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3.2 熔化和凝固
课题 3.2 熔化和凝固
课型 新授课
课时 1课时（45分钟）
教材版本 人教版八年级上册
授课对象 八年级学生
教学方法 实验探究法、图象分析法、类比法、讲授法
教学用具 铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、海波、石蜡、停表、火柴、搅拌器、水浴加热装置
一、核心素养目标
物理观念
能区别物质的固态、液态和气态三种形态，知道物质的各种状态之间可以相互转化
知道熔化和凝固的概念，知道晶体和非晶体的区别
知道熔点和凝固点的概念，知道同一种晶体的熔点和凝固点相同
知道熔化吸热、凝固放热，能用其解释生活中的现象
科学思维
通过图像分析海波和石蜡的熔化过程，体会比较、分析、归纳的思维方法
理解熔化曲线和凝固曲线的物理含义，学会用图像探究物理规律
运用逆向思维认识凝固是熔化的相反过程
科学探究
能设计实验探究固体熔化时温度的变化规律，了解水浴加热法
通过实验观察和数据记录，学会绘制和分析温度—时间图像
能根据实验现象归纳总结出晶体和非晶体熔化的不同特征
科学态度与责任
体会探究性实验在物理学习中的重要性，培养严谨的科学态度
关注熔化、凝固知识在生产和生活中的应用（如冰饮料加冰、菜窖放水）
增强安全实验意识（酒精灯使用、水浴加热）
二、教学重点与难点
教学重点：1.熔化和凝固的概念 2.晶体和非晶体的区别 3.晶体熔化条件：达到熔点且持续吸热 4.同一种晶体的熔点和凝固点相同 5.熔化吸热、凝固放热及其生活应用
教学难点：1.熔化曲线和凝固曲线的物理含义分析 2.晶体熔化过程中温度不变但仍需吸热的理解 3.晶体的熔点与凝固点相同的原因理解
三、教学过程
环节一：情境导入（3～5分钟）
【教师活动】
展示冰块、水和冰水混合物的图片，提问：冰是固体，水是液体，水蒸气是气体。冰变成水、水变成水蒸气分别是什么过程？冰、水、水蒸气之间可以相互转化吗？
冰、水、水蒸气——物质三种状态的相互转化
常见的熔化现象（冰雪消融、蜡烛燃烧、火山岩浆）和凝固现象（冰凌、糖画、岩浆遇冷成岩）
【学生活动】
观察图片，联系生活经验回答：冰化成了水（熔化）、水变成了水蒸气（汽化）。冰、水、水蒸气之间可以相互转化。
【过渡语】固态、液态和气态是物质常见的三种状态，这三种状态之间是可以相互转化的。我们把这三种状态之间的变化称为物态变化。今天我们先来研究固态和液态之间的变化——熔化和凝固。
环节二：新知探究（15～20分钟）
知识点一：物态变化
【讲授】
自然界物质有固态、液态和气态三种常见状态。三种状态之间的变化称为物态变化。
【教师活动】
展示图片：固态金属高温变成液态、气体低温变成液态。引导学生认识物质状态可以相互转化。
理解要点：1. 物质的三态：固态、液态、气态。2. 物态变化指物质从一种状态变成另一种状态的过程。3. 物态变化与温度密切相关，温度是物态变化的决定性因素。
【学生活动】
联系生活说出物质状态变化的例子：冰→水（熔化）、水→冰（凝固）、水→水蒸气（汽化）、水蒸气→水（液化）。
物质三态——固态金属熔化与气体液化的示意图
知识点二：熔化和凝固
【讲授】
熔化：物质从固态变成液态的过程。凝固：物质从液态变成固态的过程。熔化和凝固是互逆的物态变化过程。
【教师活动】
展示常见熔化现象图片（初春冰雪消融、蜡烛燃烧流下烛油、火山爆发岩浆形成）和凝固现象图片（冬天房檐冰凌、用糖水勾勒糖画、岩浆遇冷结成岩石）。引导学生区分熔化和凝固。
【互动提问】
蜡烛燃烧时流下的烛油，是熔化还是凝固？糖画制作过程中，糖先受热变成液态，再遇冷变成固态，分别是什么过程？
【学生活动】
回答：蜡烛变成液态是熔化；糖受热变液态是熔化、遇冷变固态是凝固。
【讲授】
把冰块放入杯中，冰块开始熔化后的一段时间内杯中都是冰和水混合在一起。用温度计测量发现：尽管冰在逐渐熔化变少，但水的温度并没有改变。提出问题：其他物质熔化时的温度是否也不变？不同物质在熔化的过程中，温度的变化规律相同吗？
易错提示：1. 熔化≠溶化≠融化——熔化是物理术语（固态→液态），溶化是化学术语（溶解），融化专指冰雪变成水。2. 判断熔化和凝固的关键是看初始状态和最终状态：固态→液态是熔化，液态→固态是凝固。
熔化和凝固——固态与液态之间的相互转化
实验探究：固体熔化时温度的变化规律
【教师活动】
提出问题：不同物质在熔化的过程中，温度的变化规律相同吗？引导学生提出猜想。
【学生活动】
讨论并提出猜想：①不同物质熔化过程中温度变化规律可能不同；②有些物质熔化时温度可能保持不变，有些可能持续升高。
【讲授】
【设计实验】选取海波（硫代硫酸钠，无色透明固体）和石蜡（常用于包装及保鲜）两种物质进行探究。需要测量温度和时间两个物理量，观察物质状态的变化。实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管（内装海波或石蜡）、温度计、停表、搅拌器。采用水浴加热法（使物质受热均匀），装置自下而上组装。
【讲授】
【进行实验】点燃酒精灯水浴加热，待温度升高到40℃左右开始计时，每隔1min记录一次温度，同时观察物质状态变化。在海波（或石蜡）完全熔化后再记录4～5次。
【学生活动】
小组合作完成实验，记录数据填入表格。根据实验数据在坐标纸上绘制温度—时间图像（温度为纵坐标，时间为横坐标）。
【讲授】
【海波实验结论】海波经过缓慢加热，温度逐渐升高，当温度达到48℃时开始熔化。在熔化过程中继续吸热，但温度不变，它有固定的熔化温度。AB段：固态吸热升温 → BC段：固液共存，吸热但温度不变 → CD段：液态吸热升温。B点：海波刚开始熔化；C点：海波完全变为液态。
【讲授】
【石蜡实验结论】石蜡由固态慢慢变软、变稠、变稀为液态。整个过程一直吸热，温度一直在升高，没有固定的熔化温度。
实验总结：海波（晶体）：有固定熔化温度（48℃），熔化过程温度不变。石蜡（非晶体）：没有固定熔化温度，熔化过程温度持续升高。水浴加热的作用：使物质受热均匀。
实验材料——海波（硫代硫酸钠）与石蜡
【图片：此处应插入课件第10页的实验装置图——铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、试管、温度计、水浴加热】
【图片：此处应插入课件第13页的海波熔化时温度随时间变化的图像】
【图片：此处应插入课件第16页的石蜡熔化时温度随时间变化的图像】
知识点三：熔点和凝固点
【讲授】
晶体：像海波、冰、各种金属等，在熔化时有固定温度的固体。非晶体：像石蜡、松香、玻璃等，在熔化时没有固定温度的固体。
【教师活动】
展示晶体和非晶体的熔化图像进行对比。提问：海波和石蜡的熔化图像有什么本质区别？
【学生活动】
观察对比后回答：海波熔化图像有一段水平线（温度不变），石蜡熔化图像是持续上升的曲线（温度一直升高）。
【讲授】
常见的晶体：冰、海波、金属、钻石、食盐、石墨、水晶等。常见的非晶体：石蜡、松香、玻璃、塑料、沥青、蜂蜡等。
【讲授】
熔点：晶体熔化时的温度。晶体熔化的条件：①达到熔点；②持续吸热（两个条件缺一不可）。思考：把晶体加热到熔点就停止加热，晶体还会继续熔化吗？——不会，因为虽然达到了熔点，但没有持续吸热。
【讲授】
凝固点：晶体凝固时的温度。凝固图像分析：DE段（液态放热降温）→ EF段（固液共存，放热但温度不变，即凝固过程）→ FG段（固态放热降温）。
【教师活动】
将海波的熔化图像和凝固图像放在一起对比，引导学生发现：熔化是凝固的相反过程，凝固是熔化的相反过程。同一种晶体的熔点和凝固点相同（如海波均为48℃）。
理解要点：1. 晶体有固定熔点，非晶体没有。2. 晶体熔化条件 = 达到熔点 + 持续吸热。3. 同一晶体熔点 = 凝固点。4. 晶体熔化过程中处于固液共存态，温度不变但仍需吸热。
易错提示：1. 晶体熔化时温度不变≠不吸热——熔化过程仍需持续吸收热量！2. 有熔点的固体一定是晶体，没有熔点的固体一定是非晶体。3. 同一晶体的熔点和凝固点相同，但不同晶体熔点不同。
晶体与非晶体的熔化图像对比——海波有固定熔点、石蜡无固定熔点
常见的晶体——冰、海波、金属、钻石、食盐、石墨、水晶
常见的非晶体——石蜡、松香、玻璃、塑料、沥青、蜂蜡
海波的熔化图像与凝固图像对比——熔点=凝固点=48℃
知识点四：熔化吸热 凝固放热
【讲授】
晶体在熔化或凝固过程中虽然温度不变，但是必须继续吸收或放出热量，才能保证熔化或凝固过程的完成。非晶体在熔化或凝固时也要吸热或放热，只是温度改变。
【教师活动】
联系生活提问：夏天喝冰饮料时，我们是加冰块还是加冷水？为什么？
【学生活动】
思考及回答：加冰块。一方面冰块的温度更低，另一方面冰块在熔化成水的过程中吸热，使饮料温度下降得更多。
【教师活动】
再问：北方冬天，人们常在地窖里放几桶水来储存蔬菜。这利用了水的什么性质？
【学生活动】
思考回答：水凝固成冰时放出热量，使菜窖内温度不降得太低，防止蔬菜冻坏——这就是利用凝固放热来防冻。
理解要点：1. 熔化吸热——物质熔化过程中要吸收热量。例：夏天在饮料中加冰降温。2. 凝固放热——物质凝固过程中要放出热量。例：冬天北方在菜窖里放水，水凝固放热防止蔬菜冻坏。3. 同种物质相同质量时，熔化时吸收的热量等于凝固时放出的热量。
喝冰饮料加冰——利用冰熔化吸热降温
北方冬天菜窖放水——利用水凝固放热防冻
环节三：例题精讲（10～15分钟）
例题1
在0℃的房间里，把一块0℃的冰放入一大盆0℃的水中，过一会儿（ ）。
A.一部分冰熔化成水使水增多
B.一部分水凝固成冰使冰增多
C.冰不熔化，水也不凝固，两者不变
D.以上三种情况都有可能
【思路分析】
冰是晶体，熔化需满足两个条件：①达到熔点0℃；②持续吸热。房间温度为0℃，冰已达到熔点，但冰和水温度相同（均为0℃），冰无法从周围吸热，不能熔化。同理，水已达到凝固点0℃，但无法放热，也不能凝固。因此冰不熔化、水不凝固，两者保持不变。
【答案】C
【变式训练】
变式：如果将0℃的冰放入0℃以上的水中，冰会________（填"熔化"或"不熔化"），因为冰可以从水中________。如果将0℃的水放入0℃以下的环境中，水会________（填"凝固"或"不凝固"）。
例题2
如图是某液态物质放在室温下凝固时温度随时间变化的图象。由图象可知该物质的熔点是______℃，凝固过程所经历的时间是_______min，第13min该物质处于______态。此时的室温是______℃。
【思路分析】
凝固图像中有一段温度不变的水平线（EF段），对应温度为48℃，说明该物质是晶体，其凝固点为48℃，熔点也为48℃（同一晶体熔点=凝固点）。凝固过程从第4min到第8min，经历4分钟。第13min物质已完全凝固，处于固态。图像最后降至24℃后不再变化，说明室温为24℃。
【答案】48；4；固；24
例题3
如图是某物质熔化时温度随时间变化的图象，根据图象可以判断（ ）。
A.该物质是非晶体
B.该物质的熔点是80℃
C.第10min时，该物质已完全熔化
D.该物质在10~25min内没有吸收热量
【思路分析】
从熔化图像看，有一段温度不变的水平线（10~25min，温度为80℃），说明该物质有固定熔点，是晶体。熔点是80℃。第10min时刚好开始熔化，不是已完全熔化。10~25min内虽然温度不变，但仍需吸热。
【答案】B
环节五：课堂小结（2～3分钟）
【教师引导】
引导学生回顾本节课所学内容，从知识框架、实验方法、科学思维三个维度进行总结。
【课堂互动】
请一位同学到黑板前，用思维导图的形式画出本节课的知识框架，其他同学补充完善。重点回顾：①物态变化→熔化和凝固的定义；②晶体与非晶体的区别（有无固定熔点）；③晶体熔化条件（达到熔点+持续吸热）；④熔化吸热、凝固放热的生活实例。
四、板书设计
3.2 熔化和凝固
一、物态变化
固态 液态 气态（温度改变引起）
二、熔化和凝固
熔化：固态 → 液态（吸热）
凝固：液态 → 固态（放热）
三、实验探究：固体熔化时温度变化规律
海波（晶体）：48℃熔化，温度不变
石蜡（非晶体）：无固定熔点，温度持续升高
方法：水浴加热（受热均匀）
四、晶体与非晶体
晶体：有固定熔点 例：冰、海波、金属
非晶体：无固定熔点 例：石蜡、玻璃、松香
熔化条件：①达到熔点 ②持续吸热
五、熔点与凝固点
同种晶体：熔点 = 凝固点
六、熔化吸热 凝固放热
应用：①冰饮料加冰（熔化吸热降温）
②菜窖放水（凝固放热防冻）
五、教学反思
1. 学生对晶体熔化时温度不变但持续吸热这一概念，是否真正理解而非机械记忆？
2. 实验探究过程中，学生的操作规范性如何？水浴加热的目的学生是否理解？
3. 熔化图像和凝固图像的对比分析，学生能否独立完成各段的物理含义解读？
4. 学生对晶体熔化两个条件的理解是否到位？能否将其迁移到凝固条件的分析？
5. 熔化吸热、凝固放热的生活实例讲解是否足够丰富？学生能否举出更多生活例子？
6. 板书设计是否清晰反映了知识框架的层级递进关系？下次是否需要调整呈现方式？

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