【教學目標】
1.通過實驗探究曉得物質的固態和液態之間可以轉化,曉得融化、凝固的含意。
2.在班主任的指導下完成海波和凡士林融化圖象的描畫。通過比較海波和松節油的氣溫—時間圖象,曉得晶體和非晶體融化的區別,并能據此判定晶體和非晶體。
3.通過對實驗數據的剖析,描述晶體融化和融化的特性,理解晶體的熔點和融化點的意義。會查物質熔點表。嘗試將生活和自然界中的一些現象與物質的熔點聯系上去,產生對自然現象的關心和樂于探求自然現象的情感。
4.通過當堂實驗,樹立規范實驗、勤于動手的良好習慣。通過交流實驗數據和實驗現象,形成將自己的看法與別人交流的心愿,認識交流的重要性。在探究過程中提升協作能力和團隊精神,養成實事求是的科學心態。
【教學重難點】
教學重點:
1.探究物質溶化的過程。
2.有無熔點是晶體和非晶體的一個重要區別。
教學難點:
1.探究物質溶化的過程中數據的記錄。
2.按照圖象剖析歸納晶體和非晶體的特性。
【教學過程】
1.教學引入
播放視頻:自然界中水的三態變化。并向中學生展示鑄造的金屬零件,介紹這個零件的制做過程,由此引入課題。
2.“知識點”教學
班主任提出問題:你覺得固體融化是在哪些條件下發生的?
中學生一般會覺得固體融化只須要加熱即可。
班主任追問:是不是所有物質加熱后就開始融化?組織中學生通過實驗來研究這個問題。
班主任布置明晰的實驗任務:
探究海波和凡士林在哪些條件下(室溫)開始融化?融化過程中它們的體溫如何變化?它們的狀態如何變化?
班主任引導中學生依據生活經驗對探究問題進行推測,幫助中學生剖析實驗中要記錄的數據、如何設計表頭等。
●實驗方案的制定
向中學生出示實驗裝置和實驗裝置圖、介紹實驗器材名稱、酒精燈的使用、器材組裝方式。
通過問題啟發中學生思索實驗裝置設計的目的和優點,便于明晰實驗方案。
①在做海波融化實驗時,為何不用酒精燈直接加熱,而是要把試管置于有水的燒瓶中,再用酒精燈對量筒加熱呢?
②燒杯中加入多少水比較合適?
③溫度計的液泡置于哪些位置合適?為何?如何能夠做到將體溫計的液泡置于合適的位置?
④實驗中要記錄什么數據?如何記錄數據?怎樣設計實驗記錄表格?
⑤實驗的操作步驟有什么?
⑥怎樣保證實驗過程中的操作安全?
●進行實驗與數據搜集
將中學生分成實驗小組(4人為一組,分工報時、報氣溫、報狀態、記錄),注意協作能力和團隊精神的培養。
實驗前提示中學生禁止用酒精燈燃起另一個酒精燈;用完酒精燈必須用燈冒蓋滅,不能用嘴吹;萬一灑出的酒精在桌上燃燒上去,不要慌亂,立刻用帕子鋪蓋。
實驗過程中,提醒中學生將體溫計插入試管后熔化和凝固圖像分析,待氣溫升至40℃左右時開始計時,每隔約1min記錄一次氣溫;在海波或石蠟完全融化后再記錄4~5次。記錄數據并在事先打算好的方格紙上描畫出圖象,讓中學生討論剖析。班主任在實驗過程中觀察中學生操作是否規范、每位中學生是否積極參與、是否存在安全隱患,并及時解決。
●分析與論證
第2課時安排中學生交流實驗結果、實驗中遇見的困難、發現的新問題、與預期不同的結果、新的看法等。
班主任引導中學生按照實驗數據,在座標紙上描點、連線、完成圖象。首先弄清橫座標軸、縱座標軸各代表哪些數學量,便于了解化學圖象反映的是哪兩個數學量之間的關系。在圖象中,縱座標代表體溫,橫座標代表時間,間接反映了被加熱物體吸收的熱量,圖象表示的是物質氣溫隨加熱時間的變化情況,即吸收熱量后氣溫的變化情況。
投影展示海波、石蠟等融化時氣溫隨時間變化的圖象,引導中學生按照圖象進行以下剖析:
你的推測是否正確?物質由固態弄成液態過程中氣溫是否發生變化?放熱還是吸熱?讓中學生展示自己小組的數據和圖象并說明理由。
在數學圖象中,一個“點”往往對應著一個數學狀態。圖象中的起始點代表開始計時的那種時刻,“拐點”的特殊意義在于它表示的是兩種不同狀態的交界,是數學量發生突變的點。海波融化的氣溫—時間圖象中,第一個“拐點”表示海波開始發生融化,第二個“拐點”表示海波融化的過程將要結束。而圖象中的線代表一個化學過程。如海波融化的氣溫—時間圖象中,三條線表示三個過程:固體放熱升溫,放熱融化但氣溫不變,全部融化為液體后放熱升溫。
在中學生交流的基礎上,比較不同小組的數據和圖象,再剖析不同物質變化規律是否相同,結合中學生的圖象引出晶體和非晶體、熔點和融化點等概念。
班主任投影一組晶體和非晶體融化的對比數據和圖象,提出問題:
(1)從圖象上看,晶體和非晶體的融化過程有哪些不同?
(2)從圖象上你能夠得到哪些信息?
按照中學生的回答,引導中學生歸納出以下推論:
①固體分類:具有一定的融化體溫的物質叫晶體(如甲基氯化鈉),沒有一定的融化體溫的物質叫非晶體(如松香)。
②晶體和非晶體的融化特性:晶體和非晶體融化時都要從外界放熱。晶體是在一定濕度下融化的,晶體融化時的氣溫叫熔點,非晶體沒有一定的融化體溫,即非晶體沒有熔點。晶體從開始融化到完全融化,處于固液共存的狀態,非晶體融化時不存在固液共存的狀態。
班主任追問:通過你的實驗得出的推論和上述推論相同嗎?若果不同?是那里不同?問題可能出在哪里?讓中學生先在小組內討論,再提出來你們共同討論交流。
通過提問的方式指導中學生查熔點表、用熔點表解決有關問題:
①對于教材中表1-3上方的“在1.01×105Pa大氣壓下一些物質的熔點(融化點)”,你是怎么理解的?
②表中哪種晶體的熔點最低?熔點是多少?
③能否用炒勺作為容器來融化鐵?為何?
3.課堂小結
(1)基本概念:融化、凝固、晶體、熔點、凝固點、非晶體。
(2)融化與融化的條件:
晶體融化的條件:
①溫度要達到熔點;
②要繼續放熱。
晶體融化的條件:
①溫度要達到融化點;
②要繼續吸熱。
(3)晶體與非晶體的區別與聯系。
4.課堂練習
(1)你身邊有相同質量的0℃的水和0℃的冰,須要選擇其中之一來冷卻物體時,你會選擇()
A.0℃的水
B.0℃的冰
C.冰、水組成的冷水混和物
D.由于水和冰的氣溫相等,所以無論如何選擇,療效都相同
(2)下述關于晶體和非晶體的說法正確的是()
A.晶體融化過程須要放熱,非晶體融化過程不須要放熱
B.晶體融化時氣溫不變,非晶體融化時氣溫上升
C.晶體和非晶體融化時氣溫都保持不變
D.晶體是透明的,非晶體是不透明的
【教學反省】
對于本節課的教學內容,課程標準要求中學生在觀察生活中熱現象的基礎上,通過實驗來探究物質的融化和融化過程,并曉得物質溶化和融化過程中的規律,能進一步運用相關的知識來解釋生活和自然界中的一些現象,培養中學生將所學知識與生產相結合的應用能力。所以本案例力求彰顯以下特性:一是突出“從生活邁向數學,從數學邁向社會”的新課程理念;二是指出過程與方式,即重視中學生能力的培養。
教學設計以生活中常見的化學現象為起點,以數學知識為載體,讓中學生進行科學探究,通過讓中學生親自動手實驗熔化和凝固圖像分析,加深中學生對科學探究過程的體驗和數學知識的認識。并且因為八年級中學生才學數學不久,她們的觀察能力、實驗能力、分析能力都不是很強,須要班主任通過多種方式適時引導,讓中學生在親身經歷科學探究的過程中獲得知識、提高能力、掌握技巧,培養中學生的動手能力和借助實驗數據勾畫圖象剖析問題的能力。
因為海波的融化和融化實驗現象不是很顯著,而且須要不停地攪拌,實驗難度較大,中學生容易得出錯誤的推論,因而班主任在講課前一定要多做幾次實驗,把握方法,使實驗療效更顯著一些,幫助中學生更容易地從實驗現象中得出正確的推論。
導師:耿永芳
企劃:羅斌斌