熔化和凝固教學(xué)設(shè)計(jì)

熔化與凝固教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.物理觀(guān)念（1）了解晶體和非晶體的區(qū)別。知道一些物質(zhì)的熔點(diǎn)。（2）知道熔化和凝固的含義。（3）認(rèn)識(shí)熔化是吸熱過(guò)程，了解熔化曲線(xiàn)和凝固曲線(xiàn)的物理含義。2.科學(xué)思維：了解圖像是一種比較直觀(guān)的表示物理量變化的方法。學(xué)習(xí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出物理圖像的方法。3.科學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷固體熔化的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。感知發(fā)生熔化和凝固的條件。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任（1）嘗試將生活和自然界中的一些現(xiàn)象與物質(zhì)的熔點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，將所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)、生活相結(jié)合。（2）關(guān)注自然現(xiàn)象，產(chǎn)生樂(lè)于探究自然現(xiàn)象的興趣和欲望。教學(xué)重點(diǎn)探究固體熔化過(guò)程的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖像轉(zhuǎn)換方法。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法和講授法教學(xué)用具書(shū)、文具盒、橡皮擦教學(xué)課時(shí)1課時(shí)教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情景、導(dǎo)入新課雪花形狀各異（如圖所示），你也許會(huì)發(fā)現(xiàn)，每片雪花都有六個(gè)角。在放大鏡下，你會(huì)有更驚奇的發(fā)現(xiàn)：每片雪花都由六角形小冰粒組成！二、新課講授、師生互動(dòng)（一）認(rèn)識(shí)晶體還有許多類(lèi)似雪花這樣有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體，如食鹽、糖、海波、許多礦石和各種金屬等（如圖所示）。這些固體都屬于晶體（crystal）玻璃也是固體，但壓碎后的碎塊卻沒(méi)有像晶體那樣的規(guī)則形狀。像玻璃這樣的固體還有松香、蜂蠟、瀝青等，它們都是非晶體（amorphousmatter）。冰能化成水，水能結(jié)成冰。銅錠在高溫下能熔化成銅水，倒進(jìn)模具中冷卻，澆鑄成各種形狀；玻璃管在高溫下能被工藝師吹拉成漂亮的工藝品。物理學(xué)中，物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程叫作熔化（melting），由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程叫作凝固（solidification）。實(shí)驗(yàn)探究固體熔化過(guò)程的規(guī)律（二）固體的熔化提出問(wèn)題：晶體和非晶體的熔化有什么不同的規(guī)律呢？我們選擇冰、海波、蜂蠟、松香等材料，分成若干組，每組選取一種晶體和非晶體，分別用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。材料◆溫度計(jì)◆秒表◆試管◆燒杯◆鐵架臺(tái)◆酒精燈◆陶土網(wǎng)◆水、冰、海波、蜂蠟、松香等制訂方案：實(shí)驗(yàn)前，需思考：怎樣讓被加熱物質(zhì)受熱均勻，慢慢熔化？如何使溫度計(jì)的測(cè)溫泡與待測(cè)物質(zhì)充分接觸，并能準(zhǔn)確測(cè)量它們?nèi)刍瘯r(shí)的溫度？在熔化過(guò)程中需要觀(guān)測(cè)記錄哪些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象？小聰實(shí)驗(yàn)片段：小聰把-5℃左右的碎冰放入試管，把溫度計(jì)插在碎冰中，再把試管放在30℃左右的溫水中加熱。每隔30s記錄一次溫度，填入下面的表格中。很快，冰開(kāi)始熔化了······冰的熔化過(guò)程：很快，冰開(kāi)始熔化了??????“我的溫度計(jì)的液柱也不動(dòng)了！“許多同學(xué)也感到疑惑。小聰實(shí)驗(yàn)片段：“冰里溫度計(jì)的液柱怎么不動(dòng)了，是不是壞了？”小聰驚叫。“我的溫度計(jì)的液柱也不動(dòng)了！”其他同學(xué)也感到疑惑。收集證據(jù)：不同組選用了不同的材料，每組都得到了晶體與非晶體的數(shù)據(jù)。怎么比較？有沒(méi)有一個(gè)直觀(guān)的辦法？圖像能直觀(guān)、形象地表示一個(gè)量隨另一個(gè)量變化的過(guò)程。通過(guò)比較圖像的形狀就能總結(jié)出晶體和非晶體熔化過(guò)程的區(qū)別。不同組選用了不同的材料，每組都得到了晶體與非晶體的數(shù)據(jù)。怎么比較？有沒(méi)有一個(gè)直觀(guān)的辦法？在方格紙上畫(huà)一條橫軸表示時(shí)間，畫(huà)一條縱軸表示溫度（如圖所示）。對(duì)應(yīng)每一組加熱時(shí)間和溫度值，在方格紙上確定一點(diǎn)。這樣，在方格紙上可以描出一個(gè)個(gè)的點(diǎn)，然后用平滑曲線(xiàn)把這些點(diǎn)連接起來(lái)，便描繪出了物體的熔化曲線(xiàn)。交流解釋?zhuān)贸鼋Y(jié)論將我們測(cè)得的數(shù)據(jù)和畫(huà)出的曲線(xiàn)同其他小組進(jìn)行交流，總結(jié)晶體和非晶體在熔化前、熔化中和熔化后三個(gè)階段的溫度變化特點(diǎn)。如圖所示，用溫度傳感器與計(jì)算機(jī)組成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)描繪出被測(cè)物質(zhì)的溫度—時(shí)間變化曲線(xiàn)。熔化前，吸熱升溫；熔化中，吸熱溫度不變；熔化后，吸熱升溫。實(shí)驗(yàn)表明：晶體在熔化過(guò)程中，要不斷吸收熱量，溫度不變。晶體熔化時(shí)的溫度叫作熔點(diǎn)（meltingpoint）。不同的晶體有不同的熔點(diǎn)。非晶體的熔化過(guò)程與晶體不同，隨著溫度的逐漸升高，由硬變軟，然后逐漸變成液體，沒(méi)有固定的熔化溫度。（三）液體的凝固把一個(gè)溫度傳感器固定在一小杯水上方（如圖所示），打開(kāi)溫度傳感器的自動(dòng)采集和存儲(chǔ)開(kāi)關(guān)，一起放入電冰箱冷凍，使水凝固成冰。溫度傳感器能自動(dòng)采集、記錄凝固過(guò)程的數(shù)據(jù)，然后在計(jì)算機(jī)中畫(huà)出凝固過(guò)程的曲線(xiàn)，如圖所示。對(duì)照冰的熔化曲線(xiàn)，你能分析并描述液體凝固的過(guò)程嗎？水凝固前，放熱降溫；凝固中，放熱溫度不變；凝固后，放熱降溫。液體凝固是一個(gè)放熱過(guò)程。液體凝固形成晶體時(shí)的溫度叫作凝固點(diǎn)（solidifyingpoint），同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同。討論交流火山爆發(fā)后突然間，熾熱的熔巖從火山口噴出，像煉鋼爐里流出的鋼水一樣流淌，這就是火山爆發(fā)。巖漿是多種成分組成的液體，在流淌過(guò)程中溫度不斷降低，按下列順序，在火山口周?chē)纬删哂袑永順?gòu)造的礦物：橄欖石—輝石—角閃石—黑云母—正長(zhǎng)石—白云母—石英。對(duì)火山周?chē)V物的熔點(diǎn)高低與分布的關(guān)系，你有什么推測(cè)？請(qǐng)和同學(xué)進(jìn)行討論?；鹕娇谥?chē)山斑h(yuǎn)分布的礦石的熔點(diǎn)應(yīng)該是近火山口熔點(diǎn)高，晶體高于熔點(diǎn)是液態(tài)，低于熔點(diǎn)是固態(tài)。在流淌過(guò)程中溫度不斷降低，橄欖石——輝石——角閃石——黑云母——正常石——白云母——石英?；鹕娇谥?chē)山斑h(yuǎn)分布的礦石的熔點(diǎn)應(yīng)該是近火山口熔點(diǎn)高，晶體高于熔點(diǎn)是液態(tài)，低于熔點(diǎn)是固態(tài)。遠(yuǎn)火山口的礦石熔點(diǎn)低，石英遠(yuǎn)離火山口，故石英熔點(diǎn)較低。三、課堂小結(jié)、鞏固提升1．認(rèn)識(shí)晶體。有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體屬于晶體。如冰、食鹽、糖、海波、許多礦石和各種金屬。沒(méi)有規(guī)則形狀的固體屬于非晶體。如玻璃、松香、蜂蠟、瀝青等。2.固體的熔化：物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫作熔化，物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)叫作凝固。晶體在熔化過(guò)程中，吸收熱量，溫度不變。晶體熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)。不同的晶體有不同的熔點(diǎn)。非晶體在熔化過(guò)程中，沒(méi)有固定的熔化溫度。3.液體的凝固。液體凝固要放熱。液體凝固成晶體時(shí)的溫度叫作凝固點(diǎn)，同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同。物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)間的變化叫做物態(tài)變化。四、板書(shū)設(shè)計(jì)、理清要點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)晶體。有規(guī)則結(jié)構(gòu)的固體屬于晶體。如冰、食鹽、糖、海波、許多礦石和各種金屬。沒(méi)有規(guī)則形狀的固體屬于非晶體。如玻璃、松香、蜂蠟、瀝青等。2.固體的熔化：物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫作熔化，物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)叫作凝固。晶體在熔化過(guò)程中，吸收熱量，溫度不變。晶體熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)。不同的晶體有不同的熔點(diǎn)。非晶體在熔化過(guò)程中，沒(méi)有固定的熔化溫度。3.液體的凝固。液體凝固要放熱。液體凝固成晶體時(shí)的溫度叫作凝固點(diǎn)，同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同。物質(zhì)在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)間的變化叫做物態(tài)變化。五、達(dá)標(biāo)練習(xí)、反饋矯正1．下列說(shuō)法正確的是（）A.食鹽、海波、玻璃是晶體B.冰、糖、各種金屬是晶體C.蜂蠟、鉆石、石英是晶體D.黃鐵礦、松香、瀝青是非晶體2．下列說(shuō)法正確的是（）A.晶體熔化時(shí)的溫度叫做熔點(diǎn)B.晶體在熔點(diǎn)一定時(shí)液態(tài)C.水的凝固點(diǎn)是0℃，冰的熔點(diǎn)大于0℃D.晶體的溫度高于熔點(diǎn)時(shí)處于固態(tài)3．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫做熔化B.物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫做凝固C.固體分為晶體和非晶體D.所有的固體都有熔點(diǎn)4．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.晶體在熔化過(guò)程中，吸收熱量溫度不變B.同種晶體的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同C.非晶體在熔化過(guò)程中，吸收熱量溫度不變D