名师示范教学设计：3.2熔化和凝固 优秀教案 （八年级人教版上册）

第2节熔化和凝固初中物理课程标准要求：“1.能描述固、液和气三种物态的基本特征。2.列举自然界和生活中不同状态的物质及其应用。3.经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。4.用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。”熔化和凝固是生活中非常熟悉的现象，学生有感性认识，在教学过程中，注重让学生动手做实验来得出相关结论，继而利用多媒体手段来观察生活中的现象，这样更有助于学生对这一知识的理解和应用。本节设计以学生熟悉的冰变成水及水可以变成水蒸气等现象，让学生认识物质的三种状态，继而引入物态变化，引入本课题。注重体现从生活走向物理，从物理走向社会。从生活中的现象引入熔化和凝固概念，通过实验探究熔化和凝固的特点，总结规律，及时引导学生走向社会，了解熔化和凝固的应用。在合作探究过程中，引导学生充分认识固体熔化时的特点，并培养学生的动手能力和利用实验数据绘制图象分析问题的能力。在教学中应用视频等多媒体手段，让学生感受生活中的物态变化，激发学生对科学的好奇心和求知欲，培养学生探究未知世界的科学素养和科学精神。三维目标知识与技能1能区别物质的气态、液态和固态三种状态，能描述这三种物态的基本特征。2了解物质的固态和液态之间是可以转化的。3了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。4了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。过程与方法1通过探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件。2了解有没有固定的熔点是区别晶体和非晶体的一种方法。3通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。情感、态度与价值观通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，乐于探索自然现象的情感。教学重点1实验探究归纳晶体与非晶体在熔化过程中的本质区别，总结不同物质熔化和凝固的规律。2实验数据的处理及根据图象叙述晶体和非晶体的熔化和凝固的特点。教学难点1晶体和非晶体熔化时温度变化特点；2根据实验数据分析、总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义；3了解晶体熔化时，要吸收热量而温度不变。教学方法实验探究法、对比法、图象法课时安排1课时教学准备铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、海波、石蜡、水、液态酒精、计时表、冰块、铁块、保险丝等。导入新课多媒体展示生活中的各种物态变化的事例：铁矿石在高温炉中熔化为铁水，从高温炉中倒出的铁水凝固成铁板；低温度实验室在低温状态下制得液态氧、氮和固态氧、氮；不同季节、气候下的水的状态变化。学生思考交流：还能举一些自然界和日常生活中的各种不同状态的物质吗？引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。联系生活：把水放入冰箱的冷冻室里，水就会变成冰；把冰加入饮料中，冰从饮料中吸收热量就变成了水。点燃的生日蜡烛的火焰旁边，固态的蜡不断地变成液态的蜡，一部分流下来的蜡滴很快又变成了固态的蜡。路桥施工人员把固态的沥青加热成液态，再把液态的沥青浇在路面上，很快又变成固态。引导归纳：随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。推进新课一、物态变化活动体验：(1)将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？学生操作实验，回答观察到的现象：蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。(2)将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？归纳总结：1物质通常有三种状态，即固态、液态和气态。如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。2物质各种状态之间的变化叫物态变化。二、熔化和凝固1概念归纳(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。例子：说出下列物态变化名称(1)冰棒化成水：熔化(2)钢水浇铸成火车轮：凝固(3)把废塑料回收再制成塑料产品：先熔化再凝固出示固体海波和蜡，提出问题：它们怎样才会变成液态？在熔化过程中，它们的温度有什么变化？学生思考：熔化和凝固是在什么条件下发生的？熔化和凝固的过程有什么特点？不同物质熔化和凝固的规律一样吗？2探究固体熔化时温度的变化规律提出问题：物质熔化时需要什么条件呢？不同物质在由固态变成液态的熔化过程中，温度的变化规律相同吗？猜想假设：熔化过程中一定要加热，所以物质一定要吸收热量，这时温度可能是不断上升的。制定计划与设计实验实验器材：铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、计时表、海波(硫代硫酸钠)、石蜡、水等介绍实验装置，如图所示，强调酒精灯和温度计的用法酒精灯的使用进行实验：(1)四个同学为一组，选出一名同学作为组长，负责本组探究性学习，教师课前要对组长进行指导，交代实验中可能会遇到的一些问题和注意事项，确保实验能顺利进行。每一组分成两个小组，分别探究两种不同固体的熔化。(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。(3)第1小组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 开始计时，每隔0.5分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；第2小组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从50 开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。实验要求：要求学生做好观察记录观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。记录：实验中的数据。表一海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表时间/s0.511.522.533.544.555.566.5温度/414344454647474747.54851.553.555.5状态固态固液共存液态表二石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表时间/s789101112131415161718温度/5255586162 636566.5697274 83状态固态粘稠状态液态学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。三、熔点和凝固点对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。海波的熔化图象石蜡的熔化图象学生讨论交流，思考：(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？温度怎样变化？吸热、放热情况如何？归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。得出结论：(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。(3)晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫凝固点。同一种物质的凝固点和它的熔点相同。学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点；(2)凝固过程中处于固液共存状态；(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固；(4)凝固过程放热。学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。 晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。 知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ，钨的熔点最高。物质熔点/物质熔点/物质熔点/金刚石3 350金1 064冰0钨3 410银962固态水银39纯铁1 535铝660固态酒精117各种钢1 3001 400铅327固体氮210各种铸铁1 200左右锡232固体氢259铜1 083海波47固体氦272设计意图：这是初中物理中第一次用图象的方法来表示物理过程，教师应通过班级讨论的方式，解释清楚曲线上每一个点的含义，让学生深刻地体验图象法是一种非常简洁、有效地表示物理过程的方法，为今后使用图象法学习物理打好基础。四、熔化吸热、凝固放热归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。前沿科技：现在人们研制出一种聚乙烯材料，在1540 的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。设计意图：新课程标准强调通过科学想象与科学推理方法的结合，发展学生的想象力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯。本部分从设计启发学生应用逆向思维的方式学习，并紧密地联系前沿科技，使学生关心科学技术的新进展和新思想，了解自然界事物的相互联系，逐步树立科学的世界观。1用铜块浇铸铜像的过程，发生的物态变化是()。A一个凝固过程B一个熔化过程C先熔化后凝固 D先凝固后熔化答案：C2坩锅是冶炼金属用的一种陶瓷锅，能够耐高温。坩锅内盛有锡块，坩锅放在电炉上加热，锡在逐渐熔化的过程中()。A要不断吸热，温