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水结冰物理现象教学设计教案

一、课题名称

水的奇妙变身——探究水结冰的奥秘

二、授课年级

初中二年级（或相应水平）

三、学科领域

物理

四、课时安排

1课时（约45分钟）

五、教材分析

本课题选自初中物理教材中“物态变化”章节的重要内容。水是学生生活中最熟悉的物质之一，水结冰是常见的自然现象。通过对这一现象的深入探究，不仅能帮助学生理解凝固、晶体、熔点（凝固点）等核心物理概念，更能引导学生初步建立“物质状态变化伴随能量转移”及“微观结构决定宏观性质”的认知框架。本节课的学习，既是对之前所学温度、热量等知识的应用与深化，也为后续学习其他物态变化及更复杂的热学知识奠定坚实基础。

六、学情分析

初中二年级的学生，思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键时期。他们对自然界的各种现象充满好奇，尤其是与生活紧密相关的物理现象。通过之前的学习，学生已经对温度、温度计的使用有了一定的掌握，也具备了初步的观察和简单实验操作能力。然而，对于“状态变化是如何发生的”、“为什么会有固定的温度点”以及“微观层面发生了什么”等问题，学生缺乏深入的理解和系统的认识。他们的抽象思维能力尚不完善，对“晶体”、“能量转移”等抽象概念的理解存在一定困难。因此，教学中应注重从生活实例出发，通过直观的实验探究和形象化的讲解，帮助学生突破认知难点。

七、教学目标

（一）知识与技能

1.能准确描述水结冰的现象，知道水结冰是凝固现象，属于物理变化。

2.理解晶体凝固的条件：达到凝固点并继续放热。知道水的凝固点是0℃（标准大气压下）。

3.认识到水结冰过程中温度保持不变，初步了解晶体有固定凝固点的特性。

4.知道水结冰时体积会膨胀，以及这一现象在生活中的应用与危害。

5.能正确使用温度计测量水结冰过程中的温度变化。

（二）过程与方法

1.通过观察水结冰的实验现象，培养学生的观察能力和记录能力。

2.通过对实验数据的分析和讨论，学习从现象中归纳总结物理规律的方法。

3.经历提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析论证等科学探究环节，初步体验科学探究的过程。

（三）情感态度与价值观

1.通过对生活中常见现象的科学探究，激发学生对物理知识的好奇心和求知欲。

2.在实验探究过程中，培养学生实事求是的科学态度和合作交流的意识。

3.认识到物理知识在解释自然现象和解决实际问题中的重要作用，体会物理学与生活的密切联系。

八、教学重难点

（一）教学重点

1.水结冰的条件及凝固过程中的温度特点（晶体有固定凝固点）。

2.水结冰过程中的能量变化（放热）。

3.水结冰时体积膨胀的现象及其应用。

（二）教学难点

1.理解“晶体在凝固过程中温度保持不变”这一抽象概念，并能通过实验数据加以验证。

2.解释水结冰时体积膨胀的微观原因（可适当简化，侧重于现象观察）。

九、教学准备

（一）教师准备

1.多媒体课件（PPT）：包含生活中与冰相关的图片、水结冰过程的视频片段、实验注意事项、相关知识点总结等。

2.实验器材（分组或演示，根据实际情况调整）：

*烧杯（大、小）若干

*试管若干

*温度计（量程合适，精度0.1℃或1℃）若干

*碎冰块、食盐（用于降低温度，加速结冰或制造更低温度环境）

*搅拌棒

*计时器

*保鲜膜或盖子

*记号笔

*坐标纸（或Excel表格，用于绘制温度-时间图像）

*试管架

*毛巾（用于保温或擦拭）

*安全提示卡

（二）学生准备

1.预习本节课相关内容。

2.准备笔记本、铅笔、橡皮。

3.（若分组实验）预习实验步骤，明确实验注意事项。

十、教学过程

（一）创设情境，导入新课（约5分钟）

教师活动：

1.（展示图片或播放短视频）同学们，请看这些图片/这段视频（冬日湖面结冰、屋檐下的冰凌、冰箱冷冻室取出的冰块、冬天呼出的“白气”遇冷变成小冰晶等）。这些现象都与我们今天要研究的一种物质有关，它是什么？

2.引导学生回答：冰。

3.提问：冰是水的什么状态？我们知道，水在常温下是液态的，那么液态的水是如何变成固态的冰的呢？这个过程中，水又会发生哪些奇妙的变化？今天，我们就一起来揭开“水结冰”的奥秘。（板书课题：水结冰的物理现象探究）

学生活动：

1.观看图片/视频，思考教师提出的问题。

2.积极回答问题，进入学习情境。

设计意图：从学生熟悉的生活现象入手，创设生动的教学情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望，自然导入新课。

（二）新课讲授与实验探究（约25-30分钟）

1.提出问题，作出猜想（约3分钟）

教师活动：

1.提问：根据你的生活经验，水在什么条件下会结冰？（引导学生从温度、时间