第2節(jié)熔化和凝固 (2)

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1、第2節(jié) 熔化和凝固 一、本節(jié)三維目標要求 1．知識與技能 了解晶體和非晶體的區(qū)別。知道一些物質(zhì)的熔點。 知道熔化和凝固的含義。 認識熔化是吸熱過程，了解熔化曲線和凝固曲線的物理含義。 2．過程與方法 感知發(fā)生熔化和凝固的條件 區(qū)別晶體和非晶體，感悟物質(zhì)世界的美麗多姿。 經(jīng)歷固體熔化的實驗探究過程，學(xué)習(xí)實驗探究的基本思路和方法。 了解圖像是一種比較直觀的表示物理量變化的方法。學(xué)習(xí)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出物理圖像的方法。 3．情感、態(tài)度與價值觀 嘗試對環(huán)境溫度問題發(fā)表自己的見解。有關(guān)注環(huán)境溫度的意識。 嘗試將生活和自然界中的一些現(xiàn)象與

2、物質(zhì)的熔點聯(lián)系起來，將所學(xué)知識與生產(chǎn)、生活相結(jié)合。 關(guān)注自然現(xiàn)象，產(chǎn)生樂于探究自然現(xiàn)象的興趣和欲望。 二、重點和難點 本節(jié)重點是探究固體熔化過程的規(guī)律。 本節(jié)難點是實驗數(shù)據(jù)的圖像轉(zhuǎn)換方法。 三、 教學(xué)過程 1. 認識晶體 學(xué)生對將固體區(qū)別為晶體和非晶體認識不足，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)——形狀規(guī)則與否的概念，初步認識晶體和非晶體的區(qū)別。 2. 實驗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

3、的實驗探究全過程，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。這也是課時安排建議本節(jié)2課時的主要原因。 （1）首先，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？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、實用高效的探究討劃和實驗設(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

4、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？需要什么實驗器材或儀器？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，達成共識，并要有所約定。例如，各組達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，并確認當時研究對象的狀態(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，在實際上是不存在的，以此模式組織探究只能是“假探

5、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，使得合作交流、討論評估更具實際價值。 （3）在進行實驗和收集證據(jù)過程中，應(yīng)幫助學(xué)生解決一些實際問題： ①進一步鞏固使用酒精燈或無煙臘加熱物體的規(guī)范要求。 ②了解實驗室常用液體溫度計的工作原理、構(gòu)造特點、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： 確認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

6、度。如何使待熔化物體均勻受熱、使溫度計的玻璃泡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)為細粒或粉末狀。 盛裝待熔固體的試管應(yīng)較細，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?。┓?，并用兩枚溫度計同監(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2～3℃左右。 建議學(xué)生先做非晶體熔化實驗，再做晶體熔化實驗。用意有二：前者較易成功且易理解；能夠?qū)笳弋a(chǎn)生更強列的印象和反差。 ⑤指導(dǎo)學(xué)生分工合作，高效安全地進行實驗、收集證據(jù)。 （4）在數(shù)據(jù)處理、討論交流和評估環(huán)

7、節(jié)，教師的主要工作應(yīng)集中于： ①激活學(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)上描點作圖的一般方法及其優(yōu)點，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)生的附加探究實驗，允許學(xué)生重做或部分重做實驗，以便擴大交流和評估成果。 ④為學(xué)生提供討論和評估的必要物質(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實驗結(jié)論不宜絕對化。為了達成共識，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，歸納出二者的同異點，總結(jié)出晶體熔化的兩個必要條件：①達到熔點；②繼續(xù)加熱（吸收熱量）。 （5）得出固體熔化過程的規(guī)律后，教師可予以擴展。 ①給出熔點概念

8、。指出熔點是晶體物質(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，使學(xué)生對之有定性的了解。要求記住冰的熔點。 3.液體的凝固 （1）列舉生活、生產(chǎn)、技術(shù)上的液體凝固實例。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特點和溫度變化特點。要明確：雖然同種物質(zhì)的凝固點和熔點相同，但兩種曲線卻具有不同的物理含義。同時總結(jié)歸納出

9、熔融狀態(tài)下的晶體凝固的兩個必要條件：①達到凝固點；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。使學(xué)生獲得相對完整的固液變化的認識。 為了同一目的，建議布置課外實驗探究活動：利用冰箱設(shè)計實驗，研究水的凝固過程并畫出水的凝固圖像。 （3）組織學(xué)生綜合運用熔化和凝固規(guī)律，特別是聯(lián)系5.1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)生做到運用所學(xué)知識和方法進行必要的推理分析。 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（熔點）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

10、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。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。 三、發(fā)展空間 （一）“自我評價”參考答案 1.0℃，BC段 2.非晶體 （二）“家庭實驗室”指導(dǎo) 吊冰游戲：鹽的熔點高于冰的熔點。冰上撒些鹽，因鹽的溫度高于0℃，致使局部冰面熔化，鹽溶化在水中吸熱，使繩子周圍冰面上熔化的冰重新凝固，故而幾秒鐘后就能用繩子把冰吊起來。 類似的，可做“復(fù)凝”游戲：將一塊冰置于桌面上，把兩端懸掛重錘的細線橫置于冰塊上表面，則可見細線緩慢切過冰塊落至桌面，而冰塊仍是“堅冰”一塊，依稀還可找到細線“切豆腐”的痕跡，但“豆腐”重新又連成一片。這是利用冰在壓力下熔點提高的特性實現(xiàn)的。 晶體花園：水在蒸發(fā)過程中吸熱，將加速食鹽水的凝固，由于瓦片放置和色素沉著，碗中各處食鹽結(jié)晶析出的形狀殊異，因而生成漂亮的“晶體花園”。 （三）“物理在線”和“走向社會”指導(dǎo) 太空材料：組織學(xué)生下載網(wǎng)上信息或去圖書館查找資料，走訪專家學(xué)者，集中討論以下問題：（1）什么是太空材料？（2）太空材料成本昂貴，為什么要制選太空材料？（3）你希望太空實驗工廠制造什么新的材料？說說你的設(shè)想。