资源简介

3.2 熔化和凝固教学设计
教材分析
本节围绕物态变化展开，重点是熔化、凝固现象及晶体与非晶体的区别，核心在于理解和的概念及其吸放热规律。知识体系由生活实例引入，通过实验探究温度变化规律，构建图像分析模型，体现从现象到本质的认知过程。教学应以冰、石蜡等实验为载体，引导学生观察、记录并绘制曲线，对比得出晶体有固定熔点而非晶体无固定熔点的结论。学习难点在于理解“熔化过程中温度不变但仍需吸热”的抽象概念。教学中需结合饮料加冰、菜窖放水等生活情境，强化、的应用价值。目标定位为掌握物态变化基本规律，能区分晶体与非晶体，会用图像分析数据，提升科学思维与探究能力，最终达成对物态变化中能量转换的初步认知。
学情分析
学生此前已对物质状态有初步认识，了解常见物质处于何种状态。此阶段学生逻辑思维能力增强，知识储备不断丰富，但对抽象物理概念理解仍有难度。教材重难点在于晶体与非晶体的熔化、凝固特点，熔点与凝固点概念，以及熔化吸热、凝固放热原理。要求学生通过实验观察，理解这些概念与原理，能区分晶体和非晶体，掌握熔化和凝固过程温度变化规律，学会运用相关知识解释生活现象。
教学目标
物理观念：
知道物质常见的三种状态，理解物态变化、熔化、凝固、熔点、凝固点、晶体、非晶体等概念；明白晶体和非晶体熔化及凝固的特点。
科学思维：
通过分析海波和石蜡熔化实验数据及图像，培养数据分析与逻辑推理能力，体会用图像描述物理量变化的方法。
科学探究：
经历“研究固体熔化时温度变化规律”的实验探究，提高观察、动手操作及归纳总结能力。
科学态度与责任：
养成实事求是的科学态度，认识到熔化吸热、凝固放热在生活中的应用，增强对物理知识的探索兴趣。
重点难点
教学重点
通过实验观察，理解晶体和非晶体在熔化过程中的温度变化特点。
结合实例，掌握熔化和凝固的概念及其吸热、放热特性。
教学难点
准确区分晶体与非晶体的熔化图像，理解晶体有固定熔点而非晶体没有。
运用熔化和凝固的吸放热原理解释生活中的相关现象。
课堂导入
冬天早晨起床时，你发现窗户玻璃上蒙着一层水雾，甚至还有漂亮的冰花，这是怎么回事？前一天晚上明明关好窗户了，这些水或冰是从哪里来的呢？当你呼吸时，呼出的“白气”会先变成小水珠附在冰冷的玻璃上，有时还会冻结成冰，这说明我们呼出的气里的水蒸气在遇到冷的玻璃时发生了状态变化。其实，生活中很多现象都和物质的状态变化有关：晾在阳台的衣服湿漉漉的，过一会儿就干了；烧水时壶嘴冒出的“白气”其实是水蒸气遇冷变成的小水滴；而冰箱冷冻室里的水杯，放久了表面会结一层霜。这些变化背后都藏着一个共同的主题——随着温度改变，物质会在固态、液态和气态之间转换。那么，是什么因素决定了水会变成冰还是变成水蒸气？温度又是如何影响物质状态的呢？
物态变化
探究新知
情景导入
请同学们观察三个生活现象：
夏天从冰箱取出的冰块逐渐化成水
雨后操场上的水洼慢慢消失
烧水时壶嘴冒出的"白气"
引导提问：冰块为什么会变成水？地上的水去了哪里？"白气"是水蒸气吗？这些现象说明物质的状态会发生怎样的变化？
探讨分析
现象观察
冰块在常温下逐渐融化成液态水
地面水洼中的水逐渐减少至消失
水沸腾时产生大量"白气"（实际是小水滴）
比较分析
温度升高时：固态→液态（冰→水）
温度继续升高：液态→气态（水→水蒸气）
温度降低时：气态→液态（水蒸气→小水滴）
归纳总结
核心知识
物态变化：物质在固、液、气三种状态之间的相互转化
常见变化形式：熔化（固→液）、汽化（液→气）、液化（气→液）
生活联系
冰雪消融、水洼干涸都是物态变化的实例
自然界中云、雾、露、霜的形成都涉及物态变化
实践思考
尝试解释冬天窗户玻璃内侧出现的水珠是什么物态变化现象？
（答案：室内温暖的水蒸气遇到冷的玻璃液化成小水珠）
熔化和凝固
探究新知
情景导入
请同学们观察两个演示实验：
实验一：将海波放入试管中加热，每隔1分钟记录温度变化；
实验二：将石蜡放入试管中加热，同样记录温度变化。
引导提问：两种物质在熔化过程中温度变化有什么不同？为什么冰块在碗里熔化时温度保持不变？
探讨分析
实验观察
实验一：海波在熔化前温度升高，熔化时温度保持48℃不变，熔化后继续升温；
实验二：石蜡在整个加热过程中温度持续上升，没有固定的熔化温度。
分析归纳
对比实验现象：不同物质熔化时温度变化规律不同；
冰块熔化现象：与海波类似，熔化时吸收热量但温度不变。
归纳总结
核心知识
熔化：物质从固态变成液态的过程，需要吸热；
凝固：物质从液态变成固态的过程，需要放热；
熔化特点：某些物质（如海波、冰）在熔化时温度保持不变。
生活联系
冬季道路撒盐除冰利用的就是盐能降低冰的熔点；
蜡烛燃烧时蜡液凝固过程会放出热量。
实践思考
为什么夏天用冰块保鲜食物时，冰块完全熔化前食物温度变化不大？
答案：因为冰在熔化过程中虽然吸收热量，但温度保持不变，所以能维持食物温度基本不变。
熔点和凝固点
探究新知
情景导入
请同学们观察两个对比实验：
实验一：用酒精灯加热冰块，每隔30秒记录温度计示数；
实验二：用同样方法加热石蜡块，同步记录温度变化。
引导提问：两种固体熔化过程中温度变化有何不同？为什么冰块完全熔化前温度保持不变？
探讨分析
实验观察
实验一：冰块在0℃时开始熔化，持续吸热但温度恒定，完全熔化后水温上升；
实验二：石蜡温度持续上升，没有固定的熔化温度，逐渐变软最终成为液体。
图像分析
结合教材图3.2-5：晶体熔化图像出现水平段（如甲图冰的曲线），非晶体熔化曲线持续上升（如乙图石蜡曲线）。
归纳总结
核心知识
晶体熔化特点：有固定熔点，熔化时吸热但温度不变；
非晶体熔化特点：无固定熔点，温度持续升高；
凝固点：晶体凝固温度与熔点相同，非晶体无固定凝固点。
生活联系
冬季道路撒盐融雪：盐能降低水的凝固点；
焊锡选择：利用不同金属熔点差异制作合金。
实践思考
为什么用0℃冰袋给发烧病人降温比用0℃水效果更好？
答案：冰熔化时需要吸收大量热量但温度不变，能持续吸热降温；而0℃的水吸热后会升温，降温效果有限。
熔化吸热 凝固放热
探究新知
情景导入
请同学们观察两个生活场景：
夏天饮料中加入冰块后，饮料温度下降得更快；
北方菜窖里放置水桶，冬天水结冰时窖内温度不会太低。
引导提问：为什么冰块能使饮料更快降温？为什么水结冰能防止菜窖温度过低？这些现象说明物质状态变化时有什么特点？
探讨分析
现象观察
冰块熔化时饮料温度下降明显；
水凝固时菜窖温度保持稳定。
对比分析
两现象共同点：物质状态变化时伴随温度变化；
不同点：熔化时吸热导致环境降温，凝固时放热维持环境温度。
归纳总结
核心知识
熔化吸热：晶体熔化时温度不变但持续吸热；
凝固放热：液体凝固时温度不变但持续放热。
生活联系
冷藏保鲜利用熔化吸热原理；
地暖系统利用水凝固放热原理。
实践思考
尝试解释：为什么受伤后用冰袋敷能消肿止痛？
答案：冰熔化时吸收热量，降低组织温度，减缓血液循环从而达到消肿止痛效果。
课堂练习
第1题
【题文】表列出部分金属的熔点和沸点，下列说法正确的是（　　）
A．金掉入钢水中不会熔化
B．电灯泡里的灯丝通常是钨丝制成的，因为钨的沸点高
C．在-40℃时，水银温度计已不能使用
D．表中所列金属的沸点都可以用水银温度计测量
【答案】C
第2题
【题文】如图所示，3D打印过程一般是将固态材料在高温下变成液态材料，喷头按照3D图纸轨迹运动将液态材料挤出，材料冷却后形成立体实物的过程。在打印过程中，以下说法正确的是（ ）
A．材料从固态变液态的过程是凝固，该过程需要放出热量
B．若打印材料是晶体，其熔化时温度会持续升高，直至完全变为液态
C．材料由液态冷却成立体实物经历的物态变化和水结成冰一样，需要放出热量
D．喷头停止加热后，材料还能继续挤出塑形，是因为材料熔化时不需要吸收热量
【答案】C
课堂总结
物态变化
三种状态：固态、液态、气态
物态变化：物质在固、液、气三态间的转变
熔化和凝固
熔化：固态→液态（吸热）
凝固：液态→固态（放热）
晶体与非晶体
晶体：有固定熔点（如冰、金属），熔化时温度不变
非晶体：无固定熔点（如石蜡），熔化时温度持续升高
熔点=凝固点：同种物质凝固点与熔点相同
实验结论
海波（晶体）熔化时温度保持不变
石蜡（非晶体）熔化时温度持续上升
应用
冰块熔化吸热用于降温
水凝固放热用于保温
教学反思
本节课围绕物态变化中的熔化和凝固展开，通过实验探究海波和石蜡熔化时温度变化规律，引导学生理解晶体与非晶体的区别，掌握熔点、凝固点概念及熔化吸热、凝固放热的特点。教学基本达成课程标准中“通过实验探究物态变化过程”“能用语言描述熔化和凝固过程”的要求。成功之处在于实验设计直观，学生动手记录数据并绘制图像，有效培养了科学探究能力；联系冰镇饮料、菜窖储菜等生活实例，增强了知识应用意识。不足之处在于对非晶体熔化过程的微观解释不够深入，部分学生对温度不变与吸热关系的理解存在困惑，后续需加强热学能量观念的渗透和图像分析指导。

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