资源简介

第8课　固体、液体的混合与分离（教学设计）
课题 固体、液体的混合与分离 课时安排 1课时
教材分析 本课是第二单元的收官课，把研究对象从固体和固体推进到固体和液体。教材以食盐、白糖放进水里看不见了、沙和食用油却不行这一组现象为切入点，引出溶解；再通过怎样把溶解的盐取回来和怎样让固体溶解得更快两个活动，建立溶解不是消失的认识，并学会用过滤和蒸发结晶分离固液混合物，最后把四种物质按能不能溶解分类。 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念2“物质的变化与化学反应”中学习内容2.2“物质的溶解和溶液”的3~4年级内容要求，即知道有些物质如食盐、白糖能溶解在水中，有些物质如沙、食用油很难溶解在水中；知道搅拌、加热、把物质研碎可以加快溶解；知道溶解在水中的物质可以通过蒸发等方法从水中分离出来。渗透的跨学科概念是“物质与能量”与“稳定与变化”。 与上一版相比，2024版把溶解放到物质的变化与化学反应这一核心概念下，更强调变化中物质没有消失的观念，蒸发结晶的教学价值被凸显。本课收束整个单元，学生在前三课积累的性质决定方法的经验在此升级为根据是否需要保留水和固体来选择过滤或蒸发。晒盐、净水等应用与生活紧密相连，也为第三单元地球上的水体做情感铺垫。
核心 素养目标 科学观念：知道食盐、白糖能溶解在水中，沙、食用油很难溶解在水中；知道溶解不是消失，溶解在水中的物质可以用加热蒸发的方法取回来；知道搅拌、加热、研碎可以加快溶解。 科学思维：能从水变咸、看不见颗粒等证据推出溶解的物质仍然在水中；能比较过滤与蒸发的适用情形，说清在什么情况下选用哪种方法，初步形成根据需要选择方法的思路。 探究实践：能设计并完成加快溶解的公平比较实验，做到只改变一个条件、其他条件相同；会按低、贴、引、靠的要领搭建简易过滤装置分离沙和水，能观察并描述水蒸发后留下白色晶体的现象。 态度责任：遵守加热实验的安全规则，不触摸热器具、不尝未知液体；了解晒盐、净水等生产生活中的应用，认识淡水来之不易，树立节约用水的意识。
重点 和难点 教学重点：认识溶解现象，知道溶解不是消失，知道搅拌、加热、研碎可以加快溶解；掌握过滤和蒸发两种分离固体与液体的方法及其操作要点。 教学难点：理解看不见不等于没有，以及过滤时液体能通过滤纸而固体颗粒不能的道理，并能根据是否需要保留水和固体来选择方法。突破策略：用水变咸、蒸发后留下白色晶体两个证据说明盐还在水中；用滤纸放大图和粗细粉末对比把孔隙讲清楚。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
导入新课 教师端出两杯澄清的水，一杯是前一天用白糖配好的糖水，一杯是清水，请两位学生用一次性小勺各尝一小口，说出差别。教师追问糖在哪里，学生一时答不上来，因为杯子里看不见任何糖的痕迹。安全前提要提前说明：只尝教师配好的糖水，其他任何液体一律不入口。 教师再出示一杯加了沙的浑水，请学生观察沙去哪儿了。同样放进水里，糖不见了、沙却看得见，教师请学生用一句话说出这个差别，把学生的回答引向溶解这个词，并把能溶解和不能溶解两组词写在黑板上。 教师板书课题“固体、液体的混合与分离”，列出三个研究问题：什么能溶解、什么不能溶解？怎样让固体溶解得更快？溶解以后还能把它取回来吗？同时宣布实验约定：只用教师配好的糖水尝味，搅拌要轻、不要把液体溅出，加热环节只看不动。 用尝一口糖水的真实体验制造认知冲突，水是澄清的，味道却是甜的，学生必须在看不见和尝得到之间作出解释，这正是溶解不是消失这一核心观念的起点，达成科学观念目标。 三个问题板书把本课分成认识溶解、加快溶解、取回溶解物三步，学生带着问题进入探究，学习路径清晰；对比糖水与沙水的现象，让能溶解与不能溶解的界线变得具体；尝味前的安全约定与加热只看不动的要求同时达成态度责任目标。
讲授新课 本节课以看不见的糖去哪儿了为起疑点，分三步推进：第一步，把食盐、白糖、沙、食用油分别放进同样多的水里搅拌，观察谁能溶解、谁不能溶解，并用过滤分离沙和水；第二步，围绕怎样让固体溶解得更快，设计只改变一个条件的公平实验，比较搅拌、加热、研碎的作用；第三步，用加热蒸发的方法把溶解在水里的盐重新取回来，看到白色的晶体，从而明白溶解不是消失。 设计上遵循先现象、后证据、再应用的路子：现象部分让每个学生都看到盐糖消失、沙油可见；证据部分用尝味、蒸发结晶两件事把看不见变成说得清；应用部分联系海水晒盐和自来水净化。全课安排三次动手机会，即四杯对比观察、公平实验、过滤操作，蒸发由教师演示并配慢镜头视频，既保证安全，也让学生看清结晶的过程。 环节一：情境导入·聚焦问题（约6分钟） 教师端出两杯澄清的水，一杯是前一天配好的糖水，一杯是清水，请两位学生用一次性小勺各尝一小口说出差别，追问糖在哪里。教师提前强调安全约定：只尝教师配好的糖水，其他任何液体一律不入口。随后出示一杯加了沙的浑水，请学生观察沙去哪儿了，并把同样放进水里、糖不见了、沙却看得见这两句话写在黑板上，引出溶解这个词。教师再补一句：这两杯水里都有东西，可一杯看得见、一杯看不见，说明光靠眼睛不一定能判断水里有什么。 师：把一勺白糖放进水里搅一搅，糖看不见了，它去哪里了？生（预设）：化掉了，化在水里了。师：追问，化掉了就等于没有了吗？你怎么知道糖还在水里？生（预设）：水变甜了，糖还在水里，只是看不见，喝起来能感觉到。师：再追问，如果糖真的没有了，水还会是甜的吗？生（预设）：不会，水变甜正好说明糖还在水里，只是变得很小很小，眼睛看不见了。师：那么看不见的东西能不能算存在？生（预设）：能，只要还有证据，比如尝出来的味道，就说明它还在。 教师请各组把猜想写在记录单第一栏，写出你认为糖还在不在水里，并根据什么判断。多数学生写水变甜所以糖还在，也有学生写糖被水吃掉了。教师把这些不同的想法都保留下来，说明等做完蒸发实验就会知道答案，并提醒学生，科学上要讲证据，猜猜看不等于知道。 【知识归纳】①把物质放进水里，有的会溶解，有的不会溶解。②溶解以后看不见颗粒，但水会变甜或者变咸，说明物质还在水里。③判断一种物质有没有溶解，要看颗粒是否看不见、水是否变清、味道有没有变化，不能只凭感觉说没有了。 【评价要点】达成科学观念目标：学生能说出判断糖还在水中的依据是水变甜；能说清看得见和看不见的区别；能提出至少一条可以检验的猜想，并在记录单上写清自己的判断理由。 环节二：探究实践一·溶解与不溶解·过滤分离沙和水（约11分钟） 材料清单（每组一份）：食盐、白糖、沙、食用油各一小份，各约2克或2毫升；贴好标签的透明杯4只、清水约400毫升、玻璃棒1根、小勺1把、滤纸2张、漏斗1只、烧杯2只、支架1个、抹布1块、记录单1张。操作步骤：第一步，在4只杯里各倒入约100毫升清水并贴好标签；第二步，按顺序各加入一小勺物质，用玻璃棒搅拌10圈；第三步，静置1分钟，从侧面和上面各看一次，记录颗粒是否看得见、水是否变浑、有没有沉底或浮起；第四步，把沙水混合物用过滤装置过滤，比较滤液和原来的浑水有什么不同。操作提示：每加一种物质都要先洗净玻璃棒和小勺，防止上一种物质带进下一杯造成误判；搅拌时玻璃棒不要碰到杯壁发出响声，静置观察时从侧面看有没有分层、从上面看有没有浮起的东西。 记录单与预设结果：加入白糖——搅拌后看不见颗粒，水仍然清澈，判断为能溶解；加入食盐——看不见颗粒，水仍然清澈，判断为能溶解；加入沙——颗粒看得见，水变浑，静置后沉到底部，判断为不能溶解；加入食用油——能看见油花，静置后分成两层浮在水面，判断为不能溶解。过滤结果：沙留在滤纸上，滤液变清，几乎透明。教师提醒，食用油不溶于水，还会浮在水面上，所以不能把油和水的混合物当成溶液。判断能不能溶解时要在记录单上写清三条证据：颗粒看不看得见、水是清是浑、有没有分层或沉底，三条都对上了再下结论。 师：盐和糖溶解以后，水为什么还是清的？生（预设）：盐和糖变成了很小的、看不见的颗粒，均匀地分散在水里，所以水还是清的。师：追问，如果水变清了就说明盐没有了，那水为什么还是咸的？生（预设）：盐还在水里，只是分散得太小看不见，所以溶解不是消失，水会变咸就是证据。师：再追问，沙为什么不能像盐一样藏在水里？生（预设）：沙的颗粒太大，水化不开它，它只能沉在水底。师：那食用油呢，它为什么会浮在水面上？生（预设）：油比水轻一点，又化不到水里去，所以就浮在水面上，跟水分成两层。 师：有同学说，盐溶在水里把水变成了盐水，水就变少了。这种说法对吗？生（预设）：不对，水没有变少，只是水里多了盐。师：追问，那怎样把盐从水里取回来？生（预设）：把水晒干或者加热烧干，水没有了，盐就留在底下。师：再追问，取回来的还是原来那种盐吗？生（预设）：还是盐，尝一小粒是咸的，说明它没有变成别的东西。 过滤操作要点与口诀：把滤纸对折再对折，打开成漏斗形放进漏斗，滤纸边缘要低于漏斗口；用少量清水把滤纸润湿，让它紧贴漏斗内壁，中间不留气泡；把漏斗放在支架上，下端管口靠紧烧杯内壁；倒液体时用玻璃棒引流，液面始终低于滤纸边缘。四句口诀是低、贴、引、靠。教师先示范一次，再由每组轮流操作，观察滤液是否清澈、滤纸上的沙是否完整保留。操作提示：滤纸只能折两次，卷成漏斗后要用手按住边缘再放进去；若发现滤液仍然浑浊，先检查液面有没有高过滤纸边缘、滤纸有没有破洞、倒得是不是太急，找到原因后重做一次，不要直接把结果改成清澈。 【知识归纳】①食盐、白糖能溶解在水中，沙、食用油很难溶解在水中，食用油还会浮在水面上。②溶解以后物质没有消失，它均匀地分散在水里，所以水会变甜、变咸。③过滤可以分离不溶于水的固体和液体，液体能穿过滤纸，沙粒这样较大的固体颗粒不能穿过，会留在滤纸上。④过滤的操作要领是低、贴、引、靠。 【评价要点】达成科学观念目标与探究实践目标：学生能根据四种物质放进水里的现象正确判断能不能溶解；能说出溶解不是消失并给出水变咸这一证据；能按低、贴、引、靠完成一次过滤操作，滤液基本清澈、滤纸上的沙保留完整。 环节三：探究实践二·加快溶解与取回溶解的盐（约12分钟） 公平实验设计与记录表：研究怎样让盐溶解得更快。三只同样的杯子里各放同样多的盐，每杯约2克，各倒同样多的水，每杯约100毫升，水温都相同。唯一不同的条件分别是：第一杯不搅拌，第二杯用玻璃棒搅拌，第三杯不搅拌但水事先加温到约50摄氏度。三杯同时开始计时，记录每杯里的盐完全看不见所用的时间，教师强调只改变一个条件、其他条件都相同的公平规则。记录表横栏设杯子编号、是否搅拌、水温、完全溶解所用时间、我的想法五列，竖栏写三杯。数据示例：第一杯不搅拌、常温水，完全溶解约用120秒；第二杯搅拌、常温水，约用40秒；第三杯不搅拌、约50摄氏度温水，约用25秒。第二组对比实验是两只杯子放同样多的水和盐，一只放整块方糖、一只放研碎的细砂糖，比较完全溶解的时间，研碎的明显更快。汇总结论是搅拌、加热、把固体研碎都能加快溶解，其中加热和研碎的效果尤其明显。 师：第二杯只是搅拌了一下，盐怎么就化得那么快？生（预设）：搅拌让水和盐混得更匀，盐能碰到更多的水，所以就化得快。师：追问，这三杯里哪些条件必须一样？生（预设）：水要一样多、盐要一样多、杯子要一样，每杯只改一个条件，这样比出来才算数。师：再追问，为什么不能第一杯不搅拌、第二杯既搅拌又用热水？生（预设）：那样就分不清是搅拌起的作用还是热水起的作用了。 师：第三杯用的是热水，如果它同时也是搅拌过的，我们还能说热水让盐化得更快吗？生（预设）：不能，两件事一起变了，分不清是哪一个起的作用。师：追问，那要怎么改才能证明？生（预设）：让第三杯只加热、不搅拌，跟同样不搅拌的常温水那杯比，才是只改变了一个条件。师：再追问，研碎为什么也能加快溶解？生（预设）：研碎以后颗粒变小，和水接触的面变大，就化得更快。师：那如果既研碎又搅拌又用热水，会不会更快？生（预设）：会更快，三种办法都能加快溶解，不过做实验比较时只能改变一个条件，不然就说不清是谁起的作用。 蒸发结晶演示与安全提示：教师把约20毫升盐水倒入蒸发皿，放在铁架台的铁圈上，下面垫石棉网，用酒精灯加热，边加热边用玻璃棒轻轻搅拌；也可改用盛有热水的大烧杯做热水浴，更加安全。随着水不断减少，蒸发皿底部出现一层白色小颗粒，尝一小粒是咸的，正是被溶解的盐被取了回来。安全提示：加热由教师演示，学生站在安全线外并戴护目镜；酒精灯用火柴点燃、用灯帽盖灭，不能用嘴吹；石棉网防止玻璃受热不均炸裂；不能用手摸蒸发皿和烧杯，要等冷却后再取；水分快干时停止加热，防止晶体飞溅。教师同时播放加热食盐水结晶的慢镜头视频，让每组都能看清白色晶体一点一点出现的过程，并请学生把看到的现象写进记录单。 预设问题与应对：①学生认为加热后水不见了就是盐也一起没有了，应对方法是请学生看蒸发皿底部留下的白色晶体，尝一小粒是咸的，说明盐还在，只是水变成水蒸气跑到空气里去了。②学生认为水位下降就是水消失，应对方法是用冷水玻璃片盖在热水杯口，看到水雾和水滴，说明水没有消失，只是变成了水蒸气，遇冷还能变回水。③学生认为搅得越久水就越多，应对方法是请学生对比搅拌前后量杯里的水量，刻度没有变，搅拌只是加快溶解，不能增加水。变式训练：妈妈把糖块放进凉水里，糖化得很慢。请想出两种让糖更快化开的办法，并说明理由。参考答案要点：可以用勺子搅拌，搅拌能让糖接触到更多的水，溶解更快；可以把糖块研碎或改用细砂糖，颗粒变小以后与水接触的面变大，溶解更快；也可以换成温水，加热同样能加快溶解，任答两点即可。 【知识归纳】①搅拌、加热、把固体研碎都能加快溶解。②做比较实验要公平，只改变一个条件，水、盐的多少和杯子大小都要相同，否则比出来的结果说明不了问题。③溶解在水里的物质可以用加热蒸发的方法取回来，水变成水蒸气跑到空气中，物质留在容器里。④过滤适合分离不溶于水的固体，蒸发适合把溶解在水里的固体取回来。 【评价要点】达成科学思维目标与探究实践目标：学生能在方案里明确写出一个不同条件和若干相同条件；能说清搅拌、加热、研碎为什么能加快溶解；能观察并描述蒸发后出现白色晶体的现象，说出晶体就是原来溶解的盐，水变成水蒸气进入了空气。 环节四：迁移应用·课堂小结（约5分钟）。教师出示海水晒盐的照片并说明：海水引进盐田后，靠太阳晒、海风吹，水分慢慢蒸发，盐留在盐田里，这就是晒盐。再请学生说说妈妈煮汤时味精、鸡精怎样溶解，自来水厂用什么办法把浑水变清。教师顺势提醒，过滤出来的清水来之不易，生活中要随手关紧水龙头。教师最后总结一句话：水分蒸发后能晒出盐，说明溶解在水里的物质一直都在，只是我们看不见而已。 【课堂小结】食盐、白糖能溶解在水中，沙、食用油不能溶解；溶解不是消失，溶解在水里的物质可以用蒸发的方法取回来；搅拌、加热、研碎可以加快溶解；分离时，不溶于水的固体用过滤，溶解在水里的固体用蒸发结晶。【板书生成】左侧写混合与溶解，右侧写分离，把过滤与蒸发两种方法分别与不溶解和溶解两种情况用箭头连起来，最后写一行结论：性质决定分离的方法。教师边写边请学生把溶解不是消失和水变成水蒸气进空气这两句话复述一遍，作为本课的核心结论。 【当堂检测】1.选择题：下列物质放入水中搅拌以后，能溶解在水里的是（　）。A.沙子　B.食用油　C.食盐　D.铁屑。2.材料分析题：小明的妈妈把一杯盐水放在窗台上，几天后杯里的水明显少了，杯底出现一层白色小颗粒。请回答：（1）水去哪里了？（2）杯底的白颗粒是什么、是怎样来的？（3）这个现象在生活中有什么用处，举一例说明。 参考答案与解析：1.C。食盐能溶解在水中，搅拌后看不见颗粒、水仍然清澈；沙子、铁屑不溶于水会沉底，食用油不溶于水且浮在水面。2.（1）水没有消失，它变成了水蒸气跑到空气中去了，这个过程叫蒸发。（2）白色小颗粒是原来溶解在水里的盐；水不断蒸发，水分进入空气，盐留了下来，越积越多就形成了晶体。（3）海水晒盐就是利用这个原理，把海水引入盐田，靠太阳晒、风吹使水分蒸发，最后得到食盐。 环节一以尝一口糖水制造认知冲突，水是澄清的而味道是甜的，学生必须解释看不见却尝得到这件事，这是溶解不是消失这一观念的起点，评价要点为能否说出水变甜就是糖还在水中的证据。 环节二用四种物质对比观察把溶解与不溶解的界线建立在现象上，并顺带用过滤分离沙和水，评价要点为能否根据现象正确判断并说出溶解不是消失、能否按低贴引靠完成过滤；环节三的公平实验要求学生只改变一个条件，是三年级难得的公平意识训练场，蒸发结晶演示把盐还在水里变成看得见的白色晶体，评价要点为方案里是否只有一个条件不同、能否说清晶体从哪里来，对应科学思维与探究实践目标。 环节四联系海水晒盐、自来水净化，学生用性质决定方法解释生活现象并体会淡水来之不易，达成态度责任目标，评价要点为能否举出实例、说明所用方法与依据，并说出至少一条节约用水的做法。
板书设计 固体、液体的混合与分离（第二单元 固体和液体 第8课） 把固体放入水中：食盐、白糖看不见了，沙沉底、油浮面 溶解不是消失：水变甜、水变咸，物质还在水里 不能溶解：沙、食用油（油不溶于水，还会浮在水面上） 加快溶解的三个办法：搅拌、加热、把固体研碎 公平比较实验：只改变一个条件，其他条件都相同 取回溶解的盐：加热蒸发，水变成水蒸气，盐留在器皿里 分离沙和水：用过滤，口诀是低、贴、引、靠 过滤的道理：液体能穿过滤纸，较大的固体颗粒不能穿过 安全与责任：加热要垫石棉网、由教师演示，淡水来之不易要节约
作业布置 基础性作业：完成活动手册中的溶解记录页，把白糖、食盐、沙、食用油四样物质放进水里的现象各写一句话，判断哪些能溶解、哪些不能，并写出你的判断依据。 提升性作业：设计一张加快溶解的对比实验记录表，写出你要改变的一个条件和必须保持相同的几个条件，再用家里的方糖做一次验证，把完全溶解的时间记下来。 拓展性作业：观察并记录家里一件利用溶解或分离的事情，例如泡蜂蜜水、煮汤放盐、把糖水放进冰箱、晾晒咸菜，写清用了什么方法、依据什么性质，下节课和同学交流。
教学反思 学生极易把看不见了等同于没有了，用尝一尝水是咸的、蒸发后剩下白色晶体这两个证据反复对照，比教师口头强调有效得多，这两步在任何情况下都不能省略，否则本课的核心观念就落不实。 公平实验的设计是本课最大的难点，多数小组会同时改变搅拌和水温两个条件。可先请学生给一份写错的方案挑错，再动手做自己的实验，比教师直接给出正确方案印象更深，也更能培养公平意识。 蒸发演示受安全限制学生无法人人动手，可提前一天布置把盐水滴在玻璃片上放在窗台的慢实验，第二天观察留下的白色结晶，让学生亲眼看到水分蒸发后盐并没有消失。 过滤装置搭建对三年级学生偏高，滤纸贴合、玻璃棒引流都需要多次练习，个别组因滤纸破损重做而超时。可安排课前服务小组试搭一次，课上让每组轮流操作并把操作步骤贴在实验台上对照。
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