教科版（2017秋） 五年级下册4.1 温度与水的变化 教学设计

6.温度与水的变化
【教材简析】
物体冷热的程度可以用温度表示，热可以造成物体形态发生变化，热可以从温度高的物体传向温度低的物体，“温度”“热量”“内能”这三个容易混淆的重要科学概念贯穿了《热》单元，在单元起始课《温度与水的变化》中需要被学生清晰地建构，三大概念之间的关系能够通过本节课的学习变得准确。
热的物体温度高，冷的物体温度低，要分析和解决日常生活中的各种热学问题，就要从物体的温度变化和测量开始。学生通过观察给水持续加热、停止加热和继续加热过程中，不仅能学习定量描述温度，同时能发现水的温度和形态变化。此外，温度变化会造成水的形态变化，可什么导致了水的温度变化呢？在分析水的温度、形态变化与热量的关系时，教师可帮学生进行有意义探究，学生能建构“热量变化导致了物体温度变化，物态变化取决于温度”这一科学概念。
【学情分析】
学生在生活中够直观感受到各种冷热变化，但是通过复杂的探究活动产生对热现象的理性认识却很少。学生知道物体冷热的程度可用温度表示，热可以从温度高的物体传向温度低的物体，但并不明确热可以造成物体形态具体发生怎样的变化，对物态变化的关注不够全面，学生对“温度”“热量”“内能”这三个重要科学概念容易混淆，对概念之间关系的建构认知模糊。
【教学目标】
1.科学观念：通过观察水的加热和冰的融化实验，知道水通常以固态、液态、气态的形态存在，认识到形态变化取决于温度。
2.科学思维：在水的加热实验中，记录和综合分析水沸腾后的温度变化和形态变化，用证据来检验自己的假设，能理解热是能量的一种表现形式，能推理出热量变化导致了物体温度变化。
3.探究实践：在进行水的加热实验中，能制订比较完整的探究计划，能与同学深入交流探究的过程与结论。
4.态度责任：能用物态变化的知识解释自然界中的有关现象，增进喜爱观察物态变化的感情。
【教学重难点】
重点：观察给水持续加热、停止加热和继续加热过程中，水的温度和形态发生的变化。
难点：根据实验现象，分析水的温度、形态变化与热量的关系。
【教学准备】
教师：多媒体课件、学生器材一套、冰块、食盐、试管
学生：酒精灯、火柴、三脚架、铁架台、石棉网、烧杯、清水、温度计、记录表等
【教学过程】
一、聚焦温度与热量（预设5分钟）
教师出示一张烤火的图片，问同学们是否在寒冷的冬季有与老师相同的回忆，再问为什么大家会想要把手放在火焰附近呢？
教师拿出点燃的酒精灯，让学生将手放在酒精灯火焰附近（注意保持适当距离），思考：为什么会感觉到热？
教师根据学生回答的原因引导，提出点燃的酒精灯向周围散发热量，手接收了酒精灯的热量，感觉到热。教师板书：热量
在投影机下，教师将一支温度计放置在酒精灯火焰周围，温度计有什么变化？教师演示并且提问，现在的温度是多少？学生读数。然后教师将温度计再靠近酒精灯，学生再次读数。追问：你看到什么现象？能解释一下吗？（预设：温度升高，因为点燃的酒精灯将热量传给了温度计）
【设计意图】引导学生发觉身边的热现象，用问题引出热量的科学概念后，重点关注热可以导致温度计发生怎样的变化。
二、设计探究实验，记录水温变化（预设30分钟）
提问：现在让酒精灯加热这杯水，水会有什么变化？（预设：温度会变高，会沸腾，冒气泡，变成水蒸气）揭题：温度与水的变化。
提问：水沸腾时，有哪些现象呢？追问：沸腾时，水变成了什么？板书：水→水蒸气。
提问：什么温度时水能沸腾？（预设：100℃。PPT呈现，在标准大气压时，水沸腾的温度是100℃，并且补充强调所处的环境不同，水沸腾的温度也略有不同。）
提问：沸腾时，如果继续加热，水温会怎么变？追问：为什么会这样变？如何设计实验验证？
提问：水沸腾后，如果停止加热呢？水温会怎么变？还有其它变化吗？怎么验证？
提问：设计思路有了，你觉得还有哪些需要注意的呢？出示一些温馨提示给学生们，包括实验步骤和注意事项，内容如下：
（1）给水加热，开始计时，直至沸腾，记录温度。
（2）沸腾后继续加热，持续测量水温3分钟。
（3）停止加热，持续测量水温3分钟。
（4）观察、记录水的温度和形态变化。
学生实验，教师巡视。
水的温度变化记录表
【设计意图】以观察水加热时的变化现象为任务驱动，引导孩子根据实验现象，分析水的温度和形态会发生的变化，帮助学生进行有意义的学习和探究。
三、交流实验现象，分析变化原因：（预设：4分钟）
实验结束，请小组上台汇报交流。
提问：沸腾前，水温是怎么变化的？为什么？（预设：吸收热量）追问：你能解释一下，为什么停止加热，温度会降低呢？（预设：放出热量）
提问：观察一下，水沸腾时，持续加热，温度是怎么变化的？追问：温度变化的幅度大吗？提问：沸腾后刚撤掉酒精灯时水的温度是多少？此时水不再沸腾的原因是什么？有什么办法让它继续沸腾？
提问：现在你来说一说，水的沸腾过程和什么有关？（预设：热量、温度）小结：吸收热量，温度上升，水会沸腾。放出热量，温度下降，水不沸腾。
提问：水刚开始加热至沸腾前，除了温度，水还有哪些变化？（逐渐产生气泡和白汽）沸腾后继续加热水会怎样？（产生大量气泡和白汽，剧烈翻滚）沸腾后停止加热水会怎样？（气泡消失，白汽减少）
追问：水形态变化与什么有关？（温度、热量）
总结：水在吸收热量后，温度上升，形态发生变化；水在释放热量后，温度下降，形态也会发生变化。
【设计意图】通过相互交流与分析水的温度、形态变化与热量的关系，学生了解到温度变化表示了热量在传递。
四、拓展（预设：1分钟）
提问：让这杯水热量不断减少，会发生什么变化呢？（补充板书 水变成冰）
提问：冰融化成水的过程中，是否也存在着热量的作用？
【设计意图】鼓励学生课后继续观察冰与水之间的转化，感受到科学思索的乐趣。
五、板书设计
【疑难解答】
1.加热烧杯中的水到沸腾，学生所用的时间太长，该怎么办？
加热时间过长，可能是因为水太多、水初始温度太低、火力不足等原因，教师的解决措施是减少水的质量，提高水的初始温度，通过调节灯芯或者火焰与烧杯的距离来增大火力。
2.水沸腾后持续加热，维持的温度如果不是100℃，该如何向学生解释？
教师在实验开始前，首先要对温度计进行挑选，对于同一杯水，不同支温度计可能会有1℃左右的精准度差异，所以教师要尽量将这种差异排除在实验之外。此外，在标准大气压时，水沸腾的温度是100℃，所处的环境不同，水沸腾的温度也略有不同，如果上课当天气压高，水的沸点也会略微升高；如果气压较低，水的沸点也会降低。只需要让学生明白水沸腾后持续加热，水的温度会基本不变，同时明白沸腾的两个条件：温度达到沸点，还要不断加热。