2024-2025学年八年级物理上册 2.3 冰的熔化和水的凝固实验实验教学设计 （新版）苏科版

2024-2025学年八年级物理上册2.3冰的熔化和水的凝固实验实验教学设计（新版）苏科版学校授课教师课时授课班级授课地点教具教材分析本节课为人教版八年级物理上册第2章第3节“冰的熔化和水的凝固实验”。该实验是学生继初中物理学习初步涉及固体、液体、气体等物态变化概念之后的第一个实验，旨在让学生通过实验观察冰的熔化和水的凝固过程，加深对晶体和非晶体区别的理解，掌握熔化率和凝固率的概念，并能够运用控制变量法分析温度与熔化、凝固过程的关系。通过本节课的学习，使学生能将理论知识与生活实际相结合，培养观察能力和实验操作能力，提高科学探究能力。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，具体包括：

1.科学探究能力：通过观察和记录冰的熔化和水的凝固过程，让学生学会使用控制变量法进行实验，培养学生的实验设计和操作能力，提高学生的问题提出、分析和解决能力。

2.科学思维能力：通过分析实验数据，让学生理解晶体和非晶体的区别，掌握熔化率和凝固率的概念，培养学生运用科学知识进行逻辑推理和论证的能力。

3.科学态度与价值观：通过实验和讨论，使学生认识到物理知识与生活实际的紧密联系，培养学生的科学兴趣和探索精神，树立正确的科学态度和价值观。

4.科学交流与合作能力：在实验和讨论过程中，鼓励学生积极参与，学会与他人合作交流，提高学生的团队协作能力和沟通能力。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了物态变化的基本概念，包括固态、液态、气态之间的相互转化，以及晶体和非晶体的基本特征。此外，学生还应该具备一定的实验操作能力和数据记录能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：八年级的学生对物理实验通常感兴趣，因此通过实验教学能够激发他们的学习热情。在学习能力方面，学生已经具备了一定的逻辑思维和分析问题的能力，能够理解并掌握熔化率和凝固率的概念。在学习风格上，学生们喜欢通过动手操作和直观的实验现象来学习，因此实验教学能够更好地满足他们的学习需求。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解冰的熔化和水的凝固过程中，学生可能会对晶体和非晶体的区别感到困惑。此外，学生可能对如何运用控制变量法进行实验设计有一定的困难。在分析实验数据时，学生可能会遇到如何准确计算熔化率和凝固率的问题。因此，在教学过程中，教师需要关注学生的这些困难和挑战，并通过讲解、示范和引导讨论等方式帮助学生克服困难，提高他们的理解能力和实验操作技能。教学方法与手段1.教学方法：

（1）讲授法：在课程导入和理论知识讲解阶段，教师通过生动的语言和形象的比喻，向学生阐述冰的熔化和水的凝固过程中的物理规律，以及晶体和非晶体的特征。

（2）讨论法：在实验设计和数据分析阶段，教师引导学生分组讨论，鼓励学生提出问题、分享观点，培养学生的合作精神和批判性思维。

（3）实验法：在实验操作阶段，教师指导学生动手进行冰的熔化和水的凝固实验，让学生通过观察实验现象，直观地理解物理规律，提高学生的实践操作能力。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：教师利用多媒体课件，展示冰的熔化和水的凝固过程的动态图像，以及晶体和非晶体的微观结构，增强学生的直观感受，提高课堂趣味性。

（2）教学软件：教师运用教学软件，进行实时数据采集和处理，展示实验过程中温度变化曲线，帮助学生直观地了解实验结果，提高教学效果。

（3）实验器材：教师准备充足的实验器材，如冰块、水、温度计、计时器等，确保每位学生都能参与到实验操作中，提高学生的实践能力。

（4）在线互动平台：教师利用在线互动平台，发布预习任务、实验报告等，方便学生提前预习和课后复习，同时加强师生之间的互动，提高学生的自主学习能力。

（5）评价体系：教师建立科学的评价体系，通过课堂表现、实验操作、小组讨论、作业完成情况等多方面，全面评估学生的学习效果，激发学生的学习积极性。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对“冰的熔化和水的凝固实验”的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是熔化和凝固吗？它们在生活中有哪些应用？”

展示一些关于熔化和凝固现象的图片或视频片段，让学生初步感受物理现象的魅力。

简短介绍熔化和凝固的基本概念，为接下来的学习打下基础。

2.基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解熔化和凝固的基本概念、原理和晶体非晶体的区别。

过程：

讲解熔化和凝固的定义，包括其主要特点。

详细介绍晶体和非晶体的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.实验操作与观察（15分钟）

目标：通过实验，让学生深入了解熔化和凝固的过程及其特点。

过程：

引导学生进行冰的熔化和水的凝固实验，观察并记录实验数据。

分析实验数据，让学生掌握熔化率和凝固率的概念。

讨论实验结果，引导学生理解晶体和非晶体的区别。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组分析实验中观察到的现象，讨论熔化和凝固过程中的温度变化规律。

小组内讨论实验结果对实际生活或学习的影响，以及如何应用物理知识解决实际问题。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对熔化和凝固实验的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括实验现象、数据分析及应用物理知识解决实际问题。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调熔化和凝固实验的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括熔化和凝固的基本概念、原理、实验操作及晶体非晶体的区别。

强调熔化和凝固实验在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用物理知识。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于熔化和凝固实验的短文或报告，以巩固学习效果。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）科普读物：《冰与水的奇妙世界》、《物质的相变》等，这些读物以丰富的图片和生动的文字，介绍了熔化、凝固以及晶体和非晶体的基础知识，帮助学生巩固课堂所学。

（2）在线课程：可引导学生观看国内外知名教育平台上的相关课程，如国家地理、TED-Ed等，这些课程从不同角度讲解物质的相变现象，让学生获得更全面的了解。

（3）科学实验视频：可在视频网站搜索相关实验操作步骤，如“冰的熔化和水的凝固实验”、“晶体和非晶体实验”等，让学生观看实验视频，提高实验操作技能。

（4）学术文章：推荐学生阅读一些关于熔化、凝固和晶体非晶体研究的学术文章，如《自然界中的晶体和非晶体》、《熔化速率与晶体结构的关系》等，让学生了解该领域的最新研究动态。

2.拓展建议：

（1）学生可利用课后时间阅读科普读物，了解物质的相变现象在日常生活中的应用，如冰雪融化、冰淇淋制作等。

（2）鼓励学生在网上观看相关课程，学习实验操作技巧，加深对课堂知识的理解。

（3）学生可尝试自己动手做一些与熔化、凝固相关的实验，如自制冰淇淋、观察晶体生长等，将所学知识应用于实践。

（4）学生可以参加学校或社区举办的科学讲座、竞赛等活动，与他人分享自己的学习心得，提高自己的科学素养。

（5）学生可加入科学学习小组，与组员一起探讨熔化、凝固以及晶体非晶体方面的知识，共同进步。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了冰的熔化和水的凝固实验，通过实验观察和数据分析，我们深入了解了熔化率和凝固率的概念，以及晶体和非晶体的区别。以下是本节课的主要内容：

1.熔化和凝固的基本概念：熔化是固体变为液体的过程，凝固是液体变为固体的过程。晶体和非晶体在熔化和凝固过程中有不同的特点。

2.晶体和非晶体的区别：晶体有有序排列的分子结构，具有固定的熔点；非晶体无有序排列的分子结构，没有固定的熔点。

3.熔化率和凝固率的概念：熔化率是指单位时间内固体熔化的速度，凝固率是指单位时间内液体凝固的速度。

4.实验操作和数据记录：我们进行了冰的熔化和水的凝固实验，观察并记录了实验过程中的温度变化，通过实验数据可以分析熔化率和凝固率。

5.实验结果分析：通过实验数据分析，我们发现晶体在熔化过程中温度保持不变，而非晶体在熔化过程中温度逐渐升高；凝固过程中晶体凝固速度较快，而非晶体凝固速度较慢。

当堂检测：

1.选择题：

（1）冰的熔化过程属于哪种物态变化？

A.熔化B.凝固C.升华D.凝华

（2）下列物质中，哪个是非晶体？

A.冰B.铁C.玻璃D.水

2.简答题：

（1）请简要说明晶体和非晶体的区别。

（2）请解释一下熔化率和凝固率的概念。

3.计算题：

假设实验中冰的熔化过程温度保持不变，测得冰熔化过程中的时间为10分钟，冰的质量为100克，冰的熔点为0℃。请计算冰的熔化率。

4.实验设计题：

请设计一个实验，观察并比较不同物质的熔化速率。教学反思本节课我教授了冰的熔化和水的凝固实验，通过实验操作和数据分析，帮助学生理解和掌握熔化率和凝固率的概念，以及晶体和非晶体的区别。在教学过程中，我采用了讲授法