第2節(jié) ： 熔化和凝固

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1、第2節(jié)：熔化和凝固 （一）教學(xué)過程 本節(jié)安排三個教學(xué)板塊：（1）認(rèn)識晶體；（2）實(shí)驗(yàn)探究固體熔化過程的規(guī)律；（3） 液體的凝固。 1. 認(rèn)識晶體 學(xué)生對將固體區(qū)別為晶體和非晶體認(rèn)識不足，教師應(yīng)著力調(diào)動學(xué)生的觀察積累，利用教 科書提供的圖片，酌情展示一些常見晶體和非晶體的實(shí)物、模型、圖片資源，首先讓學(xué)生建 立區(qū)別晶體和非晶體的宏觀依據(jù)一一形狀規(guī)則與否的概念，初步認(rèn)識晶體和非晶體的區(qū)別。 2. 實(shí)驗(yàn)探究固體熔化過程的規(guī)律 不宜將本板塊變?yōu)檠菔?，要舍得投入時間，引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷固體（含晶體與非晶體）熔化 的實(shí)驗(yàn)探究全過程，初步領(lǐng)略科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本思路和方法。這也 是課時

2、安排建議本節(jié)2課時的主要原因。 （1） 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意晶體和非晶體不同的形狀和不同的加工工藝，猜想到它們可 能存在不同的熔化規(guī)律；在觀察和思考的基礎(chǔ)上，提出探究問題：熔化是在什么條件下發(fā)生 的？熔化過程有什么特點(diǎn)？晶體和非晶體的熔化規(guī)律究竟有什么不同？ （2） 為了研究提出的問題，重要的是組織學(xué)生討論，制訂出分工合理、實(shí)用高效的探 究計劃和實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案。 各組首先應(yīng)選取一種晶體、一種非晶體作為對比研究對象。為了使結(jié)論具有普遍性，各 組所選研究對象要在條件允許的情況下盡可能不同。其次，要探究熔化規(guī)律，自然需要將研 究對象熔化，怎樣熔化？在熔化過程中需要觀測記錄哪些數(shù)據(jù)和現(xiàn)象？需要什么實(shí)

3、驗(yàn)器材或 儀器？要否自己尋找或自制？這些都不要教師給定。這些問題需要師生討論，達(dá)成共識，并 要有所約定。例如，各組達(dá)成借助酒精燈加熱晶體和非晶體使之熔化的基本思路，約定定時 （例如每隔30s ）記錄加熱過程中晶體和非晶體的溫度，并確認(rèn)當(dāng)時研究對象的狀態(tài)，直 到熔化持續(xù)一段時間為止。至于各組探討的具體問題，例如，停止加熱后，熔化情況怎樣？ 是選取冰和蠟，還是選取海波和松香或者別的作為研究對象？是用水浴法加熱，還是直接加 熱？都應(yīng)該以寬容的態(tài)度對待。需知：規(guī)范完美的科學(xué)探究純屬理想模型，在實(shí)際上是不存 在的，以此模式組織探究只能是“假探究”；各組探究過程的差異應(yīng)視為寶貴的課程和教學(xué) 資源，使得合作

4、交流、討論評價更具實(shí)際價值。 （3） 在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)過程中，應(yīng)幫助學(xué)生解決如下一些實(shí)際問題。 ① 進(jìn)一步鞏固使用酒精燈或無煙蠟加熱物體的規(guī)范要求。 ② 了解實(shí)驗(yàn)室常用液體溫度計的工作原理、構(gòu)造特點(diǎn)、溫度范圍及分度值。 ③ 學(xué)會測量溫度，知道用溫度計測量溫度的正確方法和注意事項(xiàng)： 確認(rèn)溫度計的量程和分度值。 將溫度計的玻璃泡與被測量的物體充分接觸。 當(dāng)溫度計的示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)。讀數(shù)時，溫度計仍需和被測物體接觸（體溫計除外）。 讀數(shù)時，視線要與溫度計中液柱上表面相平。 ④ 研究固體熔化時溫度的變化規(guī)律，需要知道它們?nèi)刍^程中的溫度。如何使待熔化 物體均勻受熱、使溫度計的玻璃泡

5、與待熔化固體充分接觸呢？怎樣使待熔化固體緩慢熔化， 以便觀察和測量呢？ 待熔固體應(yīng)為細(xì)?；蚍勰睢? 盛裝待熔固體的試管應(yīng)較細(xì)，以增大受熱面積。裝入試管中的待熔固體應(yīng)適量（過 少，則熔化過程太短，不利觀測；過多，則受熱不均勻）。 優(yōu)選間接加熱（例如水浴）法，并用兩支溫度計同時監(jiān)測試管內(nèi)外的溫度，調(diào)整控 制熱源加熱力度，使內(nèi)外溫差保持在2°C?3°C。 建議學(xué)生先做非晶體熔化實(shí)驗(yàn)，再做晶體熔化實(shí)驗(yàn)。用意有二：前者較易成功且易 理解，能夠?qū)笳弋a(chǎn)生更強(qiáng)烈的印象和反差。 ⑤ 指導(dǎo)學(xué)生分工合作，高效安全地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)。 （4） 在數(shù)據(jù)處理、討論交流和評價環(huán)節(jié)，教師的主要工作應(yīng)集中于以下

6、幾個方面。 ① 激發(fā)學(xué)生尋找和比較數(shù)據(jù)規(guī)律的需要。 ② 幫助學(xué)生回顧數(shù)學(xué)上描點(diǎn)作圖的一般方法及其優(yōu)點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生在方格紙上描畫物質(zhì) 熔化曲線。 ③ 熱情支持學(xué)生的附加探究實(shí)驗(yàn)，允許學(xué)生重做或部分重做實(shí)驗(yàn)，以便擴(kuò)大交流和評 價成果。 ④ 為學(xué)生提供討論和評價的必要物質(zhì)條件，例如，提供視頻展臺或?qū)嵨锿队皟x，用以 展示各組所得熔化曲線和數(shù)據(jù)記錄表格。 ⑤ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論不宜絕對化。為了達(dá)成共識，應(yīng)組織學(xué)生對比分析、總結(jié)晶體和非晶體的 熔化過程，歸納出二者的異同點(diǎn)，總結(jié)出晶體熔化的兩個必要條件：a.達(dá)到熔點(diǎn)；b.繼續(xù) 加熱（吸收熱量）。 （5） 得出固體熔化過程的規(guī)律后，教師可予以擴(kuò)展。 ① 給

7、出熔點(diǎn)概念，指出熔點(diǎn)是晶體物質(zhì)的基本屬性之一。生活和自然界中，生產(chǎn)和技 術(shù)上，許多現(xiàn)象和應(yīng)用都與熔點(diǎn)有關(guān)。 ② 引導(dǎo)學(xué)生用分子動理論初步解釋熔化的吸熱過程。 ③ 介紹常見物質(zhì)的熔點(diǎn)，使學(xué)生對之有定性的了解。要求記住冰的熔點(diǎn)。 3. 液體的凝固 教科書對液體的凝固處理較為粗略，教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生采用有意的接受學(xué)習(xí)方式進(jìn)行。 （1） 列舉生活、生產(chǎn)、技術(shù)上的液體凝固實(shí)例。例如，水結(jié)成冰，塑料顆粒熔化后注 入鋼模冷卻凝固成塑料盒，熔融狀態(tài)下的玻璃軋制成玻璃板…… （2） 凝固過程和凝固曲線。引導(dǎo)學(xué)生對比冰（晶體）熔化過程的三個階段，采用類比 的方法，分析水（液體）凝固過程的三個階段的吸放熱

8、特點(diǎn)和溫度變化特點(diǎn)。要明確：雖然 同種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和熔點(diǎn)相同，但兩種曲線卻具有不同的物理含義。同時總結(jié)歸納出熔融狀 態(tài)下的晶體凝固的兩個必要條件：①達(dá)到凝固點(diǎn)；②放出熱量。還應(yīng)對比分析熔融狀態(tài)下的 晶體與非晶體的凝固過程的異同點(diǎn)。使學(xué)生獲得相對完整的固液變化的認(rèn)識。 為了同一目的，如有條件建議布置課外實(shí)驗(yàn)探究活動：利用冰箱設(shè)計實(shí)驗(yàn)，研究水的凝 固過程并畫出水的凝固圖像。 （3） 組織學(xué)生綜合運(yùn)用熔化和凝固規(guī)律，特別是聯(lián)系第1節(jié)“自我評價”中的屋檐上 冰錐的形成過程，交流討論教科書有關(guān)“火山爆發(fā)后”內(nèi)容，要求學(xué)生做到運(yùn)用所學(xué)知識和 方法進(jìn)行必要的推理分析。 熔巖在流淌過程中，將因向周圍放熱而導(dǎo)致溫度不斷降低。雖然剛從火山口噴出時巖漿 溫度相同，但凝固點(diǎn)（熔點(diǎn)）高的礦物巖漿將首先凝固，這些凝固的礦物要么沉積下來，要 么隨未凝固的巖漿向前推移，直到所有巖漿均在火山口周圍依山傍勢凝固。凝固順序基本上 按橄欖石、輝石、角閃石、黑云母、正長石、白云母、石英排列。