一、教学目标
- 物理观念:能说出熔化、凝固、熔点、凝固点;知道固态和液态可以相互转化,晶体有固定熔点,非晶体没有固定熔点。
- 科学思维:通过比较海波和石蜡的温度—时间图像,归纳晶体与非晶体熔化规律的不同;能用图像信息判断物质是否处于熔化过程。
- 科学探究:会使用温度计、计时器和水浴加热装置,能按时间间隔记录温度与状态,并在坐标纸上描点作图。
- 科学态度与责任:在实验记录中坚持如实记录、规范读数,小组分工中形成安全操作和合作交流意识。
二、教学重难点
重点:晶体熔化时的温度变化特点,熔点和凝固点的概念。
难点:理解晶体在熔化过程中持续吸热但温度不变;从温度—时间图像中区分晶体与非晶体。
三、教学过程
环节一 情境导入
【师】出示冰块和蜡烛碎块,提问:冰变成水、蜡烛受热后由固态变成液态,这两个过程有什么共同点和不同点?
【生】共同点是由固态变成液态;不同点是有同学认为冰有固定的“化”的温度,蜡烛加热就慢慢变软。
【师】引出课题:固态变成液态叫熔化,液态变成固态叫凝固。今天通过实验探究不同固体熔化时的温度变化特点。
环节二 实验探究:比较海波和石蜡的熔化
【师】介绍实验装置:试管内装入少量海波或石蜡,插入温度计,采用水浴加热,每0.5 min记录一次温度,同时观察状态变化。
【生】分组领取“海波石蜡双线记录表”,记录项目为:时间/min、海波温度/℃、海波状态、石蜡温度/℃、石蜡状态。
【师】提示温度计玻璃泡要充分浸入被测物质,不碰试管底和壁;读数时视线与液柱上表面相平;石蜡加热到刚熔化即可,防止过热。
【生】实验后按“三步作图法”绘制图像:先标坐标轴,纵轴表示温度、横轴表示时间;再按双线记录表描点;最后用平滑曲线连接。海波曲线与石蜡曲线画在同一坐标系中。
【师】引导比较:海波曲线出现一段平直部分,此时海波正在熔化,固液共存,持续吸热但温度不变;石蜡曲线持续上升,没有明显温度不变阶段。
【生】归纳:海波是晶体,熔化时温度不变,这个温度叫熔点;石蜡是非晶体,没有固定熔点。
环节三 归纳熔化与凝固条件
【师】追问:海波处于平直段时还在继续加热吗?为什么温度不升高?
【生】还在继续加热,吸收的热量用于熔化,所以温度不升高。
【师】归纳晶体熔化两个条件:达到熔点、持续吸热。晶体凝固两个条件:达到凝固点、持续放热。给出“条件判断三步法”:一看温度是否达到熔点或凝固点;二看是吸热还是放热;三判断能否发生对应物态变化。
【生】用三步法判断:把一块0℃的冰放入0℃的保温箱中,冰能否继续熔化?达到熔点,但无法从外界持续吸热,所以不能继续熔化。
环节四 应用与分层作业
【师】引导学生解释“下雪不冷化雪冷”:雪熔化时吸收空气热量,使周围温度下降。
【生】列举凝固放热实例:北方冬季菜窖里放一桶水,水结冰时放热,可减缓窖内温度下降。
作业设计:
必做2题:
- 根据课堂绘制的海波熔化图像,标出熔化段、固液共存段,并写出熔点。
- 用熔化或凝固条件解释:把正在熔化的0℃冰拿到0℃房间中,冰是否继续熔化?
选做1题,不计入必做总量:观察冰块在室温水中熔化的前3分钟,记录温度变化,写一段观察记录。
四、板书设计
熔化和凝固
固态 ⇌ 液态
熔化(吸热) 凝固(放热)
实验对比:
海波(晶体):温度不变段——有熔点
石蜡(非晶体):温度持续上升——无固定熔点
晶体熔化条件:达到熔点+持续吸热
晶体凝固条件:达到凝固点+持续放热
五、设计意图
本设计以海波和石蜡的对比实验为主线,用“双线记录表”把晶体与非晶体放在同一时间轴上比较,帮助学生在图像上直观识别平台段,避免死记概念。“条件判断三步法”将温度条件和吸放热条件拆开判断,降低学生理解晶体熔化、凝固条件的难度。情境导入与应用环节形成从生活现象到实验探究、再回到解释生活的闭环,使概念学习有入口也有出口。
