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四、教學(xué)設(shè)計(jì)題
13.[參考答案](1)給自行車(chē)打完氣后打氣筒會(huì)發(fā)熱;從滑梯上滑下屁股會(huì)發(fā)熱;鉆木取火。
(2)師：同學(xué)們，現(xiàn)如今我們的生活離不開(kāi)各種各樣的能量，比如大家出門(mén)坐汽車(chē)，汽車(chē)跑起來(lái)需要什么能量?
生：機(jī)械能。
師：那這種機(jī)械能從哪里來(lái)的呢?
生：通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燒油給的。
師：沒(méi)錯(cuò)，汽車(chē)要想跑得快，必須要有一個(gè)好的發(fā)動(dòng)機(jī)，那大家知不知道發(fā)動(dòng)機(jī)燒油產(chǎn)生了什么能量?
生：內(nèi)能。
師：但是汽車(chē)確實(shí)要機(jī)械能.但是我們產(chǎn)生了內(nèi)能。
生：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
師：內(nèi)能真的可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能嗎?我們不妨用一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。下面老師將試管裝滿(mǎn)水，然后用木塞塞住，最后用酒精燈加熱試管，大家仔細(xì)觀察。
生：木塞被彈開(kāi)了。
師：木塞被彈開(kāi)說(shuō)明了什么，誰(shuí)能從能量角度解釋一下。
生：給水加熱，使試管內(nèi)的內(nèi)能增加，木塞被彈開(kāi)時(shí)內(nèi)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。
師：很好，這位同學(xué)總結(jié)得非常到位，就是說(shuō)內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，那大家仔細(xì)回想一下，在生活中還有沒(méi)有這種內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的例子。
生：燒水的時(shí)候水燒開(kāi)了會(huì)頂開(kāi)壺蓋。
師：沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是不是就是這樣的模型。那回到剛剛的問(wèn)題，發(fā)動(dòng)機(jī)到底是不是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為了機(jī)械能呢，我們一起來(lái)研究一下。
14.[參考答案]
(1)物質(zhì)從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程叫熔化;物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫凝固。
(2)教學(xué)設(shè)計(jì)如下：[設(shè)計(jì)理念]
從生活走向物理，從物理走向社會(huì)。從生活中的現(xiàn)象引入熔化和凝固概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究熔化和凝固的特點(diǎn)，總結(jié)規(guī)律，及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生走向社會(huì)，了解熔化和凝固的應(yīng)用。在合作探究過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)固體熔化時(shí)的特點(diǎn)，并培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象分析問(wèn)題的能力。
在教學(xué)中應(yīng)用視頻等多媒體手段，讓學(xué)生感受生活中的物態(tài)變化，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲.培養(yǎng)學(xué)生探究未知世界的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)精神。
[教學(xué)目標(biāo)]知識(shí)與技能
(1)能區(qū)別物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)，能描述這三種物態(tài)的基本特征。
(2)了解物質(zhì)的固態(tài)和液態(tài)之間是可以轉(zhuǎn)化的。
(3)了解熔化、凝固的含義，了解晶體和非晶體的區(qū)別。
(4)了解熔化曲線(xiàn)和凝固曲線(xiàn)的物理含義。
過(guò)程與方法
(1)通過(guò)探究固體熔化時(shí)溫度變化的規(guī)律，感知發(fā)生狀態(tài)變化的條件。
(2)了解有沒(méi)有固定的溫度是區(qū)別晶體和非晶體的一種方法。
(3)通過(guò)探究活動(dòng)，了解圖象是一種比較直觀的表示物理量變化的方法。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)教學(xué)活動(dòng).提高對(duì)自然現(xiàn)象的關(guān)心，產(chǎn)生樂(lè)于探索自然現(xiàn)象的情感。[重點(diǎn)難點(diǎn)]
1.讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究歸納出晶體與非晶體在熔化過(guò)程中的本質(zhì)區(qū)別，進(jìn)一步總結(jié)出不同物質(zhì)熔化和凝固的規(guī)律。
2.讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)在方格紙上描繪固體熔化圖象，根據(jù)圖象敘述晶體和非晶體的熔化和凝固的特點(diǎn)。
[教學(xué)儀器]
鐵架臺(tái)、酒精燈、石棉網(wǎng)、大燒杯、溫水、大試管、粉末萘、石蠟、溫度計(jì)、攪拌器、火柴。[教學(xué)模式]實(shí)驗(yàn)探究模式
[教學(xué)課時(shí)]1課時(shí)[教學(xué)過(guò)程]
(一)新課引入
教師講述：我們?cè)谛W(xué)學(xué)習(xí)過(guò)物質(zhì)存在的三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。但是物質(zhì)的狀態(tài)不是一成不變的。
動(dòng)畫(huà)展示：鐵礦石在高爐中熔化為鐵水，從高爐中倒出的鐵水凝固成鐵板;低溫度實(shí)驗(yàn)室在低溫狀態(tài)下制得液態(tài)氧、氮和固態(tài)氧、氮;不同季節(jié)、氣候下的水的狀態(tài)變化。
引導(dǎo)歸納：隨著溫度的變化，物質(zhì)會(huì)在固、液、氣三種狀態(tài)之間變化。
聯(lián)系生活：把水放入冰箱的冷凍室里，水就會(huì)變成冰;把冰加入飲料中，冰從它們那里吸收熱量就變成了水。點(diǎn)燃的生日蠟燭的火焰旁邊，固態(tài)的蠟不斷地變成液態(tài)的蠟，一部分流下來(lái)的蠟滴很快又變成了固態(tài)的蠟。路橋施工人員把固態(tài)的瀝青加熱成液態(tài)，再把液態(tài)的瀝青澆在路面上，很快又變成固態(tài)。
點(diǎn)明課題：科學(xué)上把物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程叫熔化，如冰變水。從液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程叫凝固，如水結(jié)成冰。
動(dòng)畫(huà)展示：正在噴發(fā)的火山。(讓學(xué)生用以上的結(jié)論分析火山噴發(fā)的現(xiàn)象)
引出問(wèn)題：物質(zhì)熔化和凝固需要什么條件?不同物質(zhì)熔化和凝固的規(guī)律一樣嗎?
設(shè)計(jì)意圖：新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)通過(guò)從自然、生活到物理的認(rèn)識(shí)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的求知欲，讓學(xué)生領(lǐng)略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，培養(yǎng)學(xué)生終身的探索興趣。本課設(shè)計(jì)中用多媒體的方式引入大量的生活物理，從這些感性素材中概括出物理概念，有利于培養(yǎng)學(xué)生“初步的收集信息和處理信息”的能力，也有利于體現(xiàn)“從生活走向物理”的新課程理念。
(二)進(jìn)行新課
第一部分：探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律。
提出問(wèn)題：不同物質(zhì)在由固態(tài)變成液態(tài)的熔化過(guò)程中，溫度的變化規(guī)律相同嗎?
猜想假設(shè)：熔化過(guò)程中一定要加熱，所以物質(zhì)一定要吸收熱量，這時(shí)溫度可能也是不斷上升的。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
(1)四個(gè)同學(xué)為一組，選出一名同學(xué)作為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)本組探究性學(xué)習(xí)，教師課前要對(duì)組長(zhǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，交待實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)遇到的一些問(wèn)題和注意事項(xiàng)，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行。每一組分成兩個(gè)小組，分別探究?jī)煞N不同固體的熔化。
(2)介紹實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示，強(qiáng)調(diào)酒精燈和溫度計(jì)的用法。
(3)第1小組探究萘熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，要求從68℃開(kāi)始計(jì)時(shí)，實(shí)驗(yàn)員每隔1分鐘報(bào)告一次溫度值和物質(zhì)狀態(tài)，記錄員把數(shù)據(jù)填入記錄表，并在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn);第2小組探究石蠟熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律，要求從50℃開(kāi)始計(jì)時(shí)。實(shí)驗(yàn)員每隔1分鐘報(bào)告一次溫度值和物質(zhì)狀態(tài)，記錄員把數(shù)據(jù)填入記錄表，并在坐標(biāo)紙上描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。
動(dòng)畫(huà)展示：如何用圖象法分析所收集的數(shù)據(jù)。
分析論證：各小組將描在坐標(biāo)紙上的點(diǎn)連成一條曲線(xiàn)。根據(jù)圖象分析固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律。
小組評(píng)估：回想實(shí)驗(yàn)過(guò)程.有沒(méi)有可能在什么地方發(fā)生錯(cuò)誤?進(jìn)行論證的根據(jù)充分嗎?實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠嗎?交流合作：與同學(xué)進(jìn)行交流。你們的結(jié)果和別的小組的結(jié)果是不是相同?如果不同，怎樣解釋?
設(shè)計(jì)意圖：固體的熔化和凝固是學(xué)生常見(jiàn)現(xiàn)象之一，選擇這一內(nèi)容讓學(xué)生參與探究，目的是引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)。體驗(yàn)科學(xué)探究的全過(guò)程.學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，形成尊重事實(shí)、探索真理的科學(xué)態(tài)度。有利于體現(xiàn)“注重科學(xué)探究，提倡學(xué)習(xí)方式多樣化”的新課程理念。
第二部分：認(rèn)識(shí)熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)。
對(duì)比研究：分析兩種不同固體的熔化曲線(xiàn)。
得出結(jié)論：(1)一類(lèi)固體有確定的熔化溫度叫晶體。如各種金屬、冰、海波等。另一類(lèi)固體沒(méi)有確定的熔化溫度叫非晶體，如松香、瀝青、玻璃等。
(2)晶體熔化時(shí)的溫度叫熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)。
(3)晶體凝固時(shí)也有確定的溫度，這個(gè)溫度叫凝固點(diǎn)。同一種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和它的熔點(diǎn)相同。
知識(shí)擴(kuò)展：讓學(xué)生閱讀小資料“幾種晶體的熔點(diǎn)”，體會(huì)不同晶體熔點(diǎn)不同，認(rèn)識(shí)熔點(diǎn)是晶體的一種特性。同時(shí)記住冰的熔點(diǎn)是0℃，鎢的熔點(diǎn)最高。
設(shè)計(jì)意圖：這是初中物理中第一次用圖象的方法來(lái)表示物理過(guò)程，教師應(yīng)通過(guò)班級(jí)討論的方式，解釋清楚曲線(xiàn)上每一個(gè)點(diǎn)的含義，讓學(xué)生深刻地體驗(yàn)圖象法是一種非常簡(jiǎn)潔、有效地表示物理過(guò)程的方法，為今后使用圖象法學(xué)習(xí)物理打好基礎(chǔ)。
第三部分：認(rèn)識(shí)熔化吸熱、凝固放熱。
歸納總結(jié)：晶體與非晶體熔化時(shí)都要吸收熱量。
逆向思維：從冰吸熱可熔化咸水，水在一定的條件下可變成冰的道理，知道凝固是熔化的逆過(guò)程。讓學(xué)生根據(jù)物質(zhì)熔化的規(guī)律推理出物質(zhì)凝固的規(guī)律：無(wú)論晶體還是非晶體，在凝固時(shí)都要放熱;晶體凝固時(shí)放出熱量，但溫度不變，非晶體凝固時(shí)放出熱量，溫度降低。
聯(lián)系生活：北方的冬季很冷，為了妥善地保存蔬菜，都在菜窖里放幾桶水，可以利用水結(jié)冰時(shí)放出熱，窖內(nèi)溫度不致太低。保護(hù)菜不被凍壞。
前沿科技：現(xiàn)在人們研制出一種聚乙烯材料，在150C～400C的范圍內(nèi)熔化或凝固，而熔化或凝固時(shí)，溫度保持不變。把這種材料制成顆粒狀，摻在水泥中制成儲(chǔ)熱地板或墻壁，天氣熱時(shí)顆粒熔化，天氣冷時(shí)又凝固成顆粒，能調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。
學(xué)以致用：請(qǐng)同學(xué)解釋“下雪不冷化雪冷”這句俗語(yǔ)中包含的科學(xué)道理。
設(shè)計(jì)意圖：新課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)通過(guò)科學(xué)想象與科學(xué)推理方法的結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的想像力和分析概括能力，使學(xué)生養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣。本部分從設(shè)計(jì)上啟發(fā)學(xué)生應(yīng)用逆向思維的方式學(xué)習(xí).并緊密的聯(lián)系前沿科技，使學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展和新思想，了解自然界事物的相互聯(lián)系，逐步樹(shù)立科學(xué)的世界觀。
(三)課堂小結(jié)基本概念：
(1)熔化：物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。
(2)凝固：物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程。
(3)晶體：有一定熔化溫度的固體。
(4)熔點(diǎn)：晶體熔化時(shí)的溫度。
(5)非晶體：沒(méi)有一定熔化溫度的固體。
(6)凝固點(diǎn)：晶體凝固時(shí)的溫度。
基本規(guī)律：
(1)晶體熔化的條件：一是溫度到達(dá)熔點(diǎn)，二是繼續(xù)吸熱。
(2)同種物質(zhì)的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同，不同物質(zhì)的熔點(diǎn)不同。
(3)熔化吸熱、凝固放熱�；炯寄埽�
(1)酒精燈、溫度計(jì)的使用技能。
(2)組裝垂直組合實(shí)驗(yàn)器材的技能�；痉椒ǎ�
利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象來(lái)分析問(wèn)題的方法。
(四)板書(shū)設(shè)計(jì)
熔化和凝固
一、熔化和凝固的概念：
1.熔化：物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。
2.凝固：物質(zhì)由液態(tài)變成固態(tài)的過(guò)程。
二、探究固體熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律：
1.茶在熔化的過(guò)程中繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變。
2.松香在熔化過(guò)程中繼續(xù)吸收熱量，溫度逐漸上升。
3.認(rèn)識(shí)固體熔化曲線(xiàn)。
三、熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)：
1.晶體：有一定熔化溫度的固體。
2.熔點(diǎn)：晶體熔化時(shí)的溫度.
3.非晶體：沒(méi)有一定熔化溫度的固體。
4.凝固點(diǎn)：晶體凝固時(shí)的溫度。
5.同種物質(zhì)的熔點(diǎn)和凝固點(diǎn)相同，不同物質(zhì)的熔點(diǎn)不同。
四、熔化吸熱、凝固放熱：
任何物質(zhì)熔化都要吸收熱量，凝固都要放出熱量。
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