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3B Unit10 Do you play…？教学设计

教学资料[八年级物理上]第2节 熔化和凝固
第2节 熔化和凝固

一、本节三维目标要求
1．知识与技能
Ø 了解晶体和非晶体的区别。知道一些物质的熔点。
Ø 知道熔化和凝固的含义。
Ø 认识熔化是吸热过程，了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。
2．过程与方法
Ø 感知发生熔化和凝固的条件
Ø 区别晶体和非晶体，感悟物质世界的美丽多姿。
Ø 经历固体熔化的实验探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。
Ø 了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据做出物理图像的方法。
3．情感、态度与价值观
Ø 尝试对环境温度问题发表自己的见解。有关注环境温度的意识。
Ø 尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点联系起来，将所学知识与生产、生活相结合。
Ø 关注自然现象，产生乐于探究自然现象的兴趣和欲望。

二、重点和难点
本节重点是探究固体熔化过程的规律。
本节难点是实验数据的图像转换方法。

三、教学实施建议
（一） 教学过程
本节安排3个教学板块：（1）认识晶体；（2）实验探究固体熔化过程的规律；（3）液体的凝固。
1. 认识晶体
学生对将固体区别为晶体和非晶体认识不足，教师应着力调动学生的观察积累，利用教科书提供的图片，酌情展示一些常见晶体和非晶体的实物、模型、图片资源，首先让学生建立区别晶体和非晶体的宏观依据——形状规则与否的概念，初步认识晶体和非晶体的区别。
2. 实验探究固体熔化过程的规律
不宜将本板块变为演示，要舍得投入时间，引领学生经历固体（含晶体与非晶体）熔化的实验探究全过程，初步领略科学探究的各个环节，学习科学探究的基本思路和方法。这也是课时安排建议本节2课时的主要原因。
（1）首先，教师应引导学生注意晶体和非晶体不同的形状和不同的加工工艺，猜想到它们可能存在不同的熔化规律；在观察和思考的基础上，提出探究问题：熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？晶体和非晶体的熔化规律究竟有什么不同？
（2）为了研究提出的问题，重要的是组织学生讨论，制订出分工合理、实用高效的探究讨划和实验设计方案。
各组首先应选取一种晶体、一种非晶体作为对比研究对象；为了使结论具有普遍性，各组所选研究对象要在条件允许的情况下尽可能不同。其次，要探究熔化规律，自然需要将研究对象熔化，怎样熔化？在熔化过程中需要观测记录哪些数据和现象？需要什么实验器材或仪器？要否自己寻找或自制？这些都不要教师给定。这些问题需要师生讨论，达成共识，并要有所约定。例如，各组达成借助酒精灯加热晶体和非晶体使之熔化的基本思路，约定定时（例如每隔30s）记录加热过程中晶体和非晶体的温度，并确认当时研究对象的状态，直到熔化持续一段时间为止。至于各组探讨的具体问题，例如，停止加热后，熔化情况怎样？是选取冰和蜡，还是选取海波和松香或者别的作为研究对象？是用水浴法加热，还是直接加热？都应该以宽容的态度对待。需知：规范完美的科学探究纯属理想模型，在实际上是不存在的，以此模式组织探究只能是“假探究”；各组探究过程的差异应视为宝贵的课程和教学资源，使得合作交流、讨论评估更具实际价值。
（3）在进行实验和收集证据过程中，应帮助学生解决一些实际问题：
①进一步巩固使用酒精灯或无烟腊加热物体的规范要求。
②了解实验室常用液体温度计的工作原理、构造特点、温度范围及分度值。
③学会测量温度，知道用温度计测量温度的正确方法和注意事项：
·确认温度计的量程和分度值。
·将温度计的玻璃泡与被测量的物体充分接触。
·当温度计的示数稳定后再读数。读数时，温度计仍需和被测物体接触（体温计除外）。
·读数时，视线要与温度计中液柱上表面相平。
④研究固体熔化时温度的变化规律，需要知道它们熔化过程中的温度。如何使待熔化物体均匀受热、使温度计的玻璃泡与待熔化固体充分接触呢？怎样使待熔化固体缓慢熔化，以便观察和测量呢？
·待熔固体应为细粒或粉末状。
·盛装待熔固体的试管应较细，以增大受热面积。装入试管中的待熔固体应适量（过少，则熔化过程太短，不利观测；过多，则受热不均匀）。
·优选间接加热（例如水浴）法，并用两枚温度计同监测试管内外的温度，调整控制热源加热力度，使内外温差保持在2～3℃左右。
·建议学生先做非晶体熔化实验，再做晶体熔化实验。用意有二：前者较易成功且易理解；能够对后者产生更强列的印象和反差。
⑤指导学生分工合作，高效安全地进行实验、收集证据。
（4）在数据处理、讨论交流和评估环节，教师的主要工作应集中于：
①激活学生寻找和比较数据规律的需要。
②帮助学生回顾数学上描点作图的一般方法及其优点，指导学生在方格纸上描画物质熔化曲线。
③热情支持学生的附加探究实验，允许学生重做或部分重做实验，以便扩大交流和评估成果。
④为学生提供讨论和评估的必要物质条件，例如，提供视频展台或实物投影仪，用以展示各组所得熔化曲线和数据记录表格。
⑤实验结论不宜绝对化。为了达成共识，应组织学生对比分析、总结晶体和非晶体的熔化过程，归纳出二者的同异点，总结出晶体熔化的两个必要条件：①达到熔点；②继续加热（吸收热量）。
（5）得出固体熔化过程的规律后，教师可予以扩展。
①给出熔点概念。指出熔点是晶体物质的基本属性之一。生活和自然界中，生产和技术上，许多现象和应用都与熔点有关。
②引导学生用分子动理论初步解释熔化的吸热过程。
③介绍常见物质的熔点，使学生对之有定性的了解。要求记住冰的熔点。
3.液体的凝固
教科书对液体的凝固处理较为粗略，教学中可引导学生采用有意的接受学习方式进行。
（1）列举生活、生产、技术上的液体凝固实例。例如，水结成冰，塑料颗粒熔化后注入钢模冷却凝固成塑料盒，熔融状态下的玻璃轧制成玻璃板……
（2）凝固过程和凝固曲线。引导学生对比冰（晶体）熔化过程的三个阶段，采用类比的方法，分析水（液体）凝固过程的三个阶段的吸放热特点和温度变化特点。要明确：虽然同种物质的凝固点和熔点相同，但两种曲线却具有不同的物理含义。同时总结归纳出熔融状态下的晶体凝固的两个必要条件：①达到凝固点；②放出热量。还应对比分析熔融状态下的晶体与非晶体的凝固过程的异同点。使学生获得相对完整的固液变化的认识。
为了同一目的，建议布置课外实验探究活动：利用冰箱设计实验，研究水的凝固过程并画出水的凝固图像。
（3）组织学生综合运用熔化和凝固规律，特别是联系§5.1自我评价中的屋檐上冰锥的形成过程，交流讨论教科书有关“火山爆发后”内容，要求学生做到运用所学知识和方法进行必要的推理分析。
熔岩在流淌过程中，将因向周围放热而导致温度不断降低。虽然刚从火山口喷出时岩浆温度相同，但凝固点（熔点）高的矿物岩浆将首先凝固，这些凝固的矿物要么沉积下来，要么随未凝固的岩浆向前推移，直到所有岩浆均在火山口周围依山傍势凝固。基本上按橄榄石、辉石、角闪石、黑云母、正长石、白云母、石英排列。
（二）材料准备与实验设计
1.实验材料准备
本节教学需要准备的材料有温度计、试管、酒精灯或无烟腊、铁架台等。
冰块、海波、峰蜡、松香等均由实验室统一制备。其中冰块由实验室用电冰箱统一制备，学生只需按设计要求制成碎冰即可使用。海波，化学名称“硫代硫酸钠”，分子式Na2S2O3 ，商用海波常为较大的晶粒，通常在试剂商店或照相器材商店有售。海波熔点为48℃，因含有杂质可略有不同。
顺便提及，以往教学中常选固态萘（熔点为80.5℃）作为研究熔化和凝固过程的实验器材，因为萘在加热过程中会放出有毒挥发物，现已废止。
2.实验设计
图5-2-1
（1）在用大苏打（硫代硫酸钠）做晶体熔化实验时，试管中晶体粉末不宜过多，只要全部熔化后仍能浸没温度计测温泡即可。实验中温度计测温泡不要和试管壁接触，为了使晶体粉末受热均匀，可在粉末中混一些碎的细铜丝，加热时应不断搅拌。为了缩短加热时间，不要用冷水，起始温度可高些(35～40℃之间)，每隔l分钟记录l次温度，大苏打的熔点在47～49℃左右(由于总会含有杂质，一般不可能正好是48℃)。实验时，最好用另一温度计测水温。如果环境温度太高，水温上升太快，会使大苏打熔化太快，画出熔化图线

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