苏科版八年级上册物理 2.3 熔化和凝固 教案

熔化和凝固
一、教学目标：
1．知道物质的固态和液态之间可以转化，了解熔化、凝固的定义。
2．通过盐冰和自制熔化凝固演示器当场制冰，并探究冰熔化时温度变化规律，同时与烛蜡熔化时温度变化规律进行比较，知道晶体与非晶体不同的熔化特点，了解熔点、凝固点的意义。
3．了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义，会从图像中说明温度变化的特点。
4．通过实验培养学生观察分析、归纳总结的能力，培养学生善于实践和克服困难的良好意志品质及相互协作、友好相处的健康心态。激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然的情感。
二、学情分析：
初二学生思维较为活跃，他们生活中接触过冰，对冰有一定的了解，对本节课探究热情高涨，学习主动意识和动手能力均较强，但制冰过程他们从未见过，本课设计从制冰开始，让学生了解制冰全程，观察冰的形成之美，制冰形成后再让学生观察冰熔化全过程，破除冰熔化时温度升高的错误经验，并让他们切身体验冰熔化时吸热，同时，考虑到他们主动发言和表达的愿望较强，所以教者在教学过程中会创设情境和制造氛围，给他们展示和表达的机会。
三、教学重点：
1.探究冰、烛蜡的熔化过程。
2.对比分析冰和烛蜡的熔化特点。
四、教学难点：
1.制冰过程。
2.将自制冰块稳定在0℃熔化，并指导学生将熔化前、熔化过程中、溶化后的温度记录下来，并用图像表示出来，借助实验引导学生理解晶体熔化要吸收热量而温度不变这一难点。
五、教学工具：
导学案、课件、自制盐冰（-18℃左右）、自制熔化凝固演示器、碎冰块、烧杯、抹布等
六、教学方法：
实验探究法、对比分析法、图像法等
七、教学过程：
（一）引入新课：
教师：同学们，今年夏天你们都吃冰棍了吧？
学生：吃了。
教师：那你们自己制作过冰棍吗？
学生：没有（有）
教师：大家想不想看老师现场制作冰棍啊？
学生：想。
教师：好，老师这里有一个干净的一次性手套，现在向手套中加入橙汁（旋转给学生看一看），你们打算把它放到哪里制作冰棍呢？
学生：冰箱。
教师：今天老师不用冰箱照样可以制冰棍。请观察！
各位同学，见证奇迹的时刻到了！
约一分钟以后，制冰成功。拿出来投影展示一下。
学生鼓掌！
教师将其中一根冰棍给学生当场品尝，味道怎么样？
（二）进行新课：
教师：在刚才制作冰棍的活动中，物质的状态发生了怎样的变化？（⊿）
学生：水由液态变成了固态。
教师：板书
边写边说，这种物态变化叫做什么？
学生：叫做凝固。
教师：我们再来观察一下刚才制作的另一根冰棍（将水倒入烧杯），咦，它的状态又发生了怎样的变化？
学生：冰由固态变为了液态。
教师：板书
边写边说，这种物态变化叫做什么？
学生：叫做熔化。
教师：通过前面的学习，我们已经知道，汽化要吸热，液化要放热，那么，刚才的熔化过程是吸热还是放热呢？
学生：吸热。
教师：你有依据吗？
学生：吃棒冰时感觉凉快是由于冰块熔化吸热。
教师：那就请同学们现场体验一下，从桌上的小烧杯中拿一块小冰块捂在手中，
教师：告诉大家，发生了什么现象？
学生：冰化成了水。
教师：你的手现在是什么感觉吗？
学生：手冷
教师：手冷说明了什么？
学生：说明了冰在刚才的熔化过程中从手上吸热。
教师：可见，熔化吸热。板书熔化吸热。
教师：凝固是熔化的逆过程，熔化过程吸热，凝固过程放热。
教师：你还知道生活中有哪些熔化、凝固现象？
学生：
教师：展示PPT。
教师：我们刚刚学习了熔化，知道熔化要吸热，那么，物质在熔化过程中温度是怎样变化的呢？（板书）
学生：升高（不变）
教师：你是怎样思考的？
学生：吸热
教师：吸热温度一定升高吗？有没有不同的意见？
学生：不变。
教师：问其中一个不变的学生，你是怎样思考的？学生可能会联想到沸腾吸热温度不变。教师表扬，这位同学特别善于联想，善于用已学的知识来推导新的知识。
那么，到底熔化过程中温度是怎样变化的呢？我们还是通过实验来进行验证吧。
教师：下面，我们就以冰和烛蜡为例，一起来探究一下它们熔化时的特点。我们兵分两路来完成对这两种物质的探究。第一组和第三组同学探究冰的熔化特点，老师已经利用自制器材——熔化凝固演示器制成了冰，放在同学们的桌子上，第二组和第四组同学探究烛蜡的熔化特点，请各组同学实验前先花一分钟仔细阅读导学案上自己所做实验的操作要求。开始！
学生：阅读实验操作要求（1分钟）。
教师：实验前，老师有几个温馨提示。
教师：好，各组开始实验。
学生实验，教师辅导，收集数据。大概13分钟后，教师将收集到的学生数据在实物展台上进行展示，并引导学生对实验结果进行分析、归纳。
得出结论：
①冰熔化前，处于 固 （“固”“液”或“固液共存”）态，不断 吸 （“吸”或“放”）热，温度 升高 （“升高”“降低”或“保持不变”）。
②当温度上升至 0 ℃时，有水出现，表明冰熔化开始，此后，冰不断 吸 （“吸”或“放”）热，处于 固液共存 （“固”“液”或“固液共存”）态，温度 保持不变 （“升高”“降低”或“保持不变”）。
③冰熔化后，处于 液 （“固”“液”或“固液共存”）态，不断 吸 （“吸”或“放”）热，温度 升高 （“升高”“降低”或“保持不变”）
教师请一位同学到讲台上展示、分析他们小组的实验数据，并归纳冰熔化过程中温度随时间变化的特点。
有疑问的同学可以提问。
教师补充：问题：图像中那一段是熔化过程？
学生：BC段；所有过程（提醒学生概念，水的出现表示熔化开始了，AB段出现水了吗？）。
教师：刚刚这两组的数据非常精确，与标准值完全相同，老师这里还收集到2组数据，从数值上看，与标准值之间有一些微小的差异，这可能与水的纯度、读数方法、温度计不准（此处与外界大气压无关）等有关，有兴趣的同学可以课后进行探究。
展示个别不是很准确的实验数据，简单分析可能原因：、以及前面学生实验时有盐水漏入等原因。
教师：先展示烛蜡的熔化数据和图像，请学生归纳并熔化时的特点。
①烛蜡熔化前，处于 固 （“固”“液”或“固液共存”）态，不断 吸 （“吸”或“放”）热。
②烛蜡在熔化过程中，不断 吸 （“吸”或“放”）热，温度 升高 （“升高”“降低”或“保持不变”），其状态由原来的固态渐渐 由硬变软 （“由硬变软”“由软变硬”），直至最终熔化为液态。
③烛蜡熔化后，处于 液 （“固”“液”或“固液共存”）态，不断 吸 （“吸”或“放”）热。
问题一：图像中那一段是熔化过程？
学生：从第 分钟到第 分钟。（从熔化的概念进行引导？）。
问题二：归纳烛蜡熔化的特点。
学生：烛蜡在熔化过程中，温度不断升高，需要吸热。
教师：刚才，我们通过实验探究了冰和烛蜡在熔化过程中的规律，我们对实验数据分别用表格和图像进行了处理，大家要熟练掌握这种研究问题的物理方法。
教师：物理学中，把像冰这类熔化过程中温度保持不变的固体称之为晶体；晶体熔化时的温度称之为熔点，冰的熔点是0℃，下表是一些固体的熔点，不同的固体熔点一般不同。常见的晶体有冰、海波（硫代硫酸钠）、各种金属等。
把像烛蜡这类熔化过程中温度不断升高的固体称之为非晶体。非晶体没有固定的熔化温度（熔点），常见的非晶体有烛蜡、蜂蜜、沥青等。
教师：实验研究表明：晶体熔化后再凝固时也有一定的凝固温度，这个温度叫做凝固点。同种晶体物质的凝固点和熔点相同，非晶体物质没有凝固点。老师课前用自制熔化凝固演示器进行了多次实验，都证明了水的凝固点与冰的熔点一样都是0℃，感兴趣的同学课后可以跟老师把自制器材借回家实验。
教师：刚上课时，老师为大家成功制作了冰棍，谁能解释为什么能这么快就制出冰棍了呢？
教师当场用温度计测量它的温度，-15℃。
其奥秘就在于这杯神奇的冷冻液，它的温度大约在-20℃，远低于水的凝固点，所以能将水结冰。而它的制作却非常简单，只要将饱和浓盐水放入冰箱冷冻室冷冻一段时间即可。
教师：今天老师和同学们一起探究了实验课——熔化和凝固，这节课的实验操作难度非常大，课前，为了能准确的控制实验过程中冰的熔点和水的凝固点在0℃，老师查阅了大量资料，反反复复进行了100多次对比实验，最后自制了熔化凝固演示器基本解决了这一问题，今天同学们在实验过程中也非常认真，所测数据也很精确，总结分析也十分到位，希望同学们和老师一起把这种物理探究的科学思想、科学方法、科学态度、科学精神进行到底。
熔化和凝固
一、凝固：物质从液态变成固态的过程。凝固放热。
二、熔化：物质从固态变成液态的过程。熔化吸热。
三、探究冰和烛蜡的熔化特点：
实验结论：冰熔化时，温度 不变 ，需要 吸热 。
烛蜡熔化时，温度 上升 ，需要吸热 。
四、固体分类：
（1）晶体：在熔化过程中，不断吸热，但温度保持不变，即有固定熔化温度的固体。
（2）非晶体：在熔化过程中，只要不断吸热，温度就会不断升高，即没有固定熔化温度的固体。
（3）熔点：晶体熔化时的温度。晶体熔化后再凝固时也有一定的凝固温度，这个温度叫做凝固点。同种晶体物质的凝固点和熔点相同，非晶体物质没有凝固点。
教学反思：学生对熔化和凝固的概念很容易理解和接收，但对熔化吸热和凝固放热没有经验，通过手握碎冰熔化手冷这一小实验很好的解决了这一难点，另外，教学时为了向学生呈现制冰过程，教师经过查阅资料，反复尝试，利用盐冰破解了这一教学难点，将难得一见的制冰过程完美地呈现在每一位学生面前，而且还利用生活中的注射器、铜环、温度计等生活物品自制教学仪器——自制熔化凝固演示器，较好的突破了冰稳定在0℃熔化这一教学难点，另外，整块的烛蜡熔化时间较长，为了节约实验时间，将烛蜡切碎加入较细的注射器中，同时配上金属搅拌器不停搅拌，也可大大缩小搅拌时间，同时考虑到冰熔化实验和烛蜡熔化实验均需要很长时间，所以经过试上决定进行分组实验，两组进行冰熔化实验，两组进行烛蜡的熔化实验，下发的导学案也根据所做实验分组设计。另外，实验数据绘图对于刚接触物理的初二学生来讲也是一教学难点，教学过程中也要正确引导学生正确绘图并进行有效分析。同时，在实验过程中要对学生进行实验严谨性和数据科学性的教育。