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/ 让教学更有效 高效备课 | 小学科学
教科版三年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《水 —— 水结冰了》是教科版三年级上册第二单元 “水” 的第四课，承接前一课对水的其他状态变化的学习，聚焦水从液态变为固态的凝固现象。教材通过引导学生观察生活中常见的水结冰现象，再到进行可操作的科学实验，帮助学生构建水在一定条件下会结冰且结冰时体积会变化的科学概念，是完善学生对 “水的三态变化” 认知体系的重要环节，体现了从生活到科学探究，再到总结科学规律的教学逻辑。
学情分析
三年级学生在生活中对水结冰有一定的感性认识，比如见过冬天湖面结冰、冰箱里冻冰块等，但仅停留在表面现象的认知，对于水结冰的具体条件（如冰点是 0℃）、结冰过程中的温度变化以及体积变化等科学原理并不清楚。他们以形象思维为主，对直观、有趣的实验充满兴趣，但在实验操作技能（如温度计的规范使用）和观察记录的准确性、完整性方面还需要进一步培养。
核心素养分析
（一）科学观念 学生能认识到在标准大气压下，水冷却到 0℃时会结冰，明确冰是水的固态形式，建立水的固液两种状态可以相互转化的观念。 理解结冰是水的凝固现象，且此过程需要释放热量，同时知道水结冰后体积会变大。 （二）科学思维 通过对水结冰前后温度、状态和体积变化的观察与对比，提升学生的分析、比较和归纳能力，理解水结冰的关键条件和特征。 基于实验中观察到的现象（如温度计示数的变化、冰柱的形成等），引导学生进行逻辑推理，培养他们的证据意识和科学推理能力。 （三）探究实践 学生经历提出问题、设计实验（利用冰块和食盐混合制冷）、进行实验、观察记录、分析数据等完整的科学探究过程，掌握用温度计测量水温以及观察记录物质状态变化的方法。 在小组合作实验中，学会分工协作，养成认真观察、规范记录和尊重实验事实的科学态度。 （四）态度责任 激发学生对水的状态变化等自然现象的探究兴趣，培养他们在实验中耐心、细致、严谨的态度，克服急于求成和不认真观察记录的毛病。 让学生体会到水结冰现象与生活的紧密联系，如冬季水管防冻、食物冷藏等，增强学生关注生活中的科学现象，并用科学知识解决实际问题的意识。
教学重点
认识水的凝固现象，明确标准大气压下，水在 0℃时会结冰，且结冰过程中温度保持不变。 通过实验观察，准确描述水结冰前后在状态（液态变为固态）和体积（变大）方面的变化。
教学难点
理解水在结冰过程中温度保持在 0℃不变的原理，纠正学生认为水在降温过程中温度会持续下降的错误认知。 规范操作利用冰块和食盐混合制冷的实验，保证制冷效果，使水顺利结冰，并能细致观察到水结冰后体积膨胀的细微变化。
教具准备
（一）实验材料（每组） 试管（装适量染色水，便于观察）、温度计（0 - 100℃）、大烧杯（装冰块与食盐混合物）、搅拌棒、记号笔（标注初始水面高度）、直尺、实验记录表（包含时间、水温、状态描述、体积变化等栏目）。 （二）多媒体资源 生活中常见的水结冰现象的图片或视频，如冬天湖面结冰、河流结冰、冰箱中冻冰块的视频等。
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：播放一段冬天湖面从液态水逐渐结冰，以及人们在冰面上活动的视频。播放结束后，提问学生：“在视频中，大家看到了什么现象？水发生了怎样的变化？生活中你还在哪里见过类似的水变成冰的现象呢？” 学生活动：认真观看视频，积极分享自己看到的水结冰现象，回忆并交流生活中如冰箱里冻冰块、屋檐下冰柱形成等水结冰的例子。 设计意图：通过生动的视频，直观地呈现水结冰的现象，激发学生的学习兴趣，同时联系生活实际，唤起学生已有的生活经验，为后续探究水结冰的条件和特点做铺垫。
二、讲授新课 1. 聚焦 教师活动：展示实验装置，包括装着染色水的试管、大烧杯、冰块和食盐。向学生介绍：“今天我们要用这些材料做一个实验，通过冰块和食盐混合制冷的方式，来探究两个问题。一是水降到多少度会开始结冰？二是水结冰后，它的体积会发生变化吗？在实验过程中，我们要重点观察哪些方面呢？” 引导学生思考并明确要观察水的温度变化、状态变化和体积变化。 学生活动：观察实验装置，对实验充满好奇，大胆猜测水开始结冰的温度，提出关于实验操作的疑问，如食盐的作用、如何测量体积变化等。 设计意图：通过展示实验装置和提出问题，聚焦本节课的探究重点，让学生带着明确的目标进入实验环节，提高学生探究的针对性和积极性。 2. 探索 教师活动： 环节 1：学习实验原理与操作方法：播放实验操作示范视频，详细讲解：“当食盐与冰块混合时，冰块会吸收周围的热量而融化，这个过程会使周围环境的温度降到 0℃以下，大约能达到 - 5℃，从而为试管中的水结冰提供所需的低温环境。我们用记号笔在试管上标注初始水面的高度，这样就能通过对比观察水结冰后体积是否发生变化。同时，每隔 1 分钟，我们要用温度计测量并记录试管内水的温度。” 播放完视频后，进行实物操作演示，在大烧杯中放入冰块，撒入适量食盐（按照冰块与食盐约 3:1 的比例），并用搅拌棒搅拌均匀；将装着染色水的试管小心放入大烧杯中，确保试管中的水不接触烧杯壁，然后插入温度计，强调温度计的液泡要完全浸入水中，且不能碰到试管底和壁。 环节 2：分组实验探究水结冰：给每个小组发放实验材料，布置实验任务：“小组内进行分工，一位同学负责每隔 30 秒搅拌一次大烧杯内的冰块和食盐混合物，以保持制冷效果；一位同学每隔 1 分钟读取并记录温度计的示数；一位同学仔细观察并描述试管内水的状态变化，比如什么时候开始出现冰渣、什么时候完全变成冰等；还有一位同学用直尺测量并记录冰柱与初始水面高度的差异。实验持续进行 8 - 10 分钟，直到水完全结冰。” 在学生实验过程中，教师不断巡视，及时纠正学生操作中的错误，如温度计放置不当、搅拌不及时等，提醒学生认真观察和记录。 环节 3：分析实验现象与规律：收集各小组的实验数据，在课件上汇总并展示 “温度变化表”。引导学生观察表格，提问：“大家看，水在降温过程中，温度是如何变化的？当温度降到 0℃后，又有什么特点呢？” 讲解：“从数据中可以看出，水从初始温度逐渐下降，当降到 0℃时，在水完全结冰之前，温度一直保持不变，这个 0℃就是水在标准大气压下的冰点。” 接着，展示 “水与冰体积对比图”，结合学生实验中的发现，讲解：“我们通过实验观察和测量发现，水结冰后体积会变大，就像冬天水管里的水结冰后会把水管撑裂，就是因为冰的体积比水的体积大。” 然后播放水结冰过程中水分子排列变化的动画，帮助学生从微观角度理解水结冰后体积变大的原因。 学生活动： 环节 1：学习实验原理与操作方法：认真观看视频，记录实验的关键要点，如食盐与冰块的比例、温度计的正确放置方法、标记水面高度的作用等。观察教师的实物操作演示，模仿教师用记号笔标注试管水面高度，明确小组内的分工，为实验做好准备。 环节 2：分组实验探究水结冰：小组内成员分工合作，按照要求进行实验操作。仔细观察水的温度变化，当水温逐渐下降到 0℃并保持不变时，记录员认真记录温度；观察员仔细观察水的状态变化，从开始出现薄冰到完全凝固成冰的过程，并及时记录；负责测量体积的同学用直尺准确测量冰柱与初始水面高度的差异，将数据记录在实验记录表中。在实验过程中，感受水结冰的神奇变化。 环节 3：分析实验现象与规律：观察课件上汇总的温度变化表，对比自己小组的数据，确认水在 0℃时温度保持不变的规律。观看水与冰体积对比图和水分子排列变化的动画，结合自己在实验中的观察，理解水结冰后体积变大的原因，从感性认识上升到理性认识。 设计意图：通过视频和实物演示，让学生清晰地掌握实验原理和操作方法，确保实验的顺利进行。分组实验让学生亲身体验水结冰的过程，培养学生的观察能力、动手能力和合作精神。对实验现象和数据的分析，帮助学生总结出水结冰的温度规律和体积变化特点，突破教学重点和难点，培养学生的科学思维能力。 3. 研讨 教师活动：请各小组代表汇报实验结果，提问：“请说一说你们小组的水是在多少度开始结冰的？在结冰过程中，温度有怎样的变化？你们观察到冰和水在状态和体积上有哪些明显的不同？” 进一步追问：“在生活中，还有哪些地方利用了水结冰的现象？又有哪些地方需要防止水结冰呢？为什么？” 引导学生结合水结冰体积膨胀的特点分析防止水结冰的原因。 学生活动：小组代表积极发言，分享本小组的实验数据和观察到的现象，如 “我们小组的水在 0℃开始结冰，结冰过程中温度一直保持在 0℃，冰是固态的，比较硬，而水是液态的，能流动，冰的体积比水的体积大”。结合生活经验，举例说明水结冰现象的利用，如制作冰雕、冷冻食品等；需要防止水结冰的情况，如冬天给水管包保温棉、汽车加防冻液等，并尝试分析原因，如水管包保温棉是为了防止水结冰后体积膨胀撑裂水管。 设计意图：通过研讨，梳理实验结论，加深学生对水结冰现象的理解。同时，将科学知识与生活实际紧密联系，让学生认识到科学知识在生活中的应用价值，提升学生运用科学知识解决实际问题的能力和科学思维水平。 4. 拓展 教师活动：布置课后小实验：“回家后，用一次性杯子装半杯自来水，用记号笔在杯子外壁标注水面高度，然后放入冰箱冷冻室，12 小时后取出，观察冰面是否高于标记线，并记录你的发现。再用同样的方法，在一次性杯子中装入半杯糖水（加少量糖），放入冰箱冷冻室，观察糖水结冰的情况，比较糖水和清水的冰点是否一样。” 预告下节课内容：“这节课我们研究了水结冰的现象，在这个单元中，我们还学习了水的蒸发、凝结等知识，下节课我们将一起梳理水的三态变化，看看水的固态、液态和气态是如何相互转化的。” 学生活动：认真记录课后实验任务，交流讨论回家做实验的计划，如和家长一起完成实验、如何准确标记水面高度等。对下节课将要学习的内容充满期待，感受到水的三态变化知识体系的完整性。 设计意图：将课堂探究延伸到家庭生活中，培养学生的自主探究能力和长期观察的习惯。预告下节课内容，帮助学生构建完整的知识体系，激发学生继续学习的兴趣。
三、课堂练习 选择题 标准大气压下，冰开始熔化的温度是（ ） A. 0℃ B. 100℃ C. -5℃ 答案：A 解析：冰在标准大气压下的熔点是 0℃，100℃是水的沸点，-5℃低于冰的熔点，所以选 A。 下列关于冰熔化的说法，正确的是（ ） A. 冰熔化过程中温度会一直上升 B. 冰是水的固态形式，冰熔化后变成水 C. 冰熔化后体积会变大 答案：B 解析：冰在熔化过程中，温度保持在 0℃不变，A 错误；冰是水的固态，熔化后变成液态的水，B 正确；冰熔化后体积会变小，C 错误。 夏天用冰给食物保鲜，冰熔化时食物不容易变质，主要是因为（ ） A. 冰能让食物降温 B. 冰熔化时吸收热量，使周围温度降低 C. 冰把食物包裹住了 答案：B 解析：冰熔化时吸收热量，会使周围环境温度降低，从而起到保鲜食物的作用，不是单纯让食物降温或包裹食物，所以选 B。 判断题 只要环境温度高于 0℃，冰就会马上熔化。（ × ） 解析：冰熔化需要吸收热量，即使环境温度高于 0℃，如果冰吸收热量的速度慢，也不会马上熔化，所以这句话错误。 冰熔化后，还是水这种物质，只是状态从固态变成了液态。（ √ ） 解析：冰熔化是物理变化，物质本身不变，只是状态由固态变为液态，所以这句话正确。 冰熔化过程中，温度计的示数会一直保持在 0℃，直到冰完全变成水。（ √ ） 解析：在标准大气压下，冰在熔化过程中，温度会保持在 0℃不变，直到完全熔化后，如果继续吸热，温度才会上升，所以这句话正确。
四、课堂小结 小朋友们，今天我们一起做了有趣的水结冰实验。我们发现，在标准大气压下，水降到 0℃的时候就会慢慢结成冰，在结冰的过程中，温度一直是 0℃，不会变哦。而且呀，水结成冰以后，体积还会变大呢。生活里像冬天湖面结冰、冰箱冻冰块，可都和我们今天学的知识有关。课后别忘了去做家庭小实验，看看清水和糖水结冰有啥不一样，下节课我们还要一起探索水的更多秘密呢！
板书设计
水 —— 水结冰了 结冰特点： 温度：0℃（冰点）开始结冰，过程温度不变 状态：液态（水）→固态（冰） 体积：变大 实验关键： 制冷：冰块 + 食盐（降温至 0℃以下） 观察：温度、状态、体积 生活应用： 利用：冷冻食物、制作冰雕 防止：水管防冻、汽车加防冻液
教学反思
1. 成功之处 通过生动的视频导入和有趣的实验探究，极大地激发了学生的学习兴趣和探究欲望，学生在课堂上积极参与讨论和实验操作，表现出了浓厚的学习热情。 实验操作环节，通过视频演示和教师实物操作示范，大部分学生能够规范地进行实验操作，准确地观察和记录水结冰过程中的温度、状态和体积变化，较好地突破了教学重点和难点。 课堂练习和研讨环节，有效地帮助学生巩固了所学知识，同时通过联系生活实际，让学生体会到科学知识的实用性，提升了学生运用科学知识解决实际问题的能力。 2. 不足之处 部分小组在实验过程中，由于对冰块和食盐的比例把握不够准确，导致制冷效果不理想，水结冰的速度较慢，甚至在规定时间内没有完全结冰，影响了实验数据的完整性和准确性。 在引导学生进行实验现象分析和规律总结时，部分学生的思维还不够活跃，不能很好地从实验数据和现象中归纳出水结冰的特点，需要教师进一步加强引导。 课堂时间把控上存在一定问题，导致在拓展环节，对学生的指导不够充分，学生对课后实验的理解可能不够深入。 3. 教学建议 在下次教学中，提前准备好按准确比例混合好的冰块和食盐，或者更加明确地向学生强调冰块和食盐的比例，并在实验前进行检查，确保每个小组的制冷效果都能满足实验要求。 在实验现象分析和规律总结环节，教师可以提供更多的引导性问题，启发学生思考，如 “为什么温度降到 0℃后就不再下降了呢？”“从体积变化的数据中，我们能发现什么规律？” 等，帮助学生更好地归纳总结。 合理安排课堂时间，在保证教学内容完整性的前提下，给予拓展环节足够的时间，对学生的课后实验进行更详细的指导，也可以让学生在课堂上分享自己对课后实验的初步想法，教师及时给予反馈和建议 。
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2.4《水 —— 水结冰了》
（教科版）三年级
上
2.4《水 —— 水结冰了》
在视频中，大家看到了什么现象？水发生了怎样的变化？生活中你还在哪里见过类似的水变成冰的现象呢？
新知导入
聚集
初冬时节，一群鸭子在湖面上游来游去。湖水是怎样结冰的呢？
探究新知
初冬气温下降，当湖水温度降到 0℃时，湖面先接触冷空气，水分子运动变慢，逐渐失去流动性，开始凝结成薄冰。随着气温持续降低，冰层会从湖面慢慢向水下增厚，最终可能让部分湖面结冰，而未结冰的水下仍有鸭子活动空间。
1.说一说我们对结冰现象的看法。
2.观察并记录水结冰过程中的各种变化。
提示 碎冰加盐后可以让周围的温度降得更低，这样可以加快试管中水的结冰速度。
3.观察并比较水和冰有哪些相同点与不同点。
1.水在什么温度条件下会结冰？结冰的湖水估计是多少摄氏度？
2.水结冰的过程中有哪些变化？
1.标准大气压下，水在 0℃时会结冰；结冰的湖水温度通常在 0℃及以下，表层湖水因接触冷空气，温度多为 0℃，深层水温可能稍高。
2.水结冰时，从液态变成固态，体积会变大，分子运动变慢，不再能自由流动，表面会变得坚硬，且温度保持在 0℃不变。
把温度计的玻璃泡包在手心里，红色液柱就会上升；将温度计放入冷水中，红色液柱就会下降。这是一种“热胀冷缩”的现
象，生活中还有哪些地方也有这样的现象呢？
课堂练习
（一）选择题
1.标准大气压下，冰开始熔化的温度是（ ）
A. 0℃ B. 100℃ C. -5℃
2.下列关于冰熔化的说法，正确的是（ ）
A. 冰熔化过程中温度会一直上升
B. 冰是水的固态形式，冰熔化后变成水
C. 冰熔化后体积会变大
3.夏天用冰给食物保鲜，冰熔化时食物不容易变质，主要是因为（ ）
A. 冰能让食物降温
B. 冰熔化时吸收热量，使周围温度降低
C. 冰把食物包裹住了
A
B
B
（二）判断题
只要环境温度高于 0℃，冰就会马上熔化。（ ）
解析：冰熔化需要吸收热量，即使环境温度高于 0℃，如果冰吸收热量的速度慢，也不会马上熔化，所以这句话错误。
冰熔化后，还是水这种物质，只是状态从固态变成了液态。（ ）
解析：冰熔化是物理变化，物质本身不变，只是状态由固态变为液态，所以这句话正确。
冰熔化过程中，温度计的示数会一直保持在 0℃，直到冰完全变成水。（ ）
√
×
√
课堂总结
小朋友们，今天我们做了水结冰实验，发现水降到 0℃会变成冰，结冰时温度不变，而且冰的体积比水大！生活中冻冰块、冬天湖面结冰都是这个道理。课后要记得做冰箱小实验，下节课一起梳理水的三态变化哦！
板书设计
2.4 水 —— 水结冰了
结冰特点：
温度：降温到 0℃（冰点）开始结冰，过程中温度不变
状态：液态（水）→ 固态（冰）
体积：结冰后体积变大（冰柱高出水面）
实验关键：
制冷：冰块 + 食盐（降低温度至 0℃以下）
观察：温度、状态、体积变化
生活应用：
利用：冻冰块、冰雕
防止：水管冻裂（包保温棉）、汽车加防冻液
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让备课更有效
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Thanks!

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