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【课堂无忧】新课标同步备课 四年级科学上册(苏教版)
4.水遇冷以后(教学教案)
核心素养
科学观念:※通过观察与描述,知道水遇冷以后形态会发生变化。
科学思维:※通过测量与分析,知道在一般情况下,当温度降低到0℃时,水会结冰。
探究实践:※知道水会从一种状态转变为另一种状态,并能解释生活中的一些现象。
态度责任:※了解凝结和凝固的条件。重点
※利用曲线图,分析水结冰过程中温度变化的规律。难点
教学内容
本课着重从遇冷这一条件下,揭示水蒸气—水—冰转化过程的特点,帮助学生建立凝结和凝固的概念,了解生活中的凝结与凝固现象。有了前一课的学习方法,学生对本课的学习会轻松一些。在学完本课后,教师要对水的三态变化及时进行梳理,做好归纳总结,帮助学生建立起完整的概念。本课教学内容分三个部分。
第一部分,帮助学生回忆什么时候见过露水,见到露水时的气温在一天中是高还是低。通过调动学生的生活经验,聚焦凝结现象,然后做水蒸气遇冷的实验,观察并描述水蒸气遇冷以后的变化,通过讨论玻璃棒上流下来的水滴是怎样形成的,知道水蒸气遇冷后从气态变成液态,建立凝结的概念。
第二部分,研究水结冰前后温度和体积的变化。通过分析温度变化曲线图,认识水结冰过程中温度变化的规律:当温度达到0℃时,水会结冰,在结冰的过程中温度一直保持0℃不变;观察实验现象,发现水结冰后体积会膨胀。
第三部分,利用所学的知识解释生活中的凝结和凝固现象。最后帮助学生做好归纳总结,知道水在自然界中以液态、气态、固态三种状态存在,当外界温度发生变化且达到一定程度时,水会从一种状态转变为另一种状态,从而得出冰、水和水蒸气是同一种物质的不同状态。
教学准备
教师材料:铁架台、酒精灯、温度计、烧杯、铝箔纸、玻璃棒、冰块、试管、试管夹、秒表。
学生分组材料:实验记录单。
教学过程
活动一 研究有露水时的气温
你在什么时候见过露水?那时的气温在一天中是高还是低?
一般我们见到露水都是清晨时分,比如在植物的叶子或花瓣上,常常能发现晶莹剔透的露水。这时太阳还没有完全升起,气温在一天中比较低。
露水是指空气中水蒸气凝结在地上或物质上的液态水。傍晚或夜间无光照,地面或物质的表面逐渐冷却,使贴近地表面的空气也随着降温,空气中水蒸气含量过饱和时,在地面或物质的表面就会有水蒸气凝结成的小水滴。如果此时的温度在0℃以上,在地面或物质上会出现微小的水滴,称为露(水)。如果温度低于0℃ ,可能会出现冰露或霜。
设计意图:
调动学生的生活经验,了解露水形成的原因,并通过实验,建立凝结的概念。
活动二 研究水蒸气遇冷以后的变化
1.实验过程。
探究问题:水蒸气遇冷以后会有什么变化?
实验材料:铝箔纸、水、烧杯、酒精灯、玻璃棒、三脚架、石棉网。
实验步骤:(1)在烧杯中加温水,用铝箔纸包住烧杯口,并在铝箔纸上开个小洞。
(2)用酒精灯加热烧杯中的水,直到水沸腾。
(3)在铝箔纸洞口上方斜放一根温度较低的玻璃棒,观察发生的现象。
实验现象:我们能观察到有“白气”从小洞冒出来,玻璃棒上有水滴流下来。
实验结论:水加热后会形成水蒸气,而水蒸气遇冷会凝结成小水滴。
2.从玻璃棒上流下来的水滴是怎样形成的?
水加热后,铝箔纸洞口会出现很多水蒸气,而玻璃棒的温度比较低,水蒸气遇冷会凝结成小水滴,从而附着在比较凉的玻璃棒上。
3.凝结。
水蒸气遇冷以后从气态变成液态,这种现象叫作凝结。温度越低,凝结速度越快。
活动三 研究水结冰过程中的温度和体积变化
1.观察水结冰前后温度和体积的变化。
探究问题:水结冰的过程中,温度和体积是如何变化的?
实验材料:试管、水、温度计碎冰、盐、烧杯、笔。
实验步骤: (1)在试管中加少量水,插入温度计,再记下水面的位置。
(2)把试管连同温度计放到加了盐的碎冰中(加盐可以制造更低的温度),每隔1分钟记录一次温度,直到温度降到-2℃时为止。
(3)观察试管中冰面的位置与原来水面的位置有什么不同。
实验现象:水结冰的过程中,温度下降,体积变大。
实验分析:通过实验操作,我们能够发现,在碎冰中加入盐,能制造更低的温度,所以试管中的水的温度会随着烧杯中碎冰温度的下降而逐渐下降,一直到试管里的水结成冰。但在温度达到0℃时,会持续一段时间,才能继续变化,这是因为冰水共存状态需要时间来改变,冰水混合物的温度是0℃,只有当水完全结冰后,温度才会继续下降。
实验结论:在一般情况下,当温度降低到0℃时,水会结冰。水结冰时,体积会增大。
2.把下图中的点连成线,即为水结冰前后的温度变化曲线图,分析并回答问题。
(1)水结冰时的温度是0℃。
(2)水结冰的过程中,温度的变化规律:水的温度逐渐下降,从室温快速下降到0℃ ,到0℃时会持续一段时间,在这段时间里,冰水共存,当水完全结冰后,温度会继续下降。
设计意图:
继续学习水的三态变化。通过观察、记录水结冰的过程,分析水结冰过程中的温度变化规律,从而了解水遇冷后是如何从液态变成固态的。
活动四 用凝结或凝固原理解释生活中的现象
1.盛冰的瓶子外壁有很多水珠。
盛冰的瓶子温度比较低,瓶子周围的空气中有水蒸气,而空气中的水蒸气遇冷就会凝结成水珠挂在瓶子外壁。
2.屋檐下挂满冰凌。
屋檐下的冰凌是水凝固形成的。当室外环境温度低于0℃时,水就会由液态变成固态。屋檐下的冰凌就是房顶的雪融化后,在流下或滴下的过程中凝固形成的。
3.缸里的水结冰后水缸裂开。
冬天室外温度比较低,当达到0℃时,水会结冰,体积会膨胀。水缸里的水结冰后,体积膨胀,加上水缸的材料在寒冷的条件下比较脆,使得水缸被胀裂。
4.冬天进入室内,镜片上出现小水珠。
冬天,眼镜的镜片在室外环境下,温度比较低,当进入室内后,室内空气中的水蒸气遇到温度较低的镜片时形成了水珠,出现了凝结现象。
5.瓶里的水结冰后塑料瓶鼓胀。
这种现象与水缸裂开类似。瓶里的水结冰后,体积会膨胀,体积变大的冰向外挤压瓶身,瓶子会变得鼓胀。
6.冬天水管容易爆裂。
冬天室外温度比较低,当达到0℃时,水管中的水凝固结冰时体积膨胀,容易撑破水管,所以冬天水管容易爆裂。
活动五 自然界中水的三态变化
在自然界中,水能以液态、气态、固态三种状态存在。当环境温度发生变化且达到一定程度时,水会从一种状态转变为另一种状态。
水、水蒸气和冰的状态不同,水是液态,水蒸气是气态,冰是固态,它们都是由水分子组成的,并且可以相互转化,如水遇冷可以变冰,冰受热可以变成水或水蒸气,水蒸气遇冷变成水或冰。
可以用下图表示它们的转化关系:
设计意图:
通过对生活中的凝结和凝固现象进行分析,巩固对凝结、凝固以及水的三态变化的理解。
活动手册
课堂总结
本课通过水蒸气遇冷实验,知道水蒸气凝结成水的条件是温度降低;通过水结冰实验,知道水结冰的条件是温度降低到0℃。会做水结冰实验,记录并分析水结冰过程中温度变化曲线图,认识水结冰过程中温度变化的规律:当温度达到0℃时,水会结冰,在结冰的过程中温度一直保持0℃不变;当水完全结冰后,温度会继续下降。
板书设计
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