【實驗教學目標】
1．通過探究冰的融化以及水的融化時氣溫隨時間的變化規律，曉得晶體的融化、凝固特性，了解熔點、凝固點的意義；
2．通過實驗探究過程，幫助中學生了解晶體融化、凝固曲線的數學涵義，會從圖象中說明晶體融化、凝固過程的氣溫變化特性；
3．通過實驗探究活動熔化和凝固圖像分析，迸發中學生對自然現象的興趣，形成樂于探求生活現象的情感。
【實驗內容】
1．實驗名稱：冰的融化、水的融化實驗
2．實驗器材：自制“熔化融化演示器”、自制“低溫源”、燒杯、水、秒表
3．自制器材裝置圖：
圖1“熔化融化演示器”
圖2“低溫源”
【實驗教學設計思路】
1．教學重點：晶體的融化現象；晶體融化、凝固的特性。
2．教學難點：晶體融化、凝固時氣溫變化特性；晶體融化氣溫隨時間變化的圖象。
3．實驗作用：中學生通過生活經驗常常覺得，物體放熱氣溫下降，吸熱氣溫增加，對于晶體融化、再融化時氣溫不變這一特性缺少感性認識。通過讓中學生經歷實驗探究過程，可以有效地幫助中學生認識晶體的融化、凝固特性，進一步了解晶體融化、凝固曲線的數學涵義，有效突破學習難點。
4．教學策略：形成式教學策略，在班主任的引導下，中學生借助自制實驗器材進行自主探究活動。
5．實驗類型：中學生探究實驗。
【實驗教學過程】
1.探究冰的融化特性實驗
班主任活動
中學生活動
中學生學習情況預測及應對舉措
引導中學生提出問題。
提出問題：冰在融化的過程中有哪些特征？
引導中學生推測冰融化時氣溫變化及吸、放熱情況。
中學生提出猜測。
依據生活經驗，中學生很容易錯誤地推測冰融化時氣溫漸漸下降，這并不影響探究過程及對探究結果的總結，反倒更能彰顯認知沖突，加深對晶體融化特性的感知。
巡回指導中學生的分組實驗。
中學生分組實驗：
1.從“低溫源”中取出“熔化融化演示器”，觀察記錄體溫計示數和冰此時的狀態，并開始計時；
2.把“熔化融化演示器”放入25℃左右的水底，借助水給冰加熱，然后每隔半分鐘取出，觀察、記錄一次冰的氣溫和狀態，直至冰全部融化后2min。
此實驗過程中，中學生須要觀察記錄的內容較多，教材原有實驗中為了讓冷水混和物氣溫均勻常常須要不斷攪拌，這對剛接觸化學學科的八年級中學生來說，難度較大。自制的“熔化融化演示器”簡化了中學生的操作過程，并能得到愈發理想的實驗現象和數據，更好地幫助中學生在自主探究的基礎上得出實驗推論。
介紹描點畫圖的技巧。
1.中學生按照實驗數據，用描點法勾畫冰的融化圖象；
2.通過數據記錄表格和圖象認識到各時間段物質的狀態和濕度變化情況。
中學生容易把整個實驗過程當作冰的融化過程，班主任應引導中學生按照物質狀態確切地找出冰的融化過程，進一步發覺冰的融化特性。
引導中學生依據對實驗數據的剖析論證，總結出相應的推論。
中學生總結推論：冰在融化時，氣溫不變，須要放熱。
對比冰的融化過程和融化前后濕度變化特性，與自己的猜測加以比較，通過認知沖突，加強對化學規律的認識，有效突破教學難點。
2.探究水的融化特性實驗
班主任活動
中學生活動
中學生學習情況預測及應對舉措
引導中學生提出問題。
提出問題：水在融化的過程中有哪些特征？
按照冰的融化特性，引導中學生推測水融化時氣溫變化及吸、放熱情況。
中學生提出猜測。
依據對冰的融化特性的研究，中學生相對容易推測水融化時氣溫變化特性和吸、放熱情況。
引導中學生設計實驗方案。
中學生在冰的融化實驗的基礎上，借助自制的“熔化融化演示器”和“低溫源”設計水的融化實驗方案，勾畫實驗記錄表格。
因為中學生借助自制學具早已完成了“冰的融化”探究實驗，所以容易想到借助同樣的器材完成“水的融化”實驗。
巡回指導中學生的分組實驗。
1.觀察記錄體溫計示數和水此時的狀態，再把裝有水的“熔化融化演示器”放入“低溫源”中并開始計時；
2.以后每隔1min取出，快速觀察、記錄水的氣溫和狀態，直至水全部融化后2min；
實驗中注意提醒中學生每1min觀察一次實驗現象，并及時記錄實驗數據。
引導中學生按照物質狀態確切的找出水的融化過程，進一步發覺水的融化特性。
1.按照實驗數據，用描點法勾畫水的融化圖象；
2.通過數據記錄表格和圖象認識到各時間段物質的狀態和濕度變化情況。
中學生將得到的實驗數據與“冰的融化”實驗作比較，才能比較容易的發覺水的融化特性。
引導中學生依據對實驗數據的剖析論證，總結出相應的推論。
中學生總結推論：水在融化時，氣溫不變，須要吸熱。
此實驗作為課堂實驗的延展，幫助中學生對比冰的融化和水的融化特性的優缺之處。
【實驗說明】
“探究冰的融化特性”是蘇科版八年級數學教材中的一個重要探究實驗，此實驗除了就能培養中學生的探究能力，同時培養中學生借助物理工具（函數圖象）剖析數學問題的能力。
課本中設計的實驗方案存在四個缺陷：（1）把該裝置置于空氣中吸收熱量，放熱慢，實驗時間太長；（2）冰是固體很難與體溫計充分接觸，另外冰的比熱容較小，從冰柜中取出后氣溫會很快下降，所以基本上得不到0℃以下的記錄；（3）因為冷水混和物室溫不均勻，所以融化過程中檢測的氣溫不能穩定在0℃；（4）借助這套裝置未能完成水的融化實驗。
基于上述緣由我設計了該實驗裝置，可用于中學生分組實驗，并能較好地解決上述問題：（1）借助“水浴法”可以推動冰的融化過程，減短實驗時間；（2）課前，把自制的學具裝入“低溫源”（保溫杯中裝有“鹽冰”），可以讓冰的體溫保持在-10℃左右，并且能保持近1h的時間，完全可以滿足課堂教學的須要；（3）用塑膠注射器取代試管，借助兩個橡膠環固定濕度計，使體溫計玻璃泡在注射器中間不會左右搖擺。把體溫計的玻璃泡和水在注射筒內融化成一個整體。因為塑膠的彈性及橡膠環的可聯通性，可防止水融化過程中容積減小引起體溫計的受損，還可以保證在冰融化的過程中讓體溫計的玻璃泡與冰還能充分接觸。另外因為水銀的比熱容較小，所以選用水銀體溫計可以有效地降低檢測偏差，因而保證融化過程中氣溫保持0℃不變；（4）將裝有水的“熔化融化演示器”放入“低溫源”中，可以進一步完成“水的融化”探究實驗，便捷中學生對晶體融化、凝固規律進行對比。
下邊介紹一下兩種自制器材的制做和使用方式：
自制“熔化融化演示器”
制做材料：
醫用一次性注射器（5mL）一支，橡膠環兩枚，水銀體溫計一支（阻值：－15℃～100℃）
制做方式：
溶化融化演示器
圖3
①把注射器針筒的針尖清除并封口，套在注射器桶上用于密封注射器中的水（如圖3所示）；
②取下注射器活塞后端的橡膠片，再打算一個同樣大小的橡膠片，兩個橡膠片中間打孔，制成固定濕度計的橡膠環；
溶化融化演示器
圖4
③將兩個橡膠環套在水銀體溫計上（兩環之間的距離約20mm）(如圖4所示)；
④將套有橡膠環的體溫計插入注射器，保證體溫計玻璃泡距離注射器桶側壁和頂部的距離相同（約5mm）；
溶化融化演示器
圖5
⑤往注射器中注入2—3mL水，使湖面低于體溫計玻璃泡5mm左右，蓋好封帽（如圖5所示）。
這樣一個“熔化融化演示器”就做好了（如圖6所示）
自制“低溫源”
制做材料：
保溫杯一個（除去杯蓋）、長圓形泡沫紙一張（長為保溫杯的高，寬為保溫杯的邊長）、圓形泡沫紙一張（半徑與保溫杯瓶蓋相同）
制做方式：
①利用膠水，將長圓形泡沫紙包裹在保溫杯周圍，以提高保溫療效；
②在方形泡沫紙中央鉆孔，孔徑與體溫計半徑相同，作為保溫蓋；
③保溫杯內裝入“熔化融化演示器”和已融化的“鹽冰”碎塊（如圖7所示），下端蓋上保溫蓋。
兩種自制器材的使用方式：
①提前將“熔化融化演示器”豎直裝入冰柜冷藏室，使其中的水能均勻的在室溫計玻璃泡周圍融化，氣溫達到-10℃以下。上課前將“熔化融化演示器”放入“低溫源”中熔化和凝固圖像分析，將體溫計從保溫蓋孔中穿過并將保溫蓋蓋在保溫杯上，以降低保溫療效。因為“鹽冰”的熔點在-10℃左右，所以它可以讓“熔化融化演示器”中冰的氣溫在1h內都能保持在-10℃左右。做探究冰的融化實驗時取出，讓它在水底放熱，進行實驗。
②將裝有水的“熔化融化演示器”直接裝入“低溫源”中，讓它在其中吸熱，可探究水的融化特性，作為課堂實驗的有效延展和拓展。
該裝置具有制做簡單、操作便捷，實驗現象顯著，可重復使用等優點，具有實用價值和推廣價值。[1]
參考文獻：［1］龔云良．“探究冰的融化特性”實驗改進．小學數學，2012，30（06）：22-23．
編輯|監制|蘇科化學之友