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新青岛版三上科学第三单元第21课《制作“冰琥珀”》教学设计
一、活动主题
冰晶艺术家——封印时光的水之魔法
（单元大情景：实验室举办"冰晶艺术展"，需制作凝固自然之美的冰琥珀）
二、课程标准依据
《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念13.3：
"1~2年级学生能利用材料特性制作简单作品，3~4年级学生能基于科学原理进行简单工程设计"
三、教材分析
1.知识整合：
2.跨学科融合：
（1）艺术：冰晶光学美学
（2）工程：低温封装技术
（3）传统文化：古代冰鉴工艺
四、教学目标
科学观念 理解冰琥珀制作是水的三态变化综合应用（干燥→凝结→凝固）
科学思维 通过对比实验优化工艺参数（水温/冷冻速度/材料配比）
探究实践 完成"零气泡冰晶"作品，用显微摄影记录晶体生长
态度责任 感悟"匠心造物"的科学精神，培养文化遗产保护意识
五、教学重难点
1.重点：控制结晶过程避免气泡
2.难点：理解"过冷水"现象（零下不结冰）
3.突破策略：
（1）对比蒸馏水/自来水结晶差异（杂质影响）
（2）使用晶核诱发剂（花瓣/棉线）
（3）梯度冷冻法（先-5℃后-18℃）
六、教学准备
1.教师：
（1）冷冻实验套件（硅胶模具/滴管/放大镜）
（2）晶核诱发材料（干花/彩砂/食用色素）
（3）故宫博物院"清代冰鉴"图片
2.学生：4人小组（角色：配液师/冷冻师/质检员/策展人）
3.数字资源：
（1）延时摄影《冰晶生长72小时》
（2）哈尔滨国际冰雪节作品集
七、教学过程
▌ 导入：冰晶邀请函
教师：
"紧急通知！实验室收到'冰晶艺术展'参展邀请！（展示冰雕展海报）
我们需要制作能封印时光的'冰琥珀'——
将露珠、花瓣、彩砂封印在晶莹冰体中！
请领取'冰晶艺术家三件套'：
（1）时光模具（硅胶模型）
（2）自然标本（干花/彩砂）
（3）零度魔法箱（冷冻设备）"
学生活动：
（1）触摸不同模具感受导热差异
（2）填写《任务单》创意卡："我想封印______"
设计理念：创设艺术创作情境，激发审美表达欲望
▌ 新授：冰晶工坊（30分钟）
■ 任务1：配方实验室（原理应用）
教师：
"破解透明冰晶密码！请对比三组方案：
A组：自来水+快速冷冻（-18℃直冻）
B组：凉开水+梯度冷冻（-5℃预冷）
C组：蒸馏水+晶核诱发（花瓣引晶）
预测哪种能做出'水晶级'冰琥珀？"
学生活动：
（1）配液师调制不同水质溶液
（2）质检员记录初始浊度（透光仪测试）
（3）填写《学习任务单1》配方预测表
■ 任务2：冰晶生长间（工程实践）
教师：
"看冰魔法生效！（播放冰晶生长延时视频）
成功关键：
（1）注液时用滴管沿壁______（缓慢流下）
（2）预冷阶段保持______（静止状态）
（3）深度冷冻需______（密封防升华）"
学生活动：
（1）分层注入溶液与标本（先1/3液→放标本→补液）
（2）用保温箱实施梯度冷冻（-5℃ 2小时→-18℃ 4小时）
■ 任务3：瑕疵修复站（问题解决）
教师：
"遭遇'冰雾危机'怎么办？（展示气泡冰雕）
急救方案：
方案A：超声波除泡（振动排出气泡）
方案B：加热重塑（局部熔化再凝固）"
学生活动：
（1）用温水修复表面裂纹
（2）用牙签引导内部气泡上浮
▌ 升华：永恒之美
教师：
"这不仅是科学，更是千年智慧的传承！（展示故宫'乾隆御用冰鉴'）
古人用青铜鉴装冰镇酒，今天我们让冰本身成为艺术品！
请创作'冰晶艺术家宣言'：
第一句：自然馈赠（例：'露珠是天空的礼物'）
第二句：科学匠心（例：'零度封印时光'）
第三句：文化传承（例：'冰鉴魂今犹在'）"
学生活动：
（1）小组朗诵宣言并拍摄"冰晶艺术品"
（2）举办"班级冰晶微展览"
设计理念：从古代工艺智慧到现代科学艺术，培养文化自信
八、作业设计
创意实践工单
基础作业 制作简易冰琥珀 工艺完整性 ★★★
提升作业 撰写《冰晶观察日记》（3天） 记录详实度 ★★★
拓展作业 设计"太阳能冰晶保鲜装置" 创意实用性 ★★★
九、教学反思预判
1.创新点：
（1）"梯度冷冻法"解决学生常见的气泡问题
（2）"冰晶艺术家宣言"融合美育与德育
2.安全强化：
（1）冷冻操作佩戴保温手套
（2）配备应急解冻温水袋
附：《学习任务单》
小小物质科学家实验室
艺术展编号：A-21 晶艺术家工作日志
任务1：配方实验室
A 自来水 急速冷冻 □☆☆☆☆ □☆☆☆☆
B 凉开水 梯度冷冻 □☆☆☆☆ □☆☆☆☆
C 蒸馏水+花瓣 诱发冷冻 □☆☆☆☆ □☆☆☆☆
最优方案：______（填字母）
任务2：作品档案卡
作品名称：____________________
封印标本：____________________
工艺特点：
1.注液方式：□滴管沿壁 □直接倾倒
2.冷冻节奏：□直冻 □梯度冷冻
3. 除泡技术：□振动 □热修
[粘贴作品照片]
任务3：冰晶艺术家宣言
1. ___________________________（自然礼赞）
2. ___________________________（科学匠心）
3. ___________________________（文化传承）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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