四年级上册科学第四单元
《水的三态变化》单元整体教学设计
一、单元主题
水之变奏曲——探秘物质三态的能量密码。本单元围绕水的三态变化现象，探究能量转换与物质状态的关系，培养学生系统思维与工程实践能力，预计授课4课时。
二、单元大情景
成立“水博士实验室”，学生化身“水博士研究员”，完成以下四项任务：
1. 任务一：追踪消失的水（对应《水蒸发》）：探究水蒸发的过程和影响蒸发快慢的因素，解释生活中的蒸发现象 。
2. 任务二：沸腾密码破译（对应《水沸腾》）：观察水沸腾的现象，测量水的沸点，分析水沸腾时的温度变化规律 。
3. 任务三：云雾制造计划（对应《水蒸气凝结》）：研究水蒸气凝结成水的条件，解释生活中的凝结现象，如露珠、雾的形成 。
4. 任务四：极地救援方案（对应《水的三种状态》）：了解水的三种状态及其相互转化的条件，运用水的三态变化知识，为极地科考队设计快速融雪取水方案 。
最终形成《水的三态能量手册》，举办“水科学博览会”，展示学生的学习成果 。
三、课程标准分析
本单元对应课程标准中 “物质的变化与化学反应” 这一核心概念下的 “物质的三态变化” 部分。要求学生能够描述水蒸发、沸腾、凝结现象；解释温度是影响三态变化的关键因素；设计实验探究水蒸气凝结条件等。通过本单元学习，让学生理解水的三态变化本质是能量转移的结果，培养学生科学观念；通过对比实验归纳温度对三态变化的影响规律，锻炼科学思维；设计 “云雾发生器” 模型验证凝结条件，提升探究实践能力；提出节水方案，树立资源保护的态度责任。
四、单元教材分析
本单元包括《水蒸发》《水沸腾》《水蒸气凝结》《水的三种状态》4课，围绕水的三态变化展开探究，引导学生理解物质状态变化的规律及其与能量的关系 。
1. 《水蒸发》：从学生熟悉的生活现象入手，如湿衣服晾干、雨后地面变干等，探究水从液态变为气态的过程。通过实验观察，让学生了解水蒸发的概念和特点，以及影响蒸发快慢的因素，如温度、表面积、空气流动等 。
2. 《水沸腾》：以烧开水的生活场景为切入点，观察水加热过程中的现象，如气泡的产生、水温的变化等，探究水沸腾的条件和特点，测量水的沸点（在标准大气压下为100℃），并了解海拔对沸点的影响 。
3. 《水蒸气凝结》：通过观察生活中的凝结现象，如镜子上的水珠、冬天窗户上的水雾等，引导学生探究水蒸气从气态变为液态的过程和条件，即遇冷会凝结成小水滴 。
4. 《水的三种状态》：系统总结水的三态（固态、液态、气态）及其相互转化的条件，通过实验观察水结冰时的体积变化，以及冰融化成水、水蒸发成水蒸气的过程，理解水的三态变化与能量的关系。
本单元四课以 “水的三态循环” 为主线，形成递进式探究链条：
纵向递进：从单一状态变化（蒸发、沸腾）→逆向变化（凝结）→系统认知（三态循环）。
认知层次：现象观察（蒸发）→定量分析（沸腾）→条件探究（凝结）→规律总结（三态转化）。
横向关联：所有课程均围绕物质与能量的跨学科概念。
蒸发/沸腾需吸热，凝结需放热，三态变化伴随能量转移。
实验方法贯穿始终：对比实验（蒸发）、数据记录（沸腾）、变量控制（凝结）、模型构建（三态）。
五、教学目标
1. 科学观念：理解水的三态变化本质是能量转移的结果，知道水在不同条件下可以发生蒸发、沸腾、凝结、凝固、融化等物态变化，建立物质三态变化与能量变化的联系 。
2. 科学思维：通过对比实验、数据分析等方法，归纳总结水的三态变化规律，如温度对蒸发、沸腾、凝结的影响；运用类比、想象等思维方式，理解水分子在不同状态下的运动特点 。
3. 探究实践：学会设计并进行水的三态变化相关实验，如探究影响蒸发快慢的因素、测量水的沸点、验证水蒸气凝结的条件等；能正确使用实验仪器，如温度计、酒精灯等，规范操作，如实记录实验数据，并对数据进行整理和分析 。
4. 态度责任：对水的三态变化现象保持好奇心和探究欲望，积极参与实验探究活动；培养严谨认真、实事求是的科学态度，尊重实验数据和事实；认识到水的三态变化与日常生活、自然界的密切关系，增强节约用水、保护水资源的意识 。
六、学情分析
1. 年龄特点：四年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对直观、有趣的实验现象充满好奇心，但在理解抽象的科学概念和原理时可能存在一定困难 。
2. 知识基础：学生在日常生活中对水的三态变化有一定的感性认识，如看到过水结冰、冰融化、水烧开变成水蒸气等现象，但对这些现象背后的科学原理缺乏深入了解 。
3. 学习能力：学生已具备初步的观察能力和实验操作能力，但在实验设计、变量控制、数据分析等方面还需要进一步指导和训练 。
4. 可能遇到的困难：学生可能难以理解水的三态变化与能量的关系，以及温度、压强等因素对物态变化的影响；在实验操作中，可能会出现仪器使用不当、实验步骤混乱、数据记录不准确等问题 。
七、教学方法
1. 实验探究法：通过设计各种实验，如探究水蒸发快慢的实验、水沸腾实验、水蒸气凝结实验等，让学生亲身体验水的三态变化过程，观察实验现象，收集实验数据，从而得出科学结论 。
2. 多媒体辅助法：利用图片、视频、动画等多媒体资源，直观展示水的三态变化过程和微观原理，帮助学生理解抽象的科学概念 。
3. 小组合作法：将学生分成小组，共同完成实验探究、讨论交流、汇报展示等任务，培养学生的合作意识和团队精神 。
4. 问题驱动法：提出一系列具有启发性的问题，如“水为什么会蒸发？”“水沸腾时温度为什么不变？”等，引导学生思考、探究，激发学生的学习兴趣和求知欲 。
八、教学过程
（一）任务一：追踪消失的水（《水蒸发》）
1. 导入：展示生活中常见的蒸发现象图片或视频，如晾晒的衣服变干、雨后地面水迹消失等，提问学生这些水到哪里去了，引出本节课的主题——水蒸发 。
2. 探究活动：让学生往手背上抹少许水，感受水蒸发的过程，描述自己的感觉；分组进行实验，探究影响蒸发快慢的因素，如在不同温度、不同表面积、不同空气流动速度的条件下，观察湿布变干的速度，并记录实验数据 。
3. 总结归纳：根据实验结果，引导学生总结影响蒸发快慢的因素，如温度越高、表面积越大、空气流动越快，水蒸发得就越快；讲解蒸发的概念，即水慢慢变成水蒸气飞散到空气中的现象 。
4. 拓展应用：让学生举例说明生活中利用蒸发的实例，如晒盐、农业灌溉中的喷灌和滴灌等 。
（二）任务二：沸腾密码破译（《水沸腾》）
1. 导入：展示烧开水的场景图片或视频，提问学生水烧开时会有什么现象，引发学生的兴趣和思考 。
2. 实验探究：分组进行水沸腾实验，用酒精灯加热装有水的烧杯，观察水加热过程中的现象，如气泡的产生、水温的变化等；每隔1分钟记录一次水温，直到水沸腾后继续记录2 - 3分钟 。
3. 数据分析：根据实验数据，绘制“温度 - 时间”图表，分析水沸腾时的温度变化规律，得出水的沸点（在标准大气压下为100℃），以及水沸腾时继续加热温度不变的结论 。
4. 拓展延伸：介绍海拔对沸点的影响，让学生思考在高山上烧水，水的沸点会怎样变化，并解释原因 。
（三）任务三：云雾制造计划（《水蒸气凝结》）
1. 导入：展示生活中常见的凝结现象图片或视频，如清晨的露珠、冬天窗户上的水雾等，提问学生这些小水珠是怎么形成的，引出本节课的主题——水蒸气凝结 。
2. 实验探究：设计实验验证水蒸气遇冷会凝结成小水滴，如准备两个相同的杯子，一个杯子中装热水，另一个杯子中装冷水，在两个杯子上方分别盖上一块玻璃片，观察玻璃片上的现象；改变实验条件，如改变热水的温度、玻璃片的温度等，观察凝结现象的变化 。
3. 原理分析：根据实验现象，引导学生分析水蒸气凝结的条件，即水蒸气遇冷会放出热量，由气态变为液态；讲解凝结的概念，即水蒸气遇冷变成液态的水的现象 。
4. 生活应用：让学生举例说明生活中利用水蒸气凝结的实例，如人工降雨、冰箱冷藏室的除霜等 。
（四）任务四：极地救援方案（《水的三种状态》）
1. 导入：创设情境，假设学生是极地科考队的成员，在极地遇到了缺水的问题，需要利用水的三态变化知识设计一个快速融雪取水的方案 。
2. 知识回顾：回顾水的三种状态（固态、液态、气态）及其相互转化的条件，如冰融化成水需要吸收热量，水结冰需要放出热量，水蒸发成水蒸气需要吸收热量，水蒸气凝结成水需要放出热量等 。
3. 方案设计：学生分组讨论，设计融雪取水方案，考虑如何利用太阳能、机械能等方式为融雪提供热量，以及如何收集和储存融化后的水；每个小组展示自己的设计方案，其他小组进行评价和建议 。
4. 总结提升：总结水的三态变化知识在实际生活中的应用，强调水资源的重要性，培养学生节约用水、保护水资源的意识 。
九、作业设计
1. 《水蒸发》作业
- 基础作业：列举3个生活中水蒸发的例子 。
- 提升作业：分析“晾衣服时摊开晾干更快”的原因 。
- 拓展作业：设计一个实验，探究不同液体的蒸发速度，并写出实验报告 。
2. 《水沸腾》作业
- 基础作业：写出水沸腾时的两个现象 。
- 提升作业：绘制水加热过程中的“温度 - 时间”图表 。
- 拓展作业：查阅资料，了解高压锅的工作原理，并解释为什么高压锅能更快地煮熟食物 。
3. 《水蒸气凝结》作业
- 基础作业：解释冬天窗户上出现水雾的原因 。
- 提升作业：设计一个实验，探究空气湿度对水蒸气凝结的影响 。
- 拓展作业：调查生活中防止水蒸气凝结的方法，如汽车玻璃防雾、墙壁防潮等，并写一份调查报告 。
4. 《水的三种状态》作业
- 基础作业：画出水的三态循环图 。
- 提升作业：解释“冻裂水管”的原因 。
- 拓展作业：设计一个利用水的三态变化来制作简易制冷装置的方案 。
十、教学反思
在教学过程中，密切关注学生的参与度和表现，及时给予指导和反馈 。每节课后，反思教学方法是否得当，教学目标是否达成，学生在探究过程中遇到的问题及解决方法 。根据教学反思，调整教学策略，优化教学过程，提高教学效果，持续激发学生对科学探究的兴趣，提升学生的科学素养 。(共13张PPT)
青岛版小学《科学》
四年级上册
（六﹒三学制）
1.水蒸气凝结
青岛版小学《科学》
四年级上册
（六﹒三学制）
18.水蒸气凝结
什么是水蒸气？
水蒸气是水蒸发形成的无色无味的气体。
对着镜子哈气
活动过程
活动过程
实验器材 酒精灯、火柴、试管夹、烧杯、玻璃片、冷水、热水、冰块 相同条件 不同条件 实验现象
实验结论 实验记录单
温馨提示:
1.进行对比试验时，相同条件要保持一致；
2.玻璃片要放在石棉网上均匀加热，加热材料时，要用试管夹夹取，安放时注意安全；
3.小组成员分工合作，注意观察实验现象，实验现象不明显的可以多做几次；及时填写实验记录单及结论。
4.玻璃易碎使用时要轻拿轻放，倒取热水时注意安全。
5.酒精灯使用规范，用完后马上盖好灯帽。
实验器材 酒精灯、火柴、试管夹、烧杯、玻璃片、冷水、热水、冰块 相同条件 不同条件 实验现象
实验结论 水蒸气遇冷可以变成液态的水 实验记录单
实验结论：
在科学上，我们把小水珠叫做液态的水，把水蒸气遇冷变成液态的水的这一现象就叫做凝结。
我来说一说
生活中的现象
总结：
今天我们学习了水蒸气的凝结，说一说你收获了什么？
冬季，汽车内壁上常结有小水珠，影响司机的视线。怎样防止小水珠的出现？
因为汽车的室内外温度不一样，内部温度高时遇见外面的低温造成水蒸气凝结在玻璃上。
我们可以通过开窗通风、空调除雾等方法防止小水珠出现。
拓展活动：
思考：水蒸气不管在多冷的环境中都会变成小水珠吗？
拓展活动：
谢谢
thank you for watching
20XX/01/01
汇报人：WPS18.《水蒸气的凝结》教学设计
【教材分析】
《水蒸气的凝结》是青岛版小学科学（六三学制）四年级上册《水的三态变化》单元的第三课时。本单元围绕水的三态变化展开，旨在让学生通过观察、实验等探究活动，认识水在自然界中的不同状态及其相互转化的条件。本节课以生活中常见的小水珠为线索，引导学生通过对日常生活现象的观察，如盛有热水的杯盖内壁出现小水珠、冬天窗户玻璃上的水珠等，引发学生对小水珠形成原因的思考和探究。教材内容主要分为三个部分：第一部分聚焦，通过呈现一系列生活中出现小水珠的场景，引导学生基于生活经验猜测小水珠形成的原因，从而引出本节课的探究主题；第二部分探索，安排了小水珠形成的对比实验，让学生通过控制变量的方法，探究水蒸气在什么条件下会凝结成小水珠，培养学生设计实验、观察记录、分析数据的能力；第三部分研讨，在学生经历探索活动得出结论的基础上，引导学生运用所学知识解释生活中更多小水珠形成的现象，并尝试用科学知识解决生活中的实际问题，如汽车车窗内出现白雾影响视线该如何解决等，使学生体会科学知识与生活的紧密联系，培养学生学科学、用科学的意识。
【学生分析】
四年级学生经过三年的科学学习，已经初步具备了一定的科学思维方法和探究能力，对科学探究的过程有了基本了解，也掌握了一些简单的实验操作技能。在日常生活中，学生对凝结现象并不陌生，如常见的露水、烧水时壶盖上的水珠等，但大多数学生并未深入思考和研究过小水珠形成的原因，对于水蒸气遇冷变成小水珠这一较为抽象的概念缺乏深入理解。此外，虽然学生对对比实验有一定的认识，但在设计对比实验时，思维可能不够严谨，在控制变量、明确实验条件等方面还需要教师的引导和帮助，且学生在知识迁移运用方面也存在较大差异。
【教学目标】
科学概念目标：
1.认识凝结，知道水蒸气遇冷会凝结成水。
2.能够运用所学知识解释生活中常见的凝结现象，知道凝结现象在生活中的普遍性。
科学探究目标：
1.能通过对周围自然现象的观察，提出感兴趣的问题。
2.能设计对比实验探究小水珠的成因。
情感态度价值观：
1.主动与他人合作，积极参与交流和讨论，尊重他人的情感和态度。
2.认识到科学知识与生活密切相关，体会科学知识在解决生活实际问题中的重要作用，增强将科学知识应用于生活的意识和责任感。
科学、技术、社会与环境目标
1.体会到生活中科学技术的进步，给人们生活、学习带来的方便。
2.尊重实验事实和数据，能基于证据和推理发表自己的见解，敢于质疑和挑战，培养科学精神。
【重 难 点】
教学重点
1.设计并完成探究小水珠形成原因的对比实验，通过实验观察和分析，得出水蒸气遇冷会凝结成水的结论。
2.理解凝结的概念，能够运用所学知识解释生活中常见的凝结现象。
教学难点
1.设计对比实验时，如何引导学生控制变量，明确实验中的相同条件和不同条件，确保实验的科学性和准确性。
2.帮助学生理解水蒸气遇冷时，水分子的运动状态发生变化，从而导致水蒸气凝结成小水珠这一较为抽象的微观过程。
【器材准备】
学生准备：镜子
教师准备：课件、火柴，酒精灯，烧杯，玻璃片，试管夹、水、冰块
【教学过程】
一、实验导入，引出课题
（一）观察小水珠的形成。
1.老师这里有一杯热水，请注意观察，这杯热水正在发生什么现象呢？
2.[PPT 2 出示]什么是水蒸气？
水蒸气是水蒸发形成的无色无味的气体。
杯子里的水正在蒸发，无数的水蒸气像调皮的小精灵，飞到空气中，让我们看不见、摸不着。那大家有什么办法捉住这些水蒸气吗
3.一个学生用玻璃片盖住杯口，观察现象。
（二）猜测小水珠形成的原因。
1.[PPT 3 出示]调皮的水蒸气被我们捉住了，玻璃片表面出现了许多小水珠，生活中你还见过这样的现象吗？
2.物体表面出现小水珠这种现象在生活中很常见。关于小水珠，大家有什么想研究的吗？
3.聚焦话题：请大家联系自己前面学过的知识和自己的生活经验，大胆猜测：物体表面的小水珠的确是由空气中的水蒸气形成的。那水蒸气在什么情况下能形成小水珠？根据是什么？
二、探索活动
（一）制定方案，进行实验
1.让我们动手来验证一下，准备怎么做这个实验？
准备用两杯热水，上面分别放上冷的玻璃片和热的玻璃片，看看哪个玻璃片上出现了小水珠。
2.[PPT 4 出示]用对比实验来验证自己的猜想，这是可行的。下面请大家以小组为单位，依据老师给提供的实验材料和大家刚才的讨论，大胆设想，看看能设计出几种实验方案，并填写在实验记录单中。
3.谁来交流一下你们小组的实验方案，其他小组的同学要认真倾听，仔细对比一下你们的实验方案。
学生交流实验方案。
4.[PPT 5 出示]同学们想得非常细致，在实验前，老师还想送给大家几点温馨提示，请看大屏幕（1.进行对比实验时，相同条件要保持一致；2.加热材料时，要用试管夹夹取，先预热，再均匀加热，安放时注意安全；3.小组成员分工合作，注意观察实验现象，并及时填写实验报告单及结论，实验现象不明显时可以多做几次。4.玻璃片容易破碎，使用时要轻拿轻放；倒取热水时要小心；5.酒精灯使用要规范，用完后马上盖好灯帽。）
（二）实验探究，得出结论
1.[PPT 6 出示]看得出大家已经迫不及待地想要实验了，老师帮大家准备了很多实验材料，放在实验桌上，请小组长根据需要上前领取。现在就请小组为单位，按照我们的实验方案进行实验吧！看哪个小组合作的最好，实验进行的最顺利！
学生自主实验，教师巡视
2.经过大家的合作，现在各个小组的实验已经完成，下面让我们交流一下实验现象和实验结论。生交流实验现象和实验结论。[PPT 7出示]
3.[PPT 8出示]在科学上，我们把小水珠叫做液态的水，把水蒸气遇冷变成液态的水的这一现象就做凝结。
（三）解释生活中的凝结现象
1.[PPT 9出示]刚上课时，老师做实验的玻璃片上出现的小水珠和大家谈到的生活中许多物体表面的小水珠，现在你能用这节课学习到的知识解释一下吗？
做饭时，锅里的水蒸气遇到冷的锅盖就会凝结成小水珠；
洗澡时，热水形成的水蒸气遇到冷的墙壁和天花板会凝结成小水珠；
屋子里水蒸气遇到更冷的眼镜片会凝结成小水珠；
屋子里的水蒸气遇到从冰箱里取出的物体会凝结成小水珠
冬天，戴眼镜的同学从外面到暖和的屋里，水蒸气遇到冷的玻璃片会形成小水珠。
拓展活动
1.[PPT 10出示]今天我们学习了水蒸气的凝结，说一说你收获了什么？
2.[PPT 11 出示]冬天时，汽车车窗内常会出现一层白雾，影响司机叔叔的视线。你能用本节课的知识帮到他们，让这些白雾不出现吗？
3.[PPT 12 出示]这节课我们通过猜想、实验、验证，发现了小水珠形成的秘密。那么，水蒸气不管在多冷的环境中都会变成小水珠吗？
夏季我们从冰箱里拿冰棍，你观察过冰棍包面有什么变化吗？
（有一层冰霜）这层冰霜的形成属于凝结现象吗？
课后请同学们通过查找资料或是设计实验的方式进行进一步探究。
【板书设计】
水蒸气的凝结
凝结
水蒸气 小水珠
【记录表】
水蒸气的凝结
第 组
实验器材 酒精灯、火柴、试管夹、烧杯、玻璃片、冷水、热水、冰块
相同条件 不同条件 实验现象
实验结论
