“科学探究熔化和凝固”教学案例分析及改进

申立丽

摘 要：熔化和凝固是常见的物态变化现象，学生通过观察现象、记录数据、分析数据后得出结论，体验探究过程、领会探究方法。本文在传统探究的基础上，对实验探究方案提出改进，使现象更加明显，使教学更加有效。

关键词：科学探究；熔化；凝固；改进

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）8-0031-3

1 “科学探究熔化和凝固”教学案例简述

1.1 教学目标

（1）知识与技能

知道熔化和凝固的含义；知道晶体和非晶体的区别及熔点和凝固点；了解熔化图像和凝固图像的物理意义。

（2）过程与方法

通过观察固体的熔化过程，培养学生的观察能力；通过探究固体熔化时温度的变化规律，感知发生物态变化的条件，培养学生的实验操作能力和分析概括能力；通过探究活动，培养学生认识图像、利用图像的能力。

（3）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，产生乐于探索自然的动机；通过实验培养学生善于实践和克服困难的良好品质及相互协作的意识。

1.2 教学重点

探究晶体、非晶体的熔化过程，培养学生的观察能力、实验能力、概括能力（突破方法：让学生亲自做实验，获取感性知识；利用图像法较为直观地分析并得出熔化的特点）。

1.3 教学难点

指导学生通过对实验的观察、分析、概括，总结出固体熔化时温度的变化规律，并能用图像表示出来（突破方法：实验观察要细致认真，用冰的实验代替海波，用冰盐水使水凝固，观察凝固过程，再使冰熔化观察熔化过程）。

以下是笔者实际教学操作过程：

以上是教学过程的缩略，在本节教学前后，笔者认真回想和反思了原来的教学环节，同时综合了大家的意见进行改进，以下是改进内容及思考。

2 对教学过程的改进

2.1 实验方面的改进

本节课的教学重点是在实验中观察晶体熔化时的现象，我们用的晶体是萘和海波，难点就在于萘和海波在熔化过程中实验效果并不明显，学生在具体实验操作过程中会有一定的难度，并且存在实验器材繁杂，不好清理等诸多弊端。基于此，经过多次的实验和探索提出如下改进的意见：

1.用冰替代海波和萘

在多次的实验与教学过程中，我们发现在课堂上现场将水凝结成冰，再将冰化为水，其现象和效果十分明显，通过实验观察易得出结论。同时，学生对现场制冰的过程也感到神奇新鲜，激发了他们探究的兴趣，有效地将知识的探究和学生的内在需求统一起来。

此实验成败的关键在于冰的制作，我们用冰盐水对水进行凝固制作成冰。冰盐水的调制有一定的讲究，如果冰盐水配制合适，那么水在凝固过程中，温度变化将十分明显，所以冰盐水的配制成为整个实验环节的核心。经过反复的实验与总结，我们对冰盐水的配制也有一点体会，借此与大家分享。

（1）用于制作冰盐水的盐水溶液几乎要达到饱和。100克水大约最多配备36克盐形成饱和溶液，根据我们的经验，100克水至少要配备30克以上盐。在调制盐水的过程中要不停地搅拌，才能尽可能让其饱和。这样调配的盐水溶液凝固点大概在零下18摄氏度左右。

（2）将配好的盐水溶液用容器分几份冷冻。把溶液放在可以调节温度的智能冰箱的冷冻室里至少冷冻10个小时以上（冷冻室的温度大概控制在零下18摄氏度，如果温度过低会使盐水全部变成固态。而零下18摄氏度最合适，是固液混合状态，易倒入烧杯进行实验）。

（3）冰盐水的储藏。由于实验室没有配备冰箱，南方城市室温偏高，如何将冰盐水带入实验室并保持到学生进行实验的时候是一个很实际的问题。笔者用保温瓶解决了这个问题。将冰盐水从冰箱中取出立即装入保温瓶中，效果较好。

（4）用冰盐水凝固水的过程中，尽可能用较多的冰盐水凝固少量的水，这样效果较好。我们用大烧杯装冰盐水，往试管加入4～5毫升左右的水，只要让水能够浸没温度计的玻璃泡即可。

2.蜡的熔化和凝固的改进

学生在观察蜡的熔化、凝固实验中，会遇到实验过程长，实验时间久的困难。为改进这一不足，在实验前将蜡进行刨刮，用细小的蜡屑代替整块的石蜡，大大减少了熔化时间。另外，用温水对其加热，可加快熔化时间。

2.2 教学设计方面的改进

本节课是典型的实验设计探究课，主要目的是培养学生的实验设计能力、科学探究能力、团队协作精神和总结归纳能力，让学生在实验中体会科学探究的方法，获得科学探究能力。因此，本节课的主体是学生，让学生充分发挥其自主探究的才能。

1.将图片的导入替换成视频的导入，引入一段水的视屏，讲述水的旅行故事，内容感性，文字优美，能引起学生注意、激发学习兴趣。

2.在实验探究方面，从提出问题，学生讨论，到设计实验的过程中，不限制思维，鼓励学生结合身边的实例大胆猜想，顺利进行探究实验。每个环节老师作好相应的评估。

3.充分发挥学生自主学习的能力，学生通过对课本的学习，掌握简单内容，始终以“先学后教，以学定教，学教结合”的原则要求自己。给学生更大的自主思考和探索的空间。本节课中，让学生通过自学明白什么是物态变化、了解固态和液态之间的变化分别叫做什么，能列举生活中的例子。在实验结束后能结合实验，通过学习教材，了解晶体和非晶体等各方面的知识点。

4.在实验过程中更加强化学生分工合作、展示、交流归纳和独立思考等能力。

5.实验探究后让学生自己总结本节课的知识点，并从身边的事物中感受物理的魅力，体会物理来源于生活又回到生活的思想。介绍古人对物理知识的应用，丰富学生的认知，增强民族自豪感。

6.最后，用一段冰川熔化的视频带来的全球危机的震撼场面来将本节课推向一个高潮。作为老师不仅希望将知识及探索知识的方法传授给学生，更希望能启发学生学好知识，用自己的知识和智慧去化解危机，创造更美好的生存环境。呼吁大家低碳生活，保护环境。

3 教学过程中应注意的细节

本实验有熔化和凝固两个过程，涉及到了高温、低温过程，所以会存在设计上和安全上的诸多问题。通过教学实践，我们发现学生和教师在实验过程中应特别注意以下细节。

（1）实验过程中用到了铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯，在课前教师要做好实验器材的检查，以免操作中出现问题。因为烧杯中是热水，要避免出现烫伤事故。

（2）冰盐水的温度极低，提醒学生观察时，不要接触过多以免冻伤。最好在实验时每个小组准备一块干毛巾。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[S].北京：人民教育出版社， 2003.

[2]廖伯琴.九年级物理[M].上海：上海科学技术出版社，2013.

（栏目编辑 李富强）