第二節(jié)《熔化和凝固》導學設計

 【設計理念】

    本節(jié)課，課標要求學生觀察生活中熱現象的基礎上，通過實驗來探究物體的熔化和凝固過程，并知道物體的熔化和凝固過程，進一步能運用相關的知識來解釋生活和自然界中的一些現象，培養(yǎng)學生將所學知識與生產相結合的應用能力。學習本節(jié)內容所運用到的思想方法，將貫穿整個物態(tài)變化的學習過程。

　　本節(jié)課以生活中常見的物理現象為起點，以物理知識為載體讓學生進行科學探究，通過讓學生親自動手實驗，加深學生對科學探究過程的體驗和物理知識的認識。教師在學生的整理過程中，通過舉例、設問、講解、點撥等多種方法，適時引導，教師以引導者，共同學習參與者的身份來構建和諧、民主、平等的師生關系，營造有利于學生自主學習、互相合作、科學家探究的學習氛圍，提供學生知識和能力發(fā)展空間，讓學生親身經歷科學探究的整個過程中獲得知識、提高能力、掌握方法。

　【教學目標】

　　1．知識與技能：

　理解氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)是物質存在的三種形態(tài)。了解物質的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉化的。了解熔化、凝固的含義，了解晶體和非晶體的區(qū)別。了解熔化曲線和凝固曲線的物理意義。

　　2．過程與方法：

　通過探究固體熔化是溫度變化的規(guī)律，感知發(fā)生狀態(tài)變化的條件。了解有沒有固定的熔化溫度是區(qū)別晶體和非晶體的一種方法。通過探究活動，使學生了解圖象是一種比較直觀的表示物理量變化的方法。

　　3．情感、態(tài)度和價值觀

　　通過教學活動，激發(fā)學生對自然現象的關心，產生樂于探索自然現象的情感。

　　【教學準備】

　學生實驗，六人一組。每組配備熔化實驗儀器、酒精燈、鐵架臺、石棉網、溫度計兩支、海波、蠟、水、火柴、坐標紙。

　　【教學過程】

　　一、新課引入

　　熔化和凝固

　　師：春天來了，湖面上的冰化成水；固態(tài)的鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成了液態(tài)等等，這些都是物質由固態(tài)變成液態(tài)的現象。你見過哪些物質由液態(tài)變成固態(tài)的現象？

　　生答：冬天到了，氣溫下降，湖面上的水結成冰；工廠的鑄造車間里，工人將鐵水澆在模子里，冷卻后，鐵水變成了固態(tài)的鑄件。

　我們把物質由固態(tài)變成液態(tài)的過程叫熔化。物質由液態(tài)變成固態(tài)的過程叫做凝固。剛才我們提到的冰化成水是熔化，水結冰是凝固。鐵、鋁等金屬塊在高溫下變成液態(tài)是熔化，鐵水鑄成工件是凝固。

　　除此之外，蠟、松香、瀝青、玻璃等物質也能熔化和凝固。

　　二、展開

　　　　　　　　　　探究固體熔化時溫度變化規(guī)律

　　提出問題　　　1．在熔化過程中溫度是怎樣變化的？

　　　　　　　　　2．是不是每一種物體熔化時溫度都相同？

　　假設與猜想　　1．在熔化過程中溫度應該不斷上升。

　　　　　　　　　2．在熔化過程中溫度應該不變?！?/SPAN>

　　設計實驗論證

　　教師：為了讓我們發(fā)揮團結協(xié)作能夠更快更好的完成探究實驗整個班級組成一個科學研究組，老師作為組長，下面分成八個小組每組六人，每組推舉一個小組長一個工程師。（小組討論推舉小組長和工程師）

　　組長組織討論　　1．怎樣組裝這個實驗裝置？

　　　　　　　　　　　2．實驗中要注意哪些問題？

　　　　　　　　　　　3．怎樣作好分工使實驗有條不紊？

　　（小組討論并匯總給工程師）

　　教師：八個工程師組成一個工程組把每個組的討論結果匯總。

　　（一）上講臺演示組裝實驗裝置的過程。

　?。ǘ┲v述實驗中注意的事項：

　　1．溫度計要完全浸入被測物體中。

　　2．實驗時讓物體受熱均勻要不斷攪拌。

　　3．注意酒精燈的使用安全。

　?。ㄈ┓止ぃ簣髸r一人，報溫度值一人，報物質狀態(tài)一人，記錄一人，照顧儀器一人，攪拌物質一人。

　?。ㄋ模嶒炍镔|：海波和石蠟。

　?。ㄎ澹┻M行實驗。

　　1．海波與石蠟的熔化曲線的分析

　?。ń處熯x擇一個組的熔化曲線，請該組同學畫在黑板上，如上圖）

　　教師：其他各組的曲線雖然不完全相同，但是大致形狀如圖所示。我們將這一曲線分為AB、BC和CD三段，請同學們結合實驗，討論下列問題。

　?、?/SPAN>AB段。在這段曲線對應的一段時間內海波是什么狀態(tài)？溫度怎樣變化？

　?、谠谇€上的哪一點海波開始熔化？

　?、墼?/SPAN>BC段對應的時間內，海波的狀態(tài)如何？溫度是否變化？這段時間是否對海波加熱？

　?、茉?/SPAN>CD段對應的時間內海波是什么狀態(tài)？溫度如何變化？

　?、菔炘谡麄€過程中溫度怎樣變化？

　　熔點：

　　晶體（教師）：除了海波以外，其他晶體物質，如各種金屬、冰、固態(tài)酒精等，在熔化過程中，溫度保持不變，有固定的熔點叫做晶體。晶體熔化時的溫度叫熔點。

　　非晶體：像石蠟這樣在熔化過程中溫度不斷降低沒有固定的熔點叫做非晶體。

　　2．凝固曲線

　　教師：如果讓熔化了的海波和石蠟冷卻，記下液態(tài)海波和石蠟在冷卻凝固成晶體過程中的溫度隨時間變－化情況，可得到凝固曲線近似上圖的形狀。請大家思考并回答：

　?、?/SPAN>DE段。海波是_____態(tài)，_____熱（填“吸”或“放”），溫度____。

　?、?/SPAN>EF段。海波的狀態(tài)是_____，_____熱，溫度_____。

　?、?/SPAN>FG段。海波是_____態(tài)，_____熱，溫度_____。

　?、苁炘谀淌菧囟仍鯓幼兓?？（不斷降低）教師：晶體的凝固也是在一定的溫度下完成。晶體凝固時的溫度叫凝固點，晶體的凝固點和它的熔點相同。非晶體在凝固時溫度不斷降低沒有固定凝固點。

　　3．學生練習

　?、僮x物質的熔點表。

　　請學生看課本上的熔點表。教師讀一種物質的熔點并加以解釋。

　　教師：鎢的熔點是3140℃。鎢在熔化時溫度保持在3140℃不變。

　　（學生模仿教師讀幾種物質的熔點并加以解釋）

　?、趯W生回答

　　·溫度是70℃的萘是____態(tài)。

　　·鐵、銅、鋁在常溫下是____態(tài)。

　　·水銀在－30℃時是____態(tài)。

　　·酒精在－100℃時是____態(tài)。

　　·想想議議：中國北部的漠河冬季氣溫最低達到－523℃，應選用水銀溫度計還是酒精溫度計？為什么？（應選用酒精溫度計。因為酒精的凝固點是－117℃，在－52．3℃的情況下，酒精是液態(tài)的。水銀的凝固點是－39℃，在氣溫低于－39℃時，水銀是固態(tài)的。所以水銀溫度計在冬季的漠河無法工作。

　　4．熔化吸熱和凝固放熱

　　教師：現在請大家結合熔化和凝固的實驗聽一段海波的自白，并回答問題。

　　我叫海波，我的熔點和凝固點都是48℃?，F在我的體溫恰好是48℃，請你們告訴我，我是應該熔化，還是應該凝固呢？只要你們說得對，我就照你們說的辦。

　?。▽W生討論并回答）

　　48℃既是海波熔點也是它的凝固點。此時海波是熔化還是凝固，關鍵要看海波是吸熱還是放熱。固態(tài)海波在溫度到達熔點時，吸熱則熔化。液態(tài)海波在溫度到這一溫度時，放熱則凝固。所以熔化時吸熱，凝固時放熱。

　?。ㄔu估與交流）教師　　在這個實驗中有些同學做的非常成功，但是也有些同學沒有成功。那么請那些沒有成功的小組由組長帶領自己分析一下自己失敗的原因在哪里，然后再跟成功的小組交流一下？

　　　　　　　　　小組交流

　?。w納總結）

　　1．物質由固態(tài)變成液態(tài)叫熔化。物質由液態(tài)變成固態(tài)叫凝固。

　　晶體和非晶體的熔化、凝固有明顯的區(qū)別：晶體的熔化和凝固是在一定的溫度下完成，這個溫度分別叫熔點和凝固點，而非晶體沒有一定的熔點和凝固點。

　　但是不論晶體還是非晶體，熔化時都吸熱，凝固時都放熱。

　　所以，晶體實現熔化的條件可概括為兩條：一是溫度到達熔點，二是吸熱。凝固的條件是溫度到達凝固點，同時要放熱。

　　2．通過以上的學習，請大家考慮以下兩個問題。

　?、俦旌衔锏臏囟葹槭裁纯偸?/SPAN>0℃？（學生思考并回答）

　?、谌藗兂Ｕf“下雪不冷化雪冷”，這句話是什么道理？（學生思考并回答）

　　課堂小結　　教學總結：本節(jié)課學生通過親身體驗晶體與非晶體的熔化和凝固過程，掌握了晶體與非晶體熔化與凝固時溫度變化的規(guī)律，感知了發(fā)生狀態(tài)變化的條件。通過這次的探究活動學生不僅提高了自己的知識技能，而且培養(yǎng)了自己的科學探究能力。