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教科版三年级科学上册核心素养教学设计
教材分析
《水 —— 水结冰了》是教科版三年级上册第二单元 “水” 的第四课，承接前一课 “水的沸腾（液态变气态）”，聚焦 “水的凝固（液态变固态）” 现象，是构建 “水的三态变化” 认知体系的关键环节。教材通过 “生活观察 - 实验探究 - 规律总结” 逻辑，将 “水结冰” 从生活现象转化为可操作、可观察的科学实验，帮助学生建立 “水在一定温度下会结冰，结冰时体积会变化” 的科学观念，同时培养 “基于实验现象归纳规律” 的探究能力，体现 “科学探究需关注物质状态变化及条件” 的理念。
学情分析
三年级学生对 “水结冰” 有丰富生活经验（如冬天湖面结冰、冰箱冻冰块），知道 “水遇冷会变成冰”，但对 “冰点（0℃）”“结冰时温度不变”“结冰后体积膨胀” 等科学原理完全陌生。他们以直观形象思维为主，对 “温度控制与体积测量” 操作不熟练，且实验中易出现 “冰块与盐水混合不当（制冷效果差）”“体积变化观察不细致” 等问题。不过学生对 “水变冰的过程” 充满好奇，可通过 “趣味制冷实验 + 现象对比” 突破认知难点，同时需强化 “细致观察与规范记录” 的意识。
核心素养分析
（一）科学观念 知道水冷却到 0℃时会结冰，标准大气压下冰点为 0℃，结冰过程中温度保持不变，冰是水的固态形式。 建立 “结冰是水的凝固现象，需要吸收冷量（降温），且结冰后体积会比原来的水大” 的初步科学观念。 （二）科学思维 通过对比 “水结冰前后的状态、温度、体积变化”（如液态变固态、温度稳定在 0℃、体积变大），提升对比、分析思维，理解结冰的关键条件与特征。 基于实验现象（如温度计示数稳定在 0℃、试管外壁结霜、冰柱体积比水柱大），尝试逻辑推理 “水→降温→0℃→结冰” 的过程，培养证据意识与推理能力。 （三）探究实践 经历 “观察生活结冰现象 - 设计制冷实验 - 观察结冰过程 - 记录分析变化” 完整过程，掌握 “用温度计监测水温”“观察记录物质状态变化” 的基本方法。 能在小组合作中，分工完成制冷、测温、观察、记录任务，初步养成细致观察、规范记录的实验习惯。 （四）态度责任 激发对 “水的状态变化” 的探究兴趣，培养认真、耐心的实验态度，避免 “实验中急于求成（未等完全结冰就记录）”“忽视体积变化” 的情况。 体会 “结冰现象与生活紧密相关”（如储存食物、冬季防滑），树立 “关注生活中的科学现象、利用科学知识解释生活问题” 的科学精神。
教学重点
认识水的凝固现象，知道标准大气压下，水在 0℃时会结冰，结冰过程中温度保持不变。 通过实验探究，观察水结冰前后的状态变化（液态→固态）与体积变化（体积变大），能描述结冰的关键特征。
教学难点
理解 “水结冰时温度保持在 0℃不变” 的规律，克服 “水持续降温，温度会一直低于 0℃” 的认知误区。 准确操作 “盐水与冰块混合制冷” 实验（控制制冷效果，确保水顺利结冰），并细致观察到 “体积膨胀” 的细微变化（如试管内冰柱高出原水面）。
教具准备
实验材料（每组）：试管（装适量染色水，便于观察）、温度计（0-100℃）、烧杯（较大，装冰块与食盐混合物）、搅拌棒、记号笔（标注初始水面高度）、直尺、实验记录表（含 “时间（分钟）”“水温（℃）”“状态描述”“体积变化” 栏目）。 生活现象图片 / 视频（如冬天湖面结冰、冰箱冻冰块、水管冻裂）、实验操作视频（盐水制冷原理、温度计使用）。 多媒体课件（含水结冰实验步骤动画、结冰过程微观短视频、体积变化对比图）。
教学过程
教学环节 教师活动、学生活动以及设计意图
一、导入新课 教师活动：播放 “冬天湖面结冰” 与 “冰箱冻冰块” 的对比视频，提问：“大家看，水怎么从能流动的液体变成了硬邦邦的固体？我们把水放进冰箱，多久会结冰？结冰的时候，水的温度会怎么变呢？” 引导学生说出 “水遇冷变冰”“温度很低才会结冰”，进而引出 “水结冰” 的主题。 学生活动：观察视频，分享对 “水变冰” 的生活感受（如 “夏天冻冰棍，2 小时就成冰了”），思考 “结冰的温度与时间”，对 “水结冰的秘密” 产生探究兴趣。 设计意图：通过生活化视频唤醒学生经验，引发 “结冰条件与过程” 的疑问，自然衔接前课 “水的汽化”，导入本节课核心内容。
二、讲授新课 （一）聚焦（5 分钟） 教师活动：展示实验装置（试管装染色水、烧杯、冰块、食盐），提问：“今天我们用冰块和食盐混合制冷（食盐能让冰块温度更低），探究两个问题：第一，水降到多少度会开始结冰？第二，水结冰后，体积会变吗？实验中我们要怎么细致观察这些变化呢？” 引导学生聚焦 “结冰的温度规律” 与 “体积变化观察” 两大探究方向。 学生活动：观察实验装置，发表对 “结冰温度” 的猜测（如 “0℃”），提出对 “食盐怎么用”“怎么看体积变不变” 的疑问，明确实验观察的重点。 设计意图：通过实验装置引发问题，明确本节课探究重点，让学生带着 “探温度、观体积” 的问题进入后续实验，提升探究针对性。 （二）探索（25 分钟） 环节 1：学习实验原理与操作方法 教师活动： 播放实验操作视频（课件），讲解：“食盐与冰块混合时，会让冰块融化吸热，使烧杯内温度降到 0℃以下（约 - 5℃），为水结冰提供冷量；我们用记号笔在试管上标注初始水面高度，观察结冰后冰柱是否高出标记线（判断体积变化），同时用温度计每隔 1 分钟记录水温。” 实物演示操作：在烧杯中放入冰块，撒入适量食盐（冰块与食盐比例约 3:1），搅拌均匀；将装染色水的试管放入烧杯（水不接触烧杯壁），插入温度计（液泡浸入水中，不碰试管底），强调：“温度计要固定好，避免触碰冰块；每隔 1 分钟读一次温度，直到水完全结冰后再读 2 次。” 学生活动：观看视频，记录实验要点（食盐与冰块比例、温度计放置、体积标记）；观察教师演示，模仿用记号笔标注试管水面高度，明确小组分工（1 人搅拌制冷、1 人测温记录、1 人观察状态、1 人监测体积）。 设计意图：通过视频与实物演示，让学生掌握实验原理与操作方法，避免因操作不当导致实验失败，为分组实验奠定基础。 环节 2：分组实验探究水结冰 教师活动： 布置实验任务：“小组按分工操作：搅拌员每隔 30 秒搅拌烧杯内的冰块与食盐（保持制冷效果），测温员每隔 1 分钟读取并记录水温（如初始 20℃、1 分钟 10℃、3 分钟 0℃、5 分钟 0℃），观察员描述水的状态变化（如‘2 分钟时水面有薄冰’‘5 分钟时完全变成白色固体’），记录员用直尺对比冰柱与初始水面高度（如‘冰柱高出标记线 2 毫米’）。实验持续 8-10 分钟，直到水完全结冰。” 巡视指导：实时观察各小组实验进度，及时纠正错误（如温度计液泡未浸入水中、食盐添加过少），提醒 “关注水温降到 0℃后是否继续下降”“仔细观察冰柱是否比水柱高”。 学生活动：小组分工合作，按步骤开展实验：初始水温 20℃左右，随着制冷时间增加，水温逐渐下降至 0℃，之后保持 0℃不变，同时水面逐渐出现薄冰、冰粒，最终完全凝固成冰；记录员发现冰柱顶端高出初始水面标记线，确认 “体积变大”，并详细记录在表格中。 设计意图：通过分组实验，让学生在实操中观察水结冰的完整过程，记录温度、状态、体积变化，将抽象的 “凝固规律” 转化为具体现象，落实探究实践素养。 环节 3：分析实验现象与规律 教师活动： 收集各小组实验数据，在课件上汇总 “温度变化表”，讲解：“大家看，水从 20℃降到 0℃时，温度一直在下降；但降到 0℃后，不管继续制冷多久，温度都保持 0℃不变，直到水完全变成冰，这个 0℃就是水的冰点（标准大气压下）。” 展示 “水与冰体积对比图”，补充：“结冰后冰的体积比水大，就像冬天水管里的水结冰后会把水管撑裂，就是因为体积膨胀了。” 播放结冰微观短视频，帮助学生理解 “水分子排列变化导致体积变大”。 学生活动：观察温度变化表，对比自己小组的数据，确认 “0℃时温度不变” 的规律；观察体积对比图，结合实验中 “冰柱高出水面” 的现象，理解 “结冰体积变大” 的特征；观看微观视频，初步感知分子排列与状态的关系。 设计意图：通过数据汇总与微观视频，让学生从 “现象观察” 上升到 “规律总结与本质理解”，突破 “冰点温度规律” 与 “体积变化” 的认知难点。 （三）研讨（7 分钟） 教师活动： 请各小组汇报实验结果，提问：“你们小组的水在多少度开始结冰？结冰过程中温度有什么变化？观察到冰和水在状态、体积上有哪些不一样？” 进一步追问：“生活中哪些地方利用了水结冰的现象？（如冰箱冻冰块、制作冰雕）哪些地方需要防止水结冰？（如冬天给水管包保温棉、汽车加防冻液）为什么？” 引导学生结合 “体积膨胀” 分析防止结冰的原因。 学生活动：小组代表分享数据与现象（如 “0℃开始结冰，温度不变，冰比水硬、体积大”）；结合生活举例（如 “夏天用冰降温，冬天防止水管冻裂”），理解 “结冰的利与弊”，深化对结冰规律的应用认知。 设计意图：通过研讨，梳理实验结论，关联生活应用，让学生从 “实验探究” 转向 “规律应用”，提升科学思维与解决实际问题的能力。 （四）拓展（5 分钟） 教师活动： 布置 “课后小实验”：“回家后用一次性杯子装半杯自来水，用记号笔标注水面高度，放入冰箱冷冻室，12 小时后取出，观察冰面是否高于标记线，记录你的发现；再试试用糖水（加少量糖）重复实验，看看糖水和清水的冰点一样吗？” 预告单元知识梳理：“这节课我们知道了水会变成冰，回顾整个单元，我们学了水的蒸发、凝结、沸腾、结冰，下节课我们一起梳理‘水的三态变化’，看看水的三种状态怎么互相转化！” 学生活动：明确课后任务，交流 “冰箱实验” 的计划（如 “和妈妈一起标注水面”）；期待下节课对单元知识的梳理，感受 “水的三态变化” 的完整认知。 设计意图：将课堂探究延伸至家庭生活，培养 “长期观察与对比实验” 的习惯；同时预告单元梳理课，帮助学生构建完整的知识体系，形成认知闭环。
三、课堂练习 一、选择题 标准大气压下，水开始结冰的温度是（ ） A. 0℃ B. 100℃ C. 20℃ 解析：水的冰点是 0℃，100℃是沸点，20℃是常温，答案选 A 。 下列关于水结冰的说法，正确的是（ ） A. 水结冰过程中温度会一直下降 B. 冰是水的固态形式，冰融化后还是水 C. 水结冰后体积会变小 解析：A 错误（0℃时温度不变），C 错误（体积变大），B 正确（冰是水的固态，融化后恢复液态），答案选 B 。 冬天水管容易冻裂，主要是因为（ ） A. 水管遇冷收缩 B. 水结冰后体积变大，把水管撑裂 C. 冰块把水管砸裂 解析：水管冻裂是水结冰体积膨胀的结果，与收缩、撞击无关，答案选 B 。 二、判断题 只要把水放进冰箱，不管温度多少，都能马上结冰。（ × ） 解析：水需降温到 0℃才会结冰，冰箱冷藏室（约 5℃）无法让水结冰，需冷冻室（0℃以下） 。 水结冰后，还是水这种物质，只是状态从液态变成了固态。（ √ ） 解析：结冰是物理变化，物质本身不变，只是状态改变，描述正确 。 水结冰过程中，温度计的示数会一直保持在 0℃，直到水完全变成冰。（ √ ） 解析：水在凝固过程中温度保持冰点不变，完全结冰后继续降温，示数才会下降，描述正确 。
四、课堂小结 小朋友们，今天我们做了水结冰实验，发现水降到 0℃会变成冰，结冰时温度不变，而且冰的体积比水大！生活中冻冰块、冬天湖面结冰都是这个道理。课后要记得做冰箱小实验，下节课一起梳理水的三态变化哦！
板书设计
水 —— 水结冰了 结冰特点： 温度：降温到 0℃（冰点）开始结冰，过程中温度不变 状态：液态（水）→ 固态（冰） 体积：结冰后体积变大（冰柱高出水面） 实验关键： 制冷：冰块 + 食盐（降低温度至 0℃以下） 观察：温度、状态、体积变化 生活应用： 利用：冻冰块、冰雕 防止：水管冻裂（包保温棉）、汽车加防冻液
教学反思
成功之处 以 “趣味制冷实验 + 多维度观察” 为核心，通过 “盐水与冰块混合制冷” 让学生直观看到水结冰的完整过程，同时从温度、状态、体积三个维度记录变化，多数学生能准确归纳 “0℃结冰、体积变大” 的规律，突破核心认知难点。 注重 “生活与实验结合”，通过 “水管冻裂”“冻冰块” 等生活案例，让学生快速关联理论与实际，理解结冰现象的应用价值，提升学习兴趣。 不足之处 部分小组因 “食盐添加过少” 导致制冷效果差，10 分钟后水仍未完全结冰，只能观察到 “薄冰”，未能完整记录 “完全结冰后的温度与体积变化”；且个别学生对 “体积变化” 的观察不够细致，未发现冰柱高出水面。 对 “结冰后继续降温，温度会低于 0℃” 的拓展不足，部分学生疑惑 “冰的温度是不是一直是 0℃”，未能及时补充说明。 教学建议 下次教学可提前明确 “冰块与食盐的比例（3:1）”，并为每组准备预混好的 “冰盐混合物”，确保制冷效果；实验前增加 “体积观察训练”（如用直尺对比标记线与冰柱顶端），引导学生关注细微变化。 增加 “冰的温度测量” 拓展环节：水完全结冰后，继续让学生测量冰的温度（如 - 2℃），讲解 “0℃是水与冰的共存温度，冰继续降温会低于 0℃”，解答学生疑惑，同时完善 “温度变化” 的认知链条。
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2.4《水 —— 水结冰了》
（教科版）三年级
上
2.4《水 —— 水结冰了》
大家看，水怎么从能流动的液体变成了硬邦邦的固体？我们把水放进冰箱，多久会结冰？结冰的时候，水的温度会怎么变呢？
新知导入
聚集
初冬时节，一群鸭子在湖面上游来游去。湖水是怎样结冰的呢？
探究新知
初冬气温下降，当湖水温度降到 0℃时，湖面先接触冷空气，水分子运动变慢，逐渐失去流动性，开始凝结成薄冰。随着气温持续降低，冰层会从湖面慢慢向水下增厚，最终可能让部分湖面结冰，而未结冰的水下仍有鸭子活动空间。
1.说一说我们对结冰现象的看法。
2.观察并记录水结冰过程中的各种变化。
提示 碎冰加盐后可以让周围的温度降得更低，这样可以加快试管中水的结冰速度。
3.观察并比较水和冰有哪些相同点与不同点。
1.水在什么温度条件下会结冰？结冰的湖水估计是多少摄氏度？
2.水结冰的过程中有哪些变化？
1.标准大气压下，水在 0℃时会结冰；结冰的湖水温度通常在 0℃及以下，表层湖水因接触冷空气，温度多为 0℃，深层水温可能稍高。
2.水结冰时，从液态变成固态，体积会变大，分子运动变慢，不再能自由流动，表面会变得坚硬，且温度保持在 0℃不变。
把温度计的玻璃泡包在手心里，红色液柱就会上升；将温度计放入冷水中，红色液柱就会下降。这是一种“热胀冷缩”的现
象，生活中还有哪些地方也有这样的现象呢？
课堂练习
（一）选择题
1.标准大气压下，水开始结冰的温度是（ ）
A. 0℃ B. 100℃ C. 20℃
2.下列关于水结冰的说法，正确的是（ ）
A. 水结冰过程中温度会一直下降 B. 冰是水的固态形式，冰融化后还是水 C. 水结冰后体积会变小
3.冬天水管容易冻裂，主要是因为（ ）
A. 水管遇冷收缩 B. 水结冰后体积变大，把水管撑裂 C. 冰块把水管砸裂
A
B
B
（二）判断题
1.只要把水放进冰箱，不管温度多少，都能马上结冰。（ ）
2.水结冰后，还是水这种物质，只是状态从液态变成了固态。（ ）
3.水结冰过程中，温度计的示数会一直保持在 0℃，直到水完全变成冰。（ ）
√
×
√
课堂总结
小朋友们，今天我们做了水结冰实验，发现水降到 0℃会变成冰，结冰时温度不变，而且冰的体积比水大！生活中冻冰块、冬天湖面结冰都是这个道理。课后要记得做冰箱小实验，下节课一起梳理水的三态变化哦！
板书设计
2.4 水 —— 水结冰了
结冰特点：
温度：降温到 0℃（冰点）开始结冰，过程中温度不变
状态：液态（水）→ 固态（冰）
体积：结冰后体积变大（冰柱高出水面）
实验关键：
制冷：冰块 + 食盐（降低温度至 0℃以下）
观察：温度、状态、体积变化
生活应用：
利用：冻冰块、冰雕
防止：水管冻裂（包保温棉）、汽车加防冻液
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