水的三态变化.doc

《备方法》专题拓展资源
《水的三态变化》教学设计
水是学生在生活中非常熟悉的东西。在第一册教材《到处都有水》和第三册教材《物质的形态》这两单元中，学生已经知道了水的一般性质；知道物体具有固态、液态和气态三种存在形式；并通过实例，感受到同一物质在固态和液态，液态和气态时可以互相转换。但是此时的认识和结论仍是相当浅显且不明确的。在本单元中，通过实验、交流和讨论，将使学生以“水的三态变化”为载体，认识到同一物质的三态变化所需要的条件，为今后学习“水在自然界中的循环”，以及“各种常见的天气现象”做下铺垫。
在本单元中，我力求解决以下几个问题：一，使学生知道物质的三态变化需要一定的条件；二，引导学生能够设计简单的比较实验来探究影响物体变化的因素；三，提高学生科学探究的能力和人文素养，包括观察、实验、记录、假设、推理的能力，以及鼓励学生能够耐心倾听、与人合作的能力。
教材是教学的依据，是教学大纲内容的具体化。但在实际教学也不必盲从教材，唯教材论，教师完全可以根据对教材的理解，学生的学情，对教材内容进行有针对性的改编，从一个单纯的教材实施者，转变成为教材的利用者、开发者。但是我们也应该看到，这种对教材的开发并不是天马行空，随心所欲地删除、添加教学内容，而是仍需立足于教材本身，深入钻研教材，注重挖掘教材本身的内涵后，根据学生的实际情况和教学目标二次利用和开发教材，用好，用足教材。
在经过对教材的深入分析和研究后，我将本单元的内容划分为四课时。
第一课时《冰与水》，探究冰与水的互相转换。
第二课时《水到哪里去了》，了解水的蒸发现象和影响蒸发快满的因素。
第三课时《“抓住”水蒸汽》，了解水蒸汽的凝结现象，以及凝结所需要的条件。
第四课时《冰和水蒸汽》，了解冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化，并知道除了水以外，其他物质也会在一定条件下发生三态变化。
从上面的课时安排中可以看出，除了教材原有的内容外，我又增加了有关“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”的内容，以及其他物质的三态变化实例，为此我又增加了一课时的教学时间。这是因为我在认真阅读教材，分析教材后，认为在教材中，只详细说明了冰和水、水和水蒸气的转换，对冰和水蒸汽的转换只是简单的一笔带过。而“升华”和“凝华”也是物质三态变化中不可缺少的一个环节，虽然对三年级学生来说，了解这部分内容有一定的困难，但是部分内容可以完善学生对于“物质的三态变化”的认识，因此我大胆将这一部分的内容增加至教学内容中。
虽然整个单元都是在讲“水”，但“水”本身不过是学生认识物质三态变化的载体，其目的是通过学习“水的三态变化”后，让学生感受到物质的形态变化是在一定条件下产生的。为了帮助学生更好地将学得的知识概念从“水”推论到“其他物质”，因此在教学内容的编排上，增加有关其他物质的三态变化内容。而且学生在二年级时已经对“物质的形态变换”有所涉及，知道同一物质的固态和液态，液态和气态可以互相转化，因此这样的改动对学生来说是可以接受的。以水为载体，再用习得的知识解释其他物质的变换规律，既是对原有知识的复习巩固，也是对新知识的学习掌握，符合学生在学习上螺旋上升的认知规律。。
从整个的教学设计来看，单元教学由三部分组成：一，探究“水的三态变化”的条件；二，梳理“水的三态变化”的知识；三，拓展其他物质的三态变化的实例。其中，“探究水的三态变化条件”是本单元的重点，所有的教学活动都是围绕这个核心进行的。从第一课时探究固态和液态的转换，到第二、三课时探究液态和气态的转换，再至第四课时探究固态和气态的转换，每课时的内容都是依据学生的生活经验，由简到难，逐层递进的。这四课时的教学内容看似内容不同，但它们组合后又构建了完整的“物质形态变化”的知识体系。因此在教学设计中，我将教材中“水的三态变化关系图”贯穿于整个单元教学活动中，将相互独立的学习内容又联系起来，帮助学生更好的梳理、理解“物态变化”的知识。
引导学生设计对比试验，学会有意识地控制实验中的变量是本单元教学的难点之一。在第一课时中，教材提出“比一比，用什么方法能使冰融化的更快”，并配了一张四个小朋友用四种不同的方法融化冰的插图。从图上看，这四个小朋友实验的冰块最后都能融化，相互之间也有冰块融化的快慢之分，但是每种方法使冰块融化的原因却并不完全相同，学生实验比的是“不同方法使冰融化的速度不同”，并不能真正使学生达到教学目标中的要求：“知道冰可以在一定的条件下融化成水”。因此我在设计这部分的教学内容时做了一些改动，鼓励学生将每一种实验方法设计成一组比较实验，明确实验中的控制变量，解决了教材实验中实验目的不清晰的问题，提高了实验教学的有效性。也为学生后面设计比较实验，如影响水蒸发的快慢等打下基础。提高学生比较实验的能力，也为他们以后进行自主探究具有较大的促进意义。
“升华”和“凝华”是本单元新增加的拓展内容。在教材中，有关“升华”和“凝华”只在“水的三态变化关系图”中以“箭头”的形式涉及。这部分内容相对于三年级学生来说，确实有一定的难度。但它们也是物态变化中不可缺少的一部分。如何解决这个问题，是教学设计中的又一个难点。首先，考虑到三年级学生的年龄特点，在教学中不必出现“升华”、“凝华”“汽化”这样的专业词语，只需让学生了解“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”即可。其次在设计过程中，我先是通过实验，让学生观察水蒸汽凝固成冰晶的现象。一方面，学生肯定对这种现象非常好奇，提升了他们去探究的兴趣；另一方面，由于之前已经学习了“水蒸汽凝结成小水珠”的知识，学生肯定会由此推理出“冰晶与水蒸汽的关系”，这样的推理结果只是假设，如何验证？实验。通过实验，使学生知道了“水蒸汽在一定条件下可以变成冰”。以此为基础，再用逆向思维的方式推论“冰是否可以在一定条件下变成水蒸气”，学生也就容易理解了。这里的实验内容和四年级学习《天气现象》时的实验内容有所雷同，但是两次出现时的侧重点不同。此时出现是探究“冰和水蒸汽在一定条件下可以互相转化”，重在“转换的条件”，再次出现时是“模拟天气变化的现象”，重在“模拟”。实验内容相似，但探究问题的角度不同，因此并不能说是“又一次的简单重复”。
科学探究的过程形式多种多样，但其基本过程都为：发现问题——提出问题——提出假设—实验验证—分析现象——得出结论——交流反思。其每个环节都很重要，但在实际教学中，并不需要拘泥局限在这六个环节中，为了活动而活动，过于刻意地要让学生在一堂课中把整个过程都完整平均地体验一遍。在前几课时中，我重在实验验证，注重让学生通过比较实验来认识物质变化所需要的条件，在第四课时中，我则是重在培养学生的思维能力和推理能力，鼓励学生运用已有的知识去解决新的问题。
对于物质形态的变化，我则是通过让学生制作小卡片的形式，把固态冰、液态水、气态水蒸汽，以及它们之间的关系用图示的方式展现出来。小卡片的制作完善贯穿于整个单元教学中，当最终完成小卡片后，只需简单梳理，学生即对物质形态变化及其条件有了较为清晰的认识。在这一过程中，要求学生的互相倾听的基础上，敢于提出自己的观点，在交流中达成共识，强化了学生分析现象的能力。
在二期课改的课程标准中明确提出了“确立以全面培养学生的科学素养为宗旨的教育目标，体现科学态度、科学知识、科学探究‘三位一体’的总体要求”。可见仅仅是教授学生科学知识，养成科学技能是不够的，还要注重提高学生学习科学的兴趣，科学探究的能力，最终全面提高学生的科学人文素养。
我通过让学生探究“物态变化的条件”，不断给予学生动手实验的机会。在探究“冰与水的转化”中，我采用“托一托”的方式，逐步引导他们分析比较实验的要素，设计比较实验的方案，避免了茫然无序，效率低下的现象，在学生实验成功的体验中提高了实验教学的有效性；在探究“水的蒸发条件”时，我采用“放一放”的方式，让学生自己交流影响实验的要素，设计实验方案，在自我肯定中提高了学习自然科学的兴趣。同是比较实验，虽然采取的教学策略不同，但学生的学习兴趣，动手能力，以及合作能力都得到了加强。
在教学中，教师应当根据教学内容有针对性地对学生进行训练。对学生探究能力的培养绝不是由一堂课，或一个单元可以就做到的，而是贯穿于整个科学教育课程始终的。在长期的教育熏陶中，在潜移默化中，不断给予学生机会，让其体验经历，循环往复，螺旋交替，经过长时间的培养，最终促使使学生逐步养成科学探究的基本思路。

水的三态变化
单元教学目标：
1.知道物质具有固态、液态和气态三种形态；在一定条件下，物质的三态可以互相转化。
2.能够设计比较实验，记录实验现象，根据现象得出结论。
3.感受物质变化的可逆性，养成敢于提问，求真求实的科学态度，提高学习物质科学知识的兴趣。
第一课时 冰融化了
教学目标：
1.知识与技能：
⑴ 知道冰是水的固态形式。
⑵ 知道冰受热后会融化成水；当温度降到0°C时水开始变成冰；0°C是水的冰点。
⑶ 通过冰融化成水的实验，提高学生设计比较实验的能力记录。
2.过程与方法：
运用比较实验的方法，观测并记录冰融化的过程，知道影响冰融化速度快慢的因素。
3.情感、态度与价值观：
感受物质变化的可逆性，提高探究水的三态变化的兴趣。
教学重点：
冰与水在一定条件下可以互相转化。
教学难点：
设计比较实验探究冰融化的条件。
活动设计：
活动一：玩冰
活动目标：
1.知道冰是水的固态形式。
2.提高学习有关冰与水的知识的兴趣。
活动准备：
冰块、保温壶、抹布
活动二：融化冰
活动目标：
1.通过比较实验，知道影响冰融化快慢的因素。
2.通过冰融化的实验，提高设计比较实验的能力。
活动准备：
冰块、烧杯、铁锤、酒精灯、小风扇、暖水壶、三角架、搅拌棒、保温套、火柴、抹布
活动三：制作冰
活动目标：
1.通过实验，知道水在一定条件下会结成冰。
2.通过实验，知道水在0°C开始结冰，0°C是水的冰点。
3.通过实验，提高学生学习水形态变化的兴趣。
活动准备：
冰块、保温壶、食盐、小试管、温度计、抹布
教学过程：
表1 认识冰
学生活动
指导要点
1.活动：玩冰游戏。
2.交流：在玩的过程中有什么发现？

﹡在交流中，学生肯定会提出“冰融化成了水”。从学生的回答中引导学生认识到冰和水是同一种物质，冰是固态，水是液态。

表2 融化冰
学生活动
指导要点
1.讨论：怎样能使冰融化得快？
2.实验：探究冰融化速度和哪些条件有关。
⑴ 交流：哪些方法可以使冰融化得快？
⑵ 设计：比较实验的方案。
探究：哪些条件可以使冰融化得更快？
实验方案

实验结果
快

慢

结论：
⑶ 交流：设计的方案。
⑷ 实验：根据设计的方案进行实验，并做好实验记录。

⑸ 交流：实验结果。
⑹ 小结：使冰融化得快的条件。
4.交流：为什么改变这些条件可以加快冰融化的速度？
5.小结：冰遇热会融化，接触的热越多，冰融化的速度越快。

﹡受年龄的制约，这个阶段的学生如果表示较难用文字表述实验的过程，可以允许学生用图画的形式设计实验方案。
﹡在交流过程中，重在避免设计方案中会导致实验失败的重大缺陷，提高实验的有效性。

﹡在交流中，引导学生发现“冰融化时需要热”。
﹡引导学生从温度、接触面积等方面考虑热对冰的作用，进而体会到热对冰融化速度快慢的影响。

表3 制作冰
学生活动
指导要点
1.讨论：怎样使水结成冰？
2.观察：多媒体演示。
3.实验：观察并记录水结成冰时的温度。
4.交流：实验记录。
5.小结：当温度降到0°C时，水开始结成冰。水开始变成冰时的温度叫水的凝固点，也叫冰点。
6.思考：冰受热会融化成水，那么水继续受热后，还会有什么变化吗？下节课我们来研究这个问题。
﹡只需学生提到“温度降低”即可。
﹡利用多媒体表述实验的操作步骤和要点。对于“在冰块中加食盐”，无需向学生解释道理，只需让学生知道这样做“可以使试管内的水温度更低”即可。

板书设计：
冰与水
冰冰

水

？冰

受热

遇冷

第二课时 水到哪里去了
教学目标：
1.知识与技能：
⑴ 知道水的蒸发与沸腾现象，并能举例说明蒸发在生产生活中的应用。
⑵ 能结合日常生活，对蒸发现象提出想研究的问题。。
⑶ 能够有意识地控制蒸发实验中的变量，设计简单的对比实验，并记录实验现象，从记录中得出结论。
2.过程与方法：
⑴ 通过实验探究影响水蒸发快慢的条件。
⑵ 从实验中分析出液态的水蒸发成水蒸汽需要热量。
3.情感、态度与价值观：
通过了解蒸发的几个因素，认识到使用不同的方法也可能起到相同的作用。
教学重点：
研究水蒸发快与慢的因素的方法和过程。
教学难点：
研究水蒸发快与慢的因素的方法和过程。
活动设计：
活动一：认识水的蒸发现象
活动目标：
1.通过实验和交流，初步知道水在常温下的蒸发现象。
2.通过实验，知道沸腾是水的蒸发现象之一。
3.通过交流，了解生活中常见的蒸发现象。
活动准备：
水、铝片、滴管、滴瓶、、试管夹、酒精灯、三角架、火柴、抹布
活动二：认识水蒸发时会吸收热
活动目标：
1.知道液体蒸发时需要吸收热，并能用实验证明。
2.能用“液体蒸发需要吸收热”解释生活中的一些现象。
活动准备：
水、抹布、温度计、绳子
活动三：认识影响水蒸发快慢的因素
活动目标：
1.通过设计、实验和交流，知道蒸发快慢与哪些因素有关。
2.有意识地控制对比实验中的变量，初步设计比较实验的方案，并进行实验。
3.通过了解蒸发的几个因素，认识到使用不同的方法也可能起到相同的作用。
活动准备：
水、台灯、电吹风、铝片、滴管、滴瓶、抹布
教学过程：
表1 认识水的蒸发现象
学生活动
指导要点
﹡观察：铝片上的水加热后的变化。
﹡交流：水蒸发的过程。

﹡交流：老师黑板上的板书怎么消失了？

﹡交流：生活中的其他蒸发现象。
﹡交流：蒸发的特点。
﹡交流：水蒸汽的性质

﹡引导学生用自己的话归纳出“沸腾”是“蒸发”的一种形式。
﹡联系实际生活交流认识和看法，知道在常温下，水也会被蒸发。

表2 认识水的蒸发需要吸收热量
学生活动
指导要点
﹡体验：水在人体表面的蒸发。

﹡设计：设计实验方案，证明水的蒸发要带走热量。
﹡实验：根据实验方案分组实验，并记录。
﹡交流：交流实验结果。
﹡小结：水蒸发时会带走热量。
﹡交流：生活中蒸发带走热量的实例。
﹡为了能让学生明显体会到蒸发带走热量，可以用温水来进行实验。
﹡鼓励学生利用现有的条件，设计简便的实验方案。

表3 认识影响水蒸发快慢的因素
学生活动
指导要点
﹡讨论：哪些因素影响水蒸发的快慢？
﹡设计：设计比较实验方案，验证某一因素对水蒸发快慢的影响。
﹡交流：交流设计的实验方案。
﹡实验：根据设计的方案进行实验。
﹡交流：实验结果
﹡小结：温度、空气的流动速度和物体的表面积都会影响水蒸发的快慢。

﹡设计实验步骤，验证某一因素的作用。确保只有一个条件发生改变，而其它条件不变。
﹡集体讨论，比较优点与不足。

第三课时 “抓住”水蒸汽
教学目标：
1.知识与技能：
⑴ 知道水蒸汽遇冷会凝结成水。
⑵ 能用凝结的知识解释生活中的一些常见现象。
2.过程与方法：
通过用温度计测量，发现杯内温度与常温形成明显温度差时，空气中水蒸气凝结成小水滴。
3.情感、态度与价值观：
感受物质变化的可逆性，提高学习物质知识的兴趣。
教学重点：
杯壁外小水滴哪里来的探究，知道小水滴来自空气中的水蒸气。
教学难点：
探究杯子外壁上小水珠的形成。
活动设计：
活动一：认识水蒸汽的凝结现象
活动目标：
1.通过探究“小水珠从哪里来”，知道小水珠来自周围的空气。
2.通过实验和交流知道水蒸汽遇冷后会凝结成小水珠。
活动准备：
铁罐、冰块、保险袋、糖、红墨水、药匙、棉签、培养皿、水
活动二：测量水蒸汽凝结时的温度
活动目标：
1.通过测量和交流，当杯子内的水温比空气中水温低时，空气中水蒸气会凝结在杯子外壁上。
2.通过实验，学会用温度计测量水蒸汽凝结时的温度。
活动准备：
铁罐、冰块、培养皿、温度计、水
教学过程：
表1 认识水蒸汽的凝结现象
学生活动
指导要点
1. 复习：水的三态。
2. 讨论：杯壁外的水哪里来？

3. 实验：从糖、红墨水、保险袋三种材料里选用一种材料来验证杯子外壁的水从哪来？
4. 交流：杯子外壁的水来自哪里？

5．小结：杯子外壁的小水滴来自空气中的水蒸气。
6. 交流：生活中水的凝结现象。
﹡通过复习“水的三态”知识，引入新课。
﹡出示装有冰水的杯子，提问杯子外壁有什么？教师在学生面前，将杯壁再擦干，等学生交流完后，再让学生摸一下杯壁，杯壁外有没有小水滴。
• 如：用塑料袋将外壁擦干的杯子扎紧，引导学生猜想。过一段时间，打开袋口再让学生摸杯子外壁。
• 实验后，引导学生思考，为什么塑料袋扎紧后杯子外壁没有了水？这说明杯子外壁的小水滴来自哪里？进而证明小水珠来自于周围的空气。

表2 测量水蒸汽凝结时的温度
学生活动
指导要点
1. 讨论：冷到什么程度会“抓住”空气中水蒸气？

2. 实验：在杯子中加水，测水温，记录温度；加冰，继续测；当出现小水滴时记录温度。
3. 小结：当杯子内的水温比空气中水温低时，空气中水蒸气会凝结在杯子外壁上。
﹡通过活动一的学习，学生已经对“水蒸气遇冷会形成小水滴”这个知识点有了一定的认识，因此在活动二中，应当引导学生关注到用温度计测量上来。
﹡引导正确读数，小组合作完成实验并作好记录。
第四课时
教学目标：
1.知识与技能：
⑴ 知道冰和水蒸汽在一定的条件下可以互相转化。
⑵ 知道水的三态变化特征,以及相互转化的条件。
⑶ 能运用所学的知识，解释油脂的三态变化。
2. 过程与方法：
⑴ 能用推理的方法知道水蒸汽可以变成冰，冰可以变成水蒸气。
⑵ 能用所学的知识解释生活中有关物质三态变化的现象。
3.情感、态度与价值观：
感受同一物质在不同条件下的变化，提高学习物质知识的兴趣。
教学重点：
冰和水蒸汽在一定的条件下可以互相转化。
教学难点：
用推理的方法知道水蒸汽可以变成冰，冰可以变成水蒸气。
活动设计：
活动一：认识冰和水蒸汽的互相转化
活动目标：
1.通过观察和实验，知道在一定条件下，水会变成水蒸气，水蒸汽会变成冰。
2.通过交流和讨论，提高学生推理的能力。
活动准备：
冰、烧杯、玻璃盖
活动二：完善水的三态变化图
活动目标：
通过完善水的三态变化图，了解水的三态相互转化时所需的条件。
活动准备：
水的三态变化关系图
活动三：了解生活中其他物体的三态变化
1.通过实验和多媒体课件，知道生活中还有还有很多物体如水一样，在一定条件下，形态会相互转化。
2.能用所学的知识解释生活中有关物质三态变化的现象。
活动准备：
多媒体课件
教学过程：
表1 认识水的升华和凝华现象
学生活动
指导要点
1.观察：冰块放在烧杯内，在烧杯顶部盖上一块玻璃片，观察玻璃片上的小水珠。
2.讨论：玻璃片上的小水珠是哪里来的？

3.讨论：烧杯内的水蒸汽是从哪里来的？
4.观察：一个烧杯内有冰，另一个烧杯没有冰，观察两个烧杯上的玻璃盖。

5.交流：实验现象。
6.小结：像冰变成水蒸气这样，物质从固态直接变为气态的现象叫做升华。
7.讨论：冰可以直接变成水蒸气，那水蒸汽能否变成冰？
8.实验：烧杯内装满了加了食盐的碎冰，观察烧杯外的现象。
9.讨论：烧杯外的冰霜是哪里来的？
10.小结：像水蒸汽变成冰这样，物质从气态直接变为固态的现象叫做凝华。
﹡冰块的温度越低，实验效果越好。

﹡学生能够理解玻璃片上的小水珠不是冰块上融化的，但是对于“小水珠是怎样形成的”这个问题可能会感觉困难，因此教师可以引导学生回忆之前所学习的有关水蒸汽的知识，进而认识到这些小水珠是由水蒸汽凝结而成的。从而引出后一个问题。

﹡有些学生可能难以将冰与水蒸汽联系在一起，因此可以通过比较实验，引导学生将冰与水蒸汽产生联系。

﹡为了实验效果更明显，可以在烧杯外涂上一层黑漆。

表2 完善水的三态变化图
学生活动
指导要点
﹡交流：水的三态变化
﹡填表：水的三态变化关系图。

﹡交流：水的三态互相转化的条件。

﹡和之前的观察记录共同组合成“水的三态变化关系图”。
﹡在交流中，重在转化时热的变化。冰转化为水，水转化为水蒸汽，冰转化为水蒸汽都需要热；水转化为冰，水蒸汽凝结成水或小水珠则是在遇冷的条件下才会发生。冰、水和水蒸汽在一定条件下是可以互相转化的。

表3 了解生活中其他物质的三态变化
学生活动
指导要点
﹡讨论：脱排油烟机上的油渍是哪里来的？
﹡观看：多媒体课件。

﹡交流：生活中其他物质三态变化的实例。
﹡小结：很多物体都像水一样，都有固态、液态和气态，在一定条件下会互相转化。
﹡鼓励学生运用所学的知识解释生活中的现象。

﹡通过多媒体课件，将抽象的三态变化过程具象化。