第二节 熔化和凝固

三维教学目标
·知识与技能：理解气态、液体和固态是物质存在的三种形态；了解物质的固态和液态之间是可以转化的；了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别；了解熔化曲线和凝固的物理含义。
·过程与方法：通过探究固体熔化时的温度变化的规律，感知发生状态变化的条件；了解有没有固定的熔化温度是区别晶体和非晶体的一种方法；通过探究活动，使学生了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。
·情感、态度与价值观：通过教学活动，激发学生对自然现象的关心，产生乐于探索自然现象的情感。
重点、难点分析
晶体的熔化和凝固实验，在熔点（或凝固点）不断地吸热，但温度保持不变，这个现象不容易做到。要得出正确结论，对实验要求较高，希望按照下面的要去做。对于晶体和非晶体的区分，学生知道从熔化过程表现出的特点区分就可以了。
教学过程
一、引入新课
方法1：承上启下引入。
提出问题：黑龙江省北部一月份的平均气温在-30℃以下，漠河镇的最低气温达到过-52.3℃。在这样冷的地区测气温应该用水银温度计，还是用酒精温度计呢？根据什么来选择呢？
我们学习“熔化和凝固”。
方法2：生活事例引入。
水的三态变化学生是知道的，由此提出问题：热天，从冰柜中拿出的病，一会儿变成了水，再过一段时间水干了。随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。物质在固、液、气之间变化有什么特点呢？
我们学习“熔化与凝固”。
二、进行新课
由于萘对人体有危害，课本已将晶体熔化的实验换用海波。海波在照相器材商店、化工店都容易买到。假如买不到海波而手边又有萘，则务必只由教师
来演示，不要让学生接触萘，而教师也要注意实验室通风好些，
尽量少吸入萘蒸气。
本节课的实验比较难做，根据学校条件不同可以提供
两种方案供参考。
方案一：
如果学校实验仪器较多，可在实验室组织学生进行探究
“固体熔化时温度的变化规律”，事前将学生分成若干实验小
组（2~3人为一组）。把仪器按教材50页图4-7观察熔化现象
的实验装置组装好。
提出问题：不同物质在由固态变成液态的熔过程中，温度
的变化的规律相同吗？
猜想和假设：熔化过程一定要加热，所以物质一定要吸收
热量。这时温度可能也是不断上升的。
设计实验和进行实验：研究蜡和海波（硫代硫酸钠）的熔化过程。
参照如图选择需要的实验器材。
注意：实验时，严禁用酒精灯点燃另一只酒精当；用完酒精灯必须用灯冒盖灭（不能用嘴吹）；万一洒出的酒精在桌上燃烧起来，不要惊慌，立即用湿布铺盖。
时间/min
0
1
2
3
4
5
…

海波的温度/℃
 
 
 
 
 
 
 

蜡的温度/℃
 
 
 
 
 
 
 

将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始，每个大约1min记录一次温度；在海波或蜡完全熔化后再记录4～5次。
分析和论证：在图2和图3的方格纸上的纵轴表示温度，温度的数值已经标出；横轴表示时间，请你自己写上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点用平滑曲线连接，便得到熔化时温度随时间变化的图像。
根据你对实验数据的整理和分析，总结海波和蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点。


说明：图像可以用来表示一个物理量（如温度）随另一个物理量（如时间）变化的情况，很只管。所以各门科学都常用它。
评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？
交流与合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？
写出实验报告。
说明：1．这个方案适合基础较好的学校和学习能力较强的学生。
2．实验时，让少数小组观察蜡的熔化过程，多数小组观察海波的熔化过程。实验小组每个同学要有明确分工。专人负责报时间，专人负责观察温度和照顾仪器，专人负责记录等。
3．实验开始前教师要讲解实验的做法和注意事项。除了要将实验目的、如何分组、如何分工、观察什么、记录什么、如何画图像等之外，由于学生没有用过酒精灯，还要特别注意向学生讲清如何点燃、熄灭酒精灯，万一酒精洒在桌上并燃烧起来，如何扑灭。教师要准备几块湿布备用。
4．由于本实验所需时间较长，（最快观察一个过程也要10min），还由于海波凝固过程中会发生过冷现象，建议只观察熔化过程，不观察凝固过程。
方案二：
本方案适应仪器较少、学生学习能力较弱的学校。
准备两套实验仪器，一套观察海波的熔化，另一套观察松香（或蜡）的熔化。两套实验仪器放在讲台两侧。每套仪器都要有一人报时，二人读温度计示数，一人在黑板上记录数据，其他同学在下面观察。
注意：采用此方案，教师不要包办代替，要有学生参与观察和数据记录。实验结束后，根据记录在坐标纸上（或黑板上）画出海波和松香（或蜡）的熔化区县（温度——时间图像）。利用曲线来讲熔点、晶体和非晶体的区别、熔化吸热。
关于熔点和凝固点
从分析晶体和非晶体的熔化曲线入手（如果本课实验得出的晶体熔化曲线不理想，可向学生讲清楚另外分析一条理想的熔化图像，学生可以接受），得出晶体有一定的熔点，非晶体没有一定的熔点。置于什么叫晶体和非晶体，不必更多地讲述，更不必讲空间点阵结构。只要让学生知道课本上说的那些晶体和非晶体即可。
晶体和非晶体的凝固图像，可以照课本上那样讲，即告诉学生从实验得到课本图4-9所示的曲线。为了加深学生印象，可让学生讨论“想象议议”的问题，认清课本图4-9甲各线段表示温度怎样变化和物质处于什么状态。而后讲晶体、非晶体凝固的区别和凝固点。教师应明确，图4-9甲不是图4-8所示的海波熔化而又凝固示所得到的图像，而是个相当理想的晶体凝固图像。


查数据表是学生应学会的一种技能，要指导学生认真察看课本上的“几种物质的熔点”表
说明：
1．本节课文内容丰富，知识有一定的难度。教学重点应是熔点和凝固点及熔化吸热和凝固放热。建议安排好学生实验，使学生充分认识晶体熔化和凝固时的特点，对图像分析得细致、透彻，有利于学生加深认识、突出重点。
2．教学难点是晶体熔化或凝固时，虽然伴随有热的得失，但是温度不变。受初中学生知识水平的限制，教师不必从理论上去讲解，只要通过学生实验，观察现象，从事实出发，学生能记住这一事实即可。
3．突出重点、突破难点的有效方法是做好学生实验。实验应注意以下几点：一是海波的纯度尽可能高。二是对海波开始加热时，不要用温水，温水会使试管内靠管壁的海波先熔化，而中央部分的海波的温度还没有达到48℃。三是搅拌要及时、不停顿。由于海波是粉末状，导热性能差，只有不停搅拌才可望实验成功。
4．熔化吸热、凝固放热的教学，采用海波自白这种拟人化的方法，颇具趣味性和启发性，教师不妨一试。