《第2节 熔化和凝固》教学设计1-八年级物理上册【人教版】

《熔化和凝固》教学设计

三维目标

知识与技能

1．能区别物质的气态、液态和固态三种状态，能描述这三种物态的基本特征。

2．了解物质的固态和液态之间是可以转化的。

3．了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。

4．了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。

过程与方法

1．通过实验探究固体熔化时温度变化的规律，感知发生状态变化的条件。

2．了解有没有固定的熔点是区别晶体和非晶体的一种方法。

3．通过探究活动，使学生了解图象是一种比较直观的表示物理量变化的方法。

情感、态度与价值观

通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，乐于探索自然现象的情感。

教学重点

1．实验探究归纳晶体与非晶体在熔化过程中的本质区别，观察总结不同物质凝固的规律。

2．实验数据的处理及根据图象叙述晶体和非晶体的熔化和凝固的特点。

教学难点

1．晶体和非晶体熔化时温度变化特点；

2．根据实验数据分析、总结推理熔化和凝固曲线并了解其物理意义；

3．了解晶体熔化时，要吸收热量而温度不变。

教学方法

实验探究法、对比法、图象法

课时安排

1课时

教学准备

铁架台、酒精灯、温度计、石棉网、烧杯、试管、海波、石蜡、水、液态酒精、计时表、冰块、铁块、保险丝等。

一、自制实验仪器————酒精灯

二、回顾复习

(1)熔化：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。例如：冰熔化为水、蜡烛熔化为烛液等。

(2)凝固：物质从液态变成固态的过程叫做凝固。例如：水结冰、火山喷出的岩浆凝固成火山岩。

师生共同总结熔化和凝固的定义，像水变成冰这样，物质由液态变成固态的过程叫做凝固。像冰变成水那样，物质由固态变为液态的过程叫做熔化。

三、实验探究————晶体和非晶体的熔化

(1)将学生分为左右两大组，左组实验探究海波的熔化及凝固，右组探究蜡的熔化及凝固。

(2)组装实验装置：把硫代硫酸钠和石蜡分别装入两个试管中，并插入温度计，再把试管按图示装置固定。往烧杯里倒入冷水，使水位高于装固体颗粒的那部分试管(图中只画了一套装置，另一套装置完全相同)。用两个酒精灯分别给两个烧杯加热，观察两试管内固体熔化情况，并每隔1分钟记录一次温度计示数，直到固体完全熔化。

(3)左组探究海波熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点；

右组探究石蜡熔化时温度的变化规律，要求从40 ℃开始计时，每隔1分钟读取一次温度值观察物质状态，把数据填入记录表，并在坐标纸上描出对应的点。

实验要求：要求学生做好观察记录

观察：(1)对海波及石蜡加热时，温度计的示数变化。(2)不同温度下它们的状态。(3)熔化时它们的状态及温度。

记录：实验中的数据。

表一　海波熔化时温度、状态随时间变化情况记录表

表二　石蜡熔化时温度、状态随时间变化情况记录表

学生交流思考：海波及石蜡两种固体熔化时温度、状态的变化一样吗？

分析论证：各小组将描在坐标纸上的点连成一条曲线。根据图象分析固体熔化时温度的变化规律。

小组评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？

交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？

设计意图：固体的熔化和凝固是学生常见现象之一，选择这一内容让学生参与探究，目的是引导学生在学习物理知识的同时，体验科学探究的全过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度。有利于体现“注重科学探究，提倡学习方式多样化”的新课程理念。

对比研究：分析两种不同固体的熔化曲线。

海波的熔化图象　　　　　　　　石蜡的熔化图象

学生讨论交流，思考：

(1)两种物质的熔化过程中，温度的变化有什么特点？

(2)每段曲线对应的一段时间内，海波与石蜡各是什么状态？温度怎样变化？吸热、放热情况如何？

归纳交流：从实验现象及描绘出的图象容易看出，

(1)海波经过缓慢加热，温度逐渐上升，当温度达到48 ℃，海波开始熔化。在熔化过程中，虽然继续加热，但海波的温度不变，直到完全熔化后，温度才继续上升。

(2)随着不断加热，石蜡的温度升高，在此过程中，石蜡变软变稀，最后熔化为液体。

得出结论：

(1)有确定的熔化温度的一类固体叫晶体；如各种金属、冰、海波等。

另一类没有确定的熔化温度的固体叫非晶体；如松香、沥青、玻璃等。

(2)晶体熔化时的温度叫熔点；非晶体没有确定的熔点。

四、观察讨论————晶体和非晶体的凝固

学生讨论交流：物质凝固过程中的变化规律

(1)晶体在凝固过程中温度不变，这个温度叫做凝固点；

(2)凝固过程中处于固液共存状态；

(3)晶体只有达到一定温度时才开始凝固；

(4)凝固过程放热。

学生观察课本图3.25甲、乙两幅图线，并分别比较与图3.24图线的区别。

晶体熔化和凝固条件、特点：同种物质的熔点和凝固点相同。

知识扩展：让学生阅读小资料“几种晶体的熔点”，体会不同晶体熔点不同，认识熔点是晶体的一种特性。同时记住冰的熔点是0 ℃，钨的熔点最高。

设计意图：这是初中物理中第一次用图象的方法来表示物理过程，教师应通过班级讨论的方式，解释清楚曲线上每一个点的含义，让学生深刻地体验图象法是一种非常简洁、有效地表示物理过程的方法，为今后使用图象法学习物理打好基础。

归纳总结：晶体和非晶体的熔化特点比较

(1)晶体和非晶体熔化时都要从外界吸热。

(2)晶体是在一定温度下熔化的，晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有一定的熔化温度(非晶体没有熔点)。

(3)晶体从开始熔化到完全熔化经历固液共存的状态，非晶体熔化时不存在固液共存的状态。

逆向思维：从冰吸热可熔化成水，水在一定的条件下可变成冰的道理，知道凝固是熔化的逆过程。让学生根据物质熔化的规律推理出物质凝固的规律：无论晶体还是非晶体，在凝固时都要放热；晶体凝固时放出热量，但温度不变，非晶体凝固时放出热量，温度降低。

联系生活：北方的冬季很冷，为了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放几桶水，可以利用水结冰时放出热，窖内温度不致太低，保护蔬菜不被冻坏。

前沿科技：现在人们研制出一种聚乙烯材料，在15～40 ℃的范围内熔化或凝固，而熔化或凝固时，温度保持不变。把这种材料制成颗粒状，掺在水泥中制成储热地板或墙壁，天气热时颗粒熔化，天气冷时又凝固成颗粒，能调节室内的温度。

学以致用：请同学解释“下雪不冷化雪冷”这句俗语中包含的科学道理。

设计意图：新课程标准强调通过科学想象与科学推理方法的结合，发展学生的想象力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯。本部分从设计启发学生应用逆向思维的方式学习，并紧密地联系前沿科技，使学生关心科学技术的新进展和新思想，了解自然界事物的相互联系，逐步树立科学的世界观。

五、课堂小结

基本概念：

(1)熔化：物质由固态变成液态的过程。

(2)凝固：物质由液态变成固态的过程。

(3)晶体：有一定熔化温度的固体。

(4)非晶体：没有一定熔化温度的固体。

(5)熔点：晶体熔化时的温度。

(6)凝固点：晶体凝固时的温度。

基本规律：

(1)晶体熔化的条件：一是温度到达熔点，二是继续吸热。

(2)同种物质的熔点和凝固点相同，不同物质的熔点一般不同。

(3)熔化吸热、凝固放热。

六、随堂练习

如图两种物质在固态时温度随时间的变化曲线。请根据图象回答下列问题。

（1）由图判断出_____图线是晶体，该晶体的熔点是_________，熔化时间是______分钟，另一图线的物质可能是________。

（2）AB段处于_______状态，BC段处于_________状态，________CD段处于________状态，吸热的是________段。