【教学目标】
1、通过实验探索,知道物质的固态和液态是可以转化的,知道熔化和凝固的意义。
2、在班主任的指导下,完成海波和凡士林融化图像的绘制。 通过比较海波和松节油的温度-时间图像,我们可以知道晶体和非晶体熔化的差异,并据此判断晶体和非晶体。
3、通过对实验数据的分析,描述晶体的熔化和熔化特性,了解晶体的熔点以及熔点的意义。 检查该物质的熔点表。 尝试将生活和自然中的一些现象与物质的熔点联系起来,从而产生对自然现象的关注和愿意探索自然现象的情感。
4、通过课堂实验,养成规范实验、勤于动手的良好习惯。 通过实验数据和实验现象的交流,形成与他人交流自己观点的愿望,认识到沟通的重要性。 在探究过程中提高协作能力和团队精神,养成实事求是的科学心态。
【教学重难点】
教学重点:
1. 研究物质熔化的过程。
2、熔点的有无是晶体与非晶体的重要区别。
教学难点:
1、探索材料熔化过程中数据的记录。
2.根据图像分析总结晶体和非晶的特征。
【教学流程】
一、教学简介
播放视频:自然界水的三种状态。 并向中学生展示铸造金属零件熔化和凝固教学设计报告,介绍该零件的制作过程,并由此引入话题。
2.“知识点”教学
班主任提问:你认为固体熔化在什么条件下发生?
中学生普遍认为固体只需要加热就可以熔化。
班主任问:所有的物质受热后都开始熔化吗? 组织中学生通过实验研究这个问题。
班主任布置明确的实验任务:
找出海波和凡士林在什么条件(室温)下会开始融化? 它们的体温在融化过程中如何变化? 他们的状态如何变化?
班主任引导中学生根据生活经验推测探究题,并帮助中学生分析实验中要记录的数据、如何设计标题等。
●实验计划的制定
向中学生展示实验装置及实验装置示意图,介绍实验装置的名称、酒精灯的用途、装置的组装方法。
通过提问启发中学生思考实验装置设计的目的和优点熔化和凝固教学设计报告,从而明确实验方案。
①做海浪融化实验时,为什么不直接加热酒精灯,而是将试管放入装有水的烧瓶中,然后用酒精灯加热量筒?
② 烧杯中加多少水合适?
③温度计液泡的合适位置在哪里? 为什么? 如何才能将温度计的液泡放置在合适的位置?
④ 实验中应记录哪些数据? 如何记录数据? 如何设计实验记录表格?
⑤ 实验的操作步骤是什么?
⑥ 实验过程中如何保证操作安全?
● 进行实验和数据收集
将中学生分实验组(4人为一组,分时间、温度、状态、记录),注重合作能力和团队精神的培养。
实验前提醒中学生,禁止用一盏酒精灯点燃另一盏酒精灯; 酒精灯用完后,必须用灯帽熄灭,不能用嘴吹; 万一酒精洒在桌子上烫伤,不要惊慌,立即用手帕捂住被褥。
实验过程中,提醒中学生将温度计插入试管,当温度升至40℃左右时开始计时,每隔约1分钟记录一次温度; 待次氯酸盐或石蜡完全融化后记录4~5次。 将数据记录下来,并在准备好的方格纸上画出图像,供中学生讨论和分析。 实验过程中,班主任观察中学生操作是否规范,每个中学生是否积极参与,是否存在安全隐患,并及时解决。
●分析论证
第二节课,安排中学生交流实验结果、实验中遇到的困难、发现的新问题、与预期不同的结果、新的看法等。
班主任指导中学生根据实验数据在坐标纸上画点、连接线、完成图像。 首先明确横坐标轴和纵坐标轴分别代表哪些数学量,以便了解化学图像中体现的两个数学量之间的关系。 图中,纵坐标代表体温,横坐标代表时间,间接反映了被加热物体吸收的热量。 图像显示了材料温度随加热时间的变化,即吸热后温度的变化。
投影显示了海浪、石蜡等融化时温度随时间变化的图像,引导中学生根据图像进行以下分析:
你的猜测正确吗? 当物质从固态变成液态时,温度会变化吗? 放热还是吸热? 让中学生展示他们小组的数据和图像并解释原因。
在数学图像中,一个“点”往往对应于一种数学状态。 图像中的起点代表计时开始的时刻。 “拐点”的特殊意义在于它代表了两种不同状态的交界点,是数学量突然发生变化的点。 在海浪融化的温度-时间图中,第一个“拐点”表示海浪融化开始,第二个“拐点”表示海浪融化过程即将结束。 图中的线条代表化学过程。 例如,海博熔化的温度-时间图像中,三条线代表三个过程:固体放热升温、放热熔化但温度不变、全部熔化成液体并放热升温。
在中学生交流的基础上,比较不同群体的数据和图像,进而分析不同物质的变化规律是否相同,并结合中学生的图像引出晶体、非晶等概念、熔点和熔点。
班主任投影出一组晶体和非晶熔化的对比数据和图像,并提出问题:
(1) 从图像上看,晶体和非晶的熔化过程有什么区别?
(2)从图中你能得到什么信息?
根据中学生的回答,引导中学生得出以下推论:
①固体分类:有一定熔化温度的物质称为晶体(如甲基氯化钠),没有一定熔化温度的物质称为无定形物质(如松香)。
②晶体和非晶体的熔化特性:晶体和非晶体在熔化时都会向外界释放热量。 晶体在一定的湿度下熔化,晶体熔化的温度称为熔点,而非晶则没有一定的熔化温度,即非晶没有熔点。 晶体从开始熔化到完全熔化都处于固液共存状态,非晶熔化时不存在固液共存状态。
班主任问:你的实验得出的推论和上面的推论一样吗? 如果不同呢? 有区别吗? 可能是什么问题呢? 先让中学生在群里讨论,然后提出来大家一起讨论交流。
指导中学生查找熔点表,并通过提问的方式利用熔点表解决相关问题:
① 课本中表1-3最上面的“部分物质在1.01×105Pa大气压下的熔点(熔点)”怎么理解?
②表中哪种晶体的熔点最低? 熔点是多少?
③可以用煎勺当容器来融化铁吗? 为什么?
3. 课程总结
(1)基本概念:熔融、凝固、结晶、熔点、凝固点、非晶态。
(2)熔化及熔化条件:
晶体熔化条件:
①温度应达到熔点;
②继续放热。
晶体熔化条件:
①温度应达到熔点;
②继续吸热。
(3)晶体与非晶的区别与联系。
4. 课堂练习
(1) 你周围有质量相同的 0°C 水和 0°C 冰。 当需要选择其中之一来冷却物体时,会选择()
A。 0°C 的水
B. 0°C 冰
C.冰和水的冷混合物
D.由于水和冰的气温相同,无论你选择什么,效果都是一样的
(2)下列关于晶体和非晶体的叙述正确的是()
A.晶体的熔化过程需要放热,非晶材料的熔化过程不需要放热
B.晶体熔化时,温度保持不变; 当非晶态熔化时,温度升高
C.晶体和非晶熔体的温度保持不变
D.晶体是透明的,非晶态是不透明的
【教学反思】
对于本课的教学内容,课程标准要求中学生在观察生活中热现象的基础上,通过实验探索物质的熔化、熔化过程,了解物质的熔化、熔化过程的规律,并能进一步应用相关知识来解释生活和自然界中的一些现象,培养中学生将所学知识与生产相结合的应用能力。 因此,本案例力求凸显以下特点:一是凸显“从生活到数学,从数学到社会”的新课程理念;
教学设计从生活中常见的化学现象出发,以数学知识为载体,让中学生进行科学探究。 通过动手实验,中学生可以加深对科学探究过程的体验和对数学知识的理解。 而且由于八年级中学生只学了很短的时间数学,他们的观察能力、实验能力、分析能力都不是很强。 旨在培养中学生的动手能力以及借助实验数据绘制图像和分析问题的能力。
由于海波的熔化实验现象不是很明显,而且需要不断搅拌,所以实验难度大,中学生很容易得出错误的推论。 因此,班主任在讲课前一定要多做实验,掌握方法,运用实验疗效更显着,帮助中学生更容易从实验现象中得出正确的推论。
导师:耿永芳
策划:罗彬彬