资源简介

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基本信息
学科 小学科学 版本 青岛版·六三制
年级 四年级上册
单元名称 第4单元《水的三态变化》
单元主题 水之变奏曲——探秘物质三态的能量密码
课时安排 5课时
一、单元主题
水之变奏曲——探秘物质三态的能量密码”
围绕水的三态变化现象，探究能量转换与物质状态的关系，培养学生系统思维与工程实践能力。
二、单元大情景
“水博士实验室”科研任务
学生化身“水博士研究员”，完成四项任务：
1.任务一：追踪消失的水（对应《水蒸发》）
2.任务二：沸腾密码破译（对应《水沸腾》）
3.任务三：云雾制造计划（对应《水蒸气凝结》）
4.任务四：极地救援方案（对应《水的三种状态》）
最终形成《水的三态能量手册》，举办“水科学博览会”。
三、课程标准分析
核心概念2
物质的变化与化学反应 2.1
物质的三态变化 ①描述水蒸发、沸腾、凝结现象； ②解释温度是影响三态变化的关键因素； ③设计实验探究水蒸气凝结条件。
四、单元教材分析
本单元包括《水蒸发》《水沸腾》《水蒸气凝结》《水的三种状态》4课，围绕水的三态变化展开探究，引导学生理解物质状态变化的规律及其与能量的关系。
《水蒸发》探究水从液态变为气态的过程，通过实验观察水蒸发的现象（如湿衣服变干），理解蒸发发生的条件（温度、表面积、空气流动）。通过观察与实验，归纳加快蒸发的方法及其应用（如晒盐）。
《水沸腾》探究水沸腾时的状态变化，观察沸腾现象（气泡、水汽），测量水的沸点（100℃）。记录水加热过程中的温度变化，绘制“温度-时间”图表，分析沸腾特点。拓展海拔对沸点的影响（海拔越高，沸点越低）。通过数据记录与图表分析，理解沸腾的规律。
《水蒸气凝结》探究水蒸气从气态变为液态的过程（凝结），分析凝结的条件（遇冷）。对比冷/热玻璃片上的水珠形成，验证“遇冷凝结”的原理。解释生活中的凝结现象（如烧水壶冒“白气”）。通过变量控制实验（温度差异），建立现象与条件的因果关系。
《水的三种状态》系统总结水的三态（固态、液态、气态）及其转化条件（吸热/放热）。观察水结冰时的体积膨胀现象（如塑料瓶冻裂），理解状态变化的能量转换。整合前三课知识，构建物质状态变化的完整模型。
本单元四课以“水的三态循环”为主线，形成递进式探究链条：
1.纵向递进：
（1）从单一状态变化（蒸发、沸腾）→逆向变化（凝结）→系统认知（三态循环）。
（2）认知层次：现象观察（蒸发）→定量分析（沸腾）→条件探究（凝结）→规律总结（三态转化）。
2.横向关联：
（1）所有课程均围绕物质与能量的跨学科概念：
（2）蒸发/沸腾需吸热，凝结需放热，三态变化伴随能量转移。
3.实验方法贯穿始终：对比实验（蒸发）、数据记录（沸腾）、变量控制（凝结）、模型构建（三态）。
五、教学目标
科学观念 理解水的三态变化本质是能量转移的结果。
科学思维 通过对比实验归纳温度对三态变化的影响规律。
探究实践 设计“云雾发生器”模型验证凝结条件。
态度责任 提出节水方案，树立资源保护意识。
六、学情分析
1.年龄特点：四年级学生具象思维为主，对水的变化有生活经验，但对能量转换缺乏系统认知。
2.认知基础：已知“水会变成水蒸气”，但难以解释温度与分子运动的关系。
3.学习难点：理解凝结需“遇冷”而非仅“低温”；控制变量设计对比实验。
七、活动设置
1. 水蒸发 追踪消失的水滴 探究蒸发速度与温度/表面积的关系 实验：对比湿布在风扇/阳光下干燥速度（数学：记录时间数据）
2. 水沸腾 破解沸腾密码 建立“100℃是水沸点”概念 实验：用温度计测量水沸腾温度（安全教育：热水操作规范）
3. 水蒸气凝结 制造人工云雾 验证水蒸气遇冷凝结的条件 工程实践：用冰袋+玻璃瓶制作“云雾发生器”（美术：绘制装置图）
4. 水的三种状态 极地救援方案 应用三态变化解决实际问题 项目设计：为科考队设计“快速融雪取水”方案（德育：资源保护讨论）
教学方法
1.矛盾驱动法：
例：展示“冷水杯外壁有水珠而热水杯无”，引发认知冲突，探究凝结条件。
2.工程迭代法：
“云雾发生器”设计→测试→优化（如调整冰袋位置提高凝结效率）。
3.游戏化学习：
“分子热舞”游戏：学生用肢体模拟温度升高时水分子运动加剧。
九、学习方法
1.变量控制实践：
对比实验中明确“相同条件”（水量/容器）和“不同条件”（温度/风速）。
2.模型建构法：
用乐高搭建三态循环能量图（液态→吸热→气态→放热→固态）。
3.反思笔记：
每日记录“水发现日志”（如“早餐煮蛋时锅盖水滴是______现象”）。
十、评价策略
（一）单元总体评价策略
1.过程性评价（实验记录单60% + 模型设计30% + 小组协作10%）。
2.增值评价：设立“突破奖”鼓励改进方案（如优化云雾发生器效率）。
（二）分活动评价表
活动1：水蒸发（第16课）
观察描述 能说出水蒸发的基本现象 能描述蒸发快慢与环境因素的关系 能设计实验验证影响蒸发的因素
实验操作 在指导下完成简单蒸发实验 独立完成对比实验并记录数据 创新设计多变量蒸发实验方案
科学解释 知道蒸发是液态变气态 解释蒸发吸热原理 用微粒运动解释蒸发本质
活动2：水沸腾（第17课）
实验操作 安全使用温度计测量水温 独立完成沸腾实验并记录数据 设计实验探究沸点与气压的关系
数据分析 记录单一温度数据 绘制温度-时间变化折线图 分析图表总结沸腾规律
科学解释 知道水沸腾时温度不变 解释沸腾是剧烈汽化现象 用微粒运动解释气泡产生原理
活动3：水蒸气凝结（第18课）
现象观察 识别凝结现象（如镜面起雾） 描述凝结发生的条件 对比不同表面的凝结速度差异
实验推理 完成“冷杯壁出现水珠”实验 设计实验验证凝结需遇冷 探究空气湿度对凝结的影响
科学应用 知道露珠是凝结现象 解释冰箱内结霜原理 提出防雾镜面的科学方案
活动4：水的三种状态（第19课）
概念理解 区分水的三态 解释三态转化条件（吸热/放热） 用微粒模型解释三态变化本质
实践应用 完成冰→水→水蒸气实验 设计记录表对比三态体积变化 解释“冻裂水管”等生活现象
系统思维 画出水的三态循环图 标注循环中的能量转换 分析自然界水循环与三态变化关系
作业设计
活动1：水蒸发（第16课）
基础作业 列举3个生活中水蒸发的例子 1星：正确列举1例
2星：正确列举3例
3星：列举3例并描述蒸发条件
提升作业 分析“晾衣服时摊开晾干更快”的原因 1星：提到“面积大”
2星：说明“面积大加速蒸发”
3星：结合温度、通风等因素综合分析
拓展作业 设计“减少水池水分蒸发”的方案 1星：提出1种方法（如遮盖）
2星：设计对比实验
3星：方案包含科学原理和效果验证
活动2：水沸腾（第17课）
基础作业 填写水沸腾时的温度（100℃） 1星：正确填写温度值
2星：说明沸腾时温度不变
3星：解释高原地区沸点差异原因
提升作业 绘制“水加热过程温度变化”折线图 1星：画出大致趋势
2星：标注沸点及平台段
3星：分析各阶段能量转化
拓展作业 探究“盐水沸点是否比纯水高” 1星：提出假设
2星：设计对比实验
3星：得出数据并解释原理
活动3：水蒸气凝结（第18课）
基础作业 举出2个水蒸气凝结的生活实例 1星：正确列举1例
2星：列举2例并说明条件
3星：分析实例中的温度变化
提升作业 解释“冬天车窗内起雾”的原因 1星：提到“水蒸气变水”
2星：说明“车内暖湿气遇冷玻璃”
3星：提出两种除雾方法并解释原理
拓展作业 设计“收集空气中水分”的装置 1星：画出草图
2星：标注关键结构（如冷凝面）
3星：说明装置科学原理
活动4：水的三种状态（第19课）
基础作业 填写水的三态变化名称及条件 1星：正确填写名称
2星：补充转化条件
3星：用箭头图表示转化关系
提升作业 解释“融雪剂使雪融化”的科学原理 1星：提到“降低凝固点”
2星：说明凝固点与状态变化关系
3星：对比不同融雪剂效果
拓展作业 制作“水的三态变化”动态模型 1星：静态展示三态
2星：可演示转化过程
3星：标注能量变化和微粒运动
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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