热使窖内温度不至于太低；焊锡达到熔点熔化黏合元件，冷却凝固固定连接，让学生解释滑冰鞋冰刀下冰熔化再凝固使滑行更顺畅原理，强化知识应用。 前沿科技关联 介绍新型记忆合金在航空航天领域应用，形状记忆合金升温到特定转变温度以上恢复原始形状，用于航天器自适应结构，遭遇太空复杂温度变化后能自行调整形态；还有智能控温建筑材料，利用熔化凝固潜热特性调节室内温度，拓宽学生科技视野，激发探索欲。 （五）课堂小结 回顾熔化凝固定义、晶体非晶体差异、温度变化及吸放热规律，重点强调晶体熔点凝固点特性、图像关键转折点含义，随机提问学生关键知识点，查漏补缺，强化记忆。

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