子主题二 纸包得住火吗？（案例）

1、七彩教育网 教学资源分享平台，无需注册、无需登录即可下载子主题二 纸包得住火吗？（案例）认识水沸腾过程中温度保持不变；学习在水温不断升高的过程中定时读取温度计示数。通过观察，认识水的沸腾现象，理解沸点；通过实验探究水被加热直至沸腾过程中水的温度变化的规律；通过图象的方法分析数据，从而归纳概括水沸腾的温度规律。初步了解通过观察和实验，可以认识自然现象以及其中的规律性；在沸腾的实验现象与猜想（前概念）相矛盾时，能接受科学事实；在实验记录和分析数据时，做到仔细、实事求是、相互合作。重点一：通过实验发现和认识水的“沸点”。重点二：将水的温度随时间变化的关系用图象表示，并通过这种图象得出水的沸点。建议：

2、用图象处理数据是科学研究中的一种重要的方法，学生在本课题学习中初次接触这一方法，教师应着重指导学生使用图象法处理实验数据，并引导学生通过图象研究物理规律。 难点一：器材的组装是实验操作的难点。建议：如何按实验要求组装并调节好实验器材彼此间的相对位置，这些操作对学生有较大困难。但器材的组装不是重点，教师应提前做好实验准备，实验中指导学生按照装置图组装实验器材就可以了，重点指导酒精灯外焰的使用。难点二：沸腾过程温度不变与学生的猜想相矛盾，学生往往对自已的实验结果表示怀疑。建议：教师要重视各小组之间的交流，用各组同学的实验得到相同的特征，说明水沸腾时温度保持不变具有普遍性，而不是仪器故障造成的偶然现

3、象，从而形成正确的观念。 纸包得住火吗？活动建议方案 活动任务设置情境，提出问题：水在沸腾时有什么特征？在教师指导下将问题具体明确化，引发猜想。活动内容1. 指导学生完成用纸锅烧水的实验教师：折一个纸盒，提出问题，能用纸锅烧水吗？学生：讨论发表自己对用纸锅烧水的看法。教师：示范怎样用纸锅烧水。学生：进行纸锅烧水的实验，观察实验现象。实验参考课前准备：1.用一张不易渗水的光滑的厚纸，按照右图那样折成一只小纸杯，杯中可以盛水而不至于漏出。另准备铁架台和酒精灯。 2.纸杯中盛适量的水，放在酒精灯上加热。 （注意不要让火苗烧到水面以上的纸。） 3.过一会儿水就会沸腾，而纸不会燃烧。活动组织方式学生在教

4、师指导下分组开展探究活动。活动评价方式使用学习评价量规表指导学生自评和小组内的互评，使每个学生在评价反思的过程中，逐步形成自我认识、自我教育、自我提高的能力。所需学习资源所需学习时间0.5课时。活动任务通过实验探究水温升高至沸腾的过程中，水的温度的变化规律，发现水的“沸点”。活动内容1. 提出问题教师提出问题一：为了达到沸腾，需要对水加热，使水的温度升高，当水沸腾时，它的温度是否还会继续再升高呢? 水沸腾前后温度有哪些不同？学生活动：小组讨论，提出各自的猜想和假设，并记录下来。教师提出问题二：烧水时还有哪些因素会影响水的温度变化呢？学生活动：经过小组讨论，提出各自的猜想和假设。说明：这两个问题

5、都具有一定的开放性。学生容易错误地把烧水的快慢等同于温度高低，但只要他们能够进行猜想并尝试初步解释，就应予以肯定。教师应鼓励学生的发散性思维，而不应简单地否定学生的猜想。教师归纳提升学生的猜想。2. 制定实验方案教师指导学生制定实验方案。学生活动：有共同猜想的同学组成一个小组，讨论实验方案，设计实验记录表格，进行分工。教师提出实验的注意事项。注意事项1. 按照装置图组装实验器材；2. 调节好酒精灯与铁圈石棉网的距离，使用酒精灯外焰加热；3. 温度计液泡位于液体中央，不要与容器接触；4. 注意安全，防止烫伤。 实验参考1.组装实验装置。2.加热烧杯中的水，观察水中气泡位置、大小等物态变化现象。3

6、.使用钟表和温度计进行测量，从水温达到70时开始每分钟记录一次温度，直到水沸腾后在观察5分钟。4.获取充足的关于实验现象的数据。说明：器材的组装是本探究活动的难点，但不是重点。教师在这个环节指导学生按照右图的要求组装实验器材就可以了。用图表处理数据是科学研究中的一种重要的方法，学生在此初次接触这一方法，教师应当指导学生设计好记录表格，注意定时观察、记录温度计示数。记录表格参考 时间/min0123456789温度/          状态     

7、;     活动组织方式有共同猜想的同学可以组成一个小组，分组讨论，制定实验探究方案。实验中既要观察水中气泡位置、大小等物态变化现象，又要使用钟表和温度计读数，每分钟记录一次温度，建议34人为一组。活动评价方式对参与态度进行自评和组内互评。所需学习资源所需学习时间1课时。活动任务延伸学习。活动内容1. 教师出示资料（可选择以下任一学习卡）。卡片一（地热之乡腾冲）腾冲位于云南省西部，怒江以西，高黎贡山西坡，这里与缅甸为邻，是我国要西南边陲的一个边防重慎。腾冲原来叫腾越，清代后期才改称腾冲。境内山川并列，盆地相间，山高谷深，植物茂密，自然景色壮丽多

8、姿。但是，腾冲是最著名的还是奇特而壮观的火山和遍布全县的热泉。腾冲的气泉、温泉群共有80余处，平均每70平方公里就有一个泉群点，其中11个温泉群，水温高达90。腾冲是云南省泉群分布最多，密度最大的县。腾冲的泉群不仅数目多而且类型复杂齐全，为国内罕见，有高温沸泉、热泉、温泉、地热蒸气、喷泉、巨泉、低温碳酸泉、毒气泉、冒气地面等等，种类繁多，简直像一座地热自然博物馆。高温沸泉温度均在95以上，高出当地沸点，泉水翻腾滚动不息，被当地人叫为“滚锅”。喷泉：高温高压的水和热蒸气从圆形小孔中喷射而出，高出一米多，再纷纷撒落下来，如礼花四射。县城南新华区太和乡硝塘卜高河床中的喷泉，长达半公里，时有时无。涌沸

9、泉隆隆有声，水柱可迸出一人多高。 卡片二（不烫手的“开水”）“开水”常常与“烫手”联系在一起，这是由于在通常情况下开水的温度高达100，远比皮肤的温度高。但是，当你在高山上烧水时，明明看到水沸腾了，却不一定烫手。在海拔3 km的高原，水的沸点为91；在海拔6 km的山上，水的沸点为80；而在海拔8844.43 m的珠穆朗玛峰，水的沸点只有72。在几万米的高空，水的沸点居然会低到1118，那里开水的温度，可能比地面上冷水的温度还要低。因此，在高山会出现许多怪现象：“开水”不烫手，鸡蛋煮不熟，开水不能消毒。这是为什么？原来，水的沸点与大气压强有关，气压越低，沸点也就越低。按照这个道理，在比地面低得

10、多的矿井底部，大气压强比地面上大，我们可以得到更为烫手的开水。例如，在地下300 m深的矿井里，水的沸点达到101，而在地下600 m的深处，水的沸点会达到102！ 活动组织方式教师给出学习资料，学生自选后阅读，全班交流讨论，教师总结，将知识拓展升华。活动评价方式教师评价。所需学习资源所需学习时间0.5课时。姓 名 小组成员 日期 课 题 这次活动分工中，你承担了什么任务？完成的怎样？通过这次活动，你在哪些方面的能力有所提高？你认为自己在哪些方面还存在不足，有待提高？你认为小组中哪个同学在活动中最积极动脑思考？说明理由。你认为小组中哪个同学在活动中观察最

11、细致？说明理由。你认为小组中哪个同学的探究报告最规范？说明理由。你认为小组中哪个同学在活动中最有创新？说明理由。小组评价 标题纸包得住火吗？时间2008年6月5日地点教室参加人员张三、李四、王五、赵六活动内容活动一：观察纸锅烧水的沸腾现象 1指导学生作用纸锅烧水的实验。教师：折一个纸盒，提出问题俗话说“纸包不住火”，说明纸很容易点着。请大家猜一猜，能用纸锅烧水吗？如果我用这个纸杯烧水，会发生什么现象？请同座位的同学相互讨论一下自己对用纸锅烧水的看法。学生：讨论发表看法。纸会燃烧，纸杯会被烧出个洞。教师：示范怎样用纸锅烧水。学生：做纸锅烧水的实验，观察实验现象。2. 提出问题:教师：为

12、了达到沸腾，需要加热，使水的温度升高。那么，当水沸腾时，它的温度是否还会继续再升高呢? 水已沸腾，但纸锅并没有燃烧，这是为什么?3. 对观察到的实验现象进行讨论教师：纸的着火点是183，而火焰的温度大约为400，远远高于纸的着火点。可是大家却没有看见纸锅燃烧。这是为什么？请说说你的想法？学生讨论，发表看法，说出自己的猜想。学生：水的温度低于纸的着火点183，纸的温度跟水的温度差不多。学生：纸烧焦了，由于有水，所以没着火。学生：烧得时间短，水的温度还没到183。教师讲解：纸的着火点是183，而火焰的温度大约为400，远远高于纸的着火点。可是大家刚才却没有看见纸燃烧。想知道其中的奥秘吗？下一个活动

13、，我们将要探究水沸腾的温度特点，也许你就能尝试解释纸锅烧水的现象了。活动二：探究液体沸腾时的温度特点1. 提出问题教师提问：许多同学在家里都烧过开水、煮过鸡蛋，这是我们身边的沸腾现象。大家有没有想过，水沸腾前后温度有哪些不同？学生讨论后回答：水加热时温度会升高。水沸腾后只要继续加热，温度会继续升高。水沸腾后继续加热，温度可能保持不变。教师提问：烧水时还有哪些因素会影响水的温度变化呢？学生讨论后回答：烧半壶水比一壶水用的时间短，说明水越少温度升高得越快，也许半壶水烧开后温度会更高；冬天烧水比夏天烧水时间长，也许夏天开水的温度更高；烧水时大人总让盖上壶盖，可能是因为盖盖烧水比不盖盖烧水温度高教师小

14、结：同学们提出了各种想法，归结起来有以下几点： 水沸腾前的温度不断升高，水沸腾后的温度可能是继续升高（或保持不变）； 水量的多少会影响开水的温度； 加热前的起始温度会影响水沸腾时的温度； 盖盖子烧水比不盖盖子烧水，沸腾时水的温度高。2. 制定探究方案教师讲解：对于我们所要研究的问题，同学们有不同的猜想。到底我们的猜想对不对呢？下面就通过实验来验证。实验需要的器材已提前准备好。有共同猜想的同学可以组成一个小组，讨论后制定一个实验方案。进行探究时小组同学要进行分工合作，如：在实验装置的组装过程中要进行配合；实验过程中，谁负责观察，谁负责报时、谁负责记录、谁负责照顾仪器等。学生讨论并制定方案，设计记

15、录表格。3. 学生实验探究收集信息。学生： 组装实验装置；加热烧杯中的水，观察水中气泡位置大小等物态变化现象；使用钟表和温度计进行测量，从水温达到70时开始每分钟记录一次温度，直到水沸腾后再观察5分钟，以获取充足的实验数据。教师：巡回指导。提示学生注意安全操。进行实验与收集信息：观察水的温度和气泡变化情况。4. 分析与论证分组讨论，小组内对收集的数据和有关冰的状态变化的信息进行比较和分析，初步归纳出水沸腾时温度的变化规律。教师指导学生用图像处理实验数据的方法，在坐标纸上建立“温度时间”坐标系，描点，连线。学生用图线表示水温度的升高与加热时间的关系。5. 分析数据，交流讨论教师组织同学对实验数据

16、进行分析教师：哪一组同学先来说说你们组的探究的成果？学生小组1：学生小组2：学生总结得出结论沸腾时水的温度不变，保持在100，而与水量的多少和初始的温度无关。教师：沸腾时水的温度不变，这个不变的温度，叫做水的沸点。对实验数据进一步分析教师：有同学发现图线在水平段有一段向上鼓起的部分，谁来解释一下可能是什么原因造成的？学生：那段时间我们盖了盖子，可能因为盖上了盖子，里面的水汽多，影响了沸腾的温度。教师鼓励学生的发现: 水的沸点确实不是固定不变的，它与液面上的气压有关，以后我们学习气体压强的时候还会研究这个问题。用探究结论来解释为什么可以用“纸锅烧水”6. 教师出示图片，显示生活和自然界中的类似现

17、象。演示图片：羊八井地热发电设备、蒸汽机车、羊八井地热喷泉、黄石公园老忠实喷泉活动三：延伸学习1. 教师出示学习资料；2. 学生自选并阅读学习；3. 教师提出进一步的问题，对学习卡1提出的问题：阅读这段材料后，你有什么发现？有没有什么与这次探究结果相矛盾的？如果你有兴趣，可以在课下尝试查阅相关的资料。对学习卡2提出的问题：如果在青藏高原做水沸腾的实验，结果还会一样吗？请说明理由。如果你对沸点与压强的关系有兴趣，请课后查阅资料，看看在自然界和生活中还有哪些沸点不是100的情况，或设计实验进一步探究这个问题。4. 全班交流，教师总结提升。 以下为某中学几位初中学生探究“水的沸腾”的探究报告记录。

18、1. 从实验记录中，同学们会发现在“水平”的那段图线中都有一段向上鼓出的部分，两个实验组的学生并没有敷衍而过，而是认真地进行了分析，找出了原因，对实验结果做出了解释，并明白了其中的道理。他们在分析和得到的结论中这样写到：“沸腾时盖木盖温度升高，不盖木盖温度稍低”。由此他们明白了，水的沸点不是固定不变的，与是否盖盖有关，在老师的指导下他们最终不仅知道了水在沸腾过程中温度保持不变，知道了什么是沸点，还知道了水的沸点不一定是100，与水面上方的气压有关的。评估是探究过程的重要环节，探究活动只有通过这样的反思和评估，学生的科学探究能力才能逐步提高。2. 记录一中的右图记录了烧杯中的水量随时间变化的情况

19、。这组同学在分析和得结论中写到：“在沸腾过程中，烧杯内水也逐渐减少。”在老师的启发下，进一步的思考使他们真真切切地明白了，“汽化是物质由液态变为气态”的含义及沸腾是汽化的方式之一。这组同学的实验分析是否给同学们带来这样的启发：在实验中进行观察和收集数据时，除了收集预定关注的信息外，还应善于捕捉意外的信息。历史上的许多发现都是由于科学家的敏锐目光捉住了意外信息而得到的。在探究实验中抓住疑点，捕捉意外信息很必要；实验后对实验结果进行分析和讨论，拓展和完善知识结构很重要。3. 学生感言：通过探究活动我知道了水在沸腾过程中温度是不变的，而且盖盖和不盖盖沸点是不一样的。太神奇了。教师感言：实验性的探究教

20、学并不是撒开手什么都让学生自己做，教师要做好设计者和指导者。探究教学的设计，要能够使学生有目的地进行有效的认知建构；还要给学生及时必要的帮助和指导。初中生的年龄小，知识基础薄弱，理解能力和动手能力较差。所以，在初中阶段教学的关键点要给学生做出必要的铺垫，指导学生有效地学习。这样做不仅符合学生的实际认知水平，还能使学生对学习活动、对自己的学习能力增加信心。敏锐捕捉课堂信息很重要。课堂每天都有许多新鲜事，学生每天都有新表现，课堂和学生每天都会为我们提供大量的信息，学生在课堂中的一些出乎教师意料的表现，教师应该通过细致的观察，深入地发掘。使这些宝贵的资源成为教学新的生长点。 饱和汽与饱和汽压我们以水

21、为例分析液体蒸发时分子的运动情况。水面上同时进行两种相反的过程：一方面，水分子从液面飞出来；另一方面，由于水蒸气的分子在不停地作无规则的热运动，有的分子撞到水面又回到水中。在密闭的容器中，随着水的不断蒸发，水面上方分子的数量不断增多，回到水中的分子数也逐渐增多，蒸发的速度也逐渐变慢。最后，当气态水分子数的密度增大到一定程度时，就会达到这样的状态：在相同时间内回到水中的分子数等于水面飞出去的分子数。这时，水蒸气的密度不再增大，液体水也不再减少，液体与气体之间达到了平衡状态，蒸发停止。这种平衡是一种动态平衡（dynamic equilibrium）。与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和汽（satura

22、ted vapor）,而没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和蒸汽。在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压（saturated vapor pressure）。未饱和汽的压强小于饱和汽压。饱和汽压随温度而变。温度升高时，液体分子的平均动能增大，单位时间里从液面飞出的分子数增多，原来的动态平衡被破坏，液体继续蒸发，蒸汽的压强继续增大，直到达到新的动态平衡。熔化热熔化指的是物质从固态变成液态的过程，而凝固指的是从液态变成固态的过程。为什么熔化会吸热、凝固会放热？原来，固态物质的分子受到周围其他分子的强大作用，被束缚在一定的位置，只能在这位置附

23、近振动。对固体加热，当温度升高到一定温度时，一部分分子的能量足以摆脱其他分子的束缚，从而可以在其他分子之间移动，于是固体开始熔解。某种晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称作这种晶体的熔化热（melting heat）。一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。不同的晶体有不同的结构，要破坏不同物质的结构，所需的能量也就不同。因此不同晶体的熔化热也不相同。非晶体液化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热。汽化热汽化（vaporization）指的是物质从液态变成气态的过程，液化（liquefaction）指的是从气态变成液态的过程