4 水结冰了 教学设计-2026-2027学年科学三年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦“水结冰”核心知识点，通过初冬与深冬湖面对比图片导入，唤醒学生冰箱冻冰等生活经验，前承“水沸腾”（液态到气态），后接“冰熔化”（固态到液态），构建水三态变化学习支架。 特色在于探究实践与科学思维融合，设计“快结冰”实验方案、双轨记录温度与现象，用韦恩图具象化水冰异同培养模型建构能力，拓展联系水管防冻等生活实例渗透态度责任，助学生建立科学观念，为教师提供可操作的实验教学方案。

水结冰了 三年级上册·第二单元《水》·第4课·1课时（40分钟） 课程标准依据 （一）所属学科核心概念 本课对应《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念3「物质的运动与相互作用」：水是一种常见的物质，有三态变化。对应3～4年级学习内容「3.2 水的三态变化」——知道水在自然状态下有三种存在状态，了解温度变化对水的状态变化的影响。 （二）关联的跨学科概念 跨学科概念 本课落点 系统与模型 用碎冰+盐的降温模型模拟水的凝固过程 因果与相关 温度降到0℃与水结冰之间的因果关系 稳定与变化 水从液态到固态的相变过程 物质与能量 水结冰时放出热量，体积膨胀 单元分析 单元概述 本单元是「物质科学」领域的重要单元，以「水」为主题，安排了8课内容。第1—2课从蒸发和凝结两个角度认识水的形态变化；第3—5课深入探究水的沸腾、结冰和熔化，建立三态变化的核心概念；第6—7课认识水的溶解能力及加快溶解的方法；第8课学习用水分离混合物。八课从「认识变化→探究条件→应用方法」层层递进，帮助学生逐步建立「水的状态变化与温度密切相关」的核心科学概念。 单元八课递进关系： 阶段 课题 核心任务 初步感知 第1—2课 蒸发·凝结 认识水的两种常见变化——蒸发和凝结 深入探究 第3—5课 沸腾·结冰·熔化 探究水的三态变化的条件 拓展应用 第6—7课 溶解·加快 认识水的溶解能力和加快溶解的方法 综合运用 第8课 用水分离 运用水的性质分离混合物 本课在单元中的作用 本课在学生认识了水的汽化（蒸发和沸腾）后，转向水的凝固——结冰。学生通过碎冰加盐的降温实验，使试管中的水结冰，观察水结冰时体积膨胀的现象（冰柱从试管口突出）。本课让学生建立「水在0℃时结冰」的概念，同时认识冰的特点。 本课与前后课程的衔接：本课承接第3课「水沸腾了」，从液态→气态转向液态→固态。第3课（达到100℃沸腾）→ 本课（降到0℃结冰）→ 第5课（冰在0℃熔化），三态变化的温度条件完整呈现。 一、教学目标 科学观念 了解水结冰了的基本概念和科学原理。 科学思维 能运用观察、比较、分析的方法认识水结冰了。培养用事实证据表达观点的能力。 探究实践 能通过实验和观察探究水结冰了。掌握基本的实验操作技能。 态度责任 培养认真记录、实事求是的科学态度。在合作学习中体验科学探究的乐趣。 教学重点：认识水结冰了的基本概念和科学原理。 教学难点：理解水结冰了中的核心科学概念，能用科学的语言进行描述和解释。 二、课前准备 分组材料 分组材料（每4人小组1套）： 序号 材料 数量 规格说明 来源备注 1 试管 每组1支 - 盛水 2 温度计 每组1支 - 测量温度 3 碎冰 每组1碗 - 降温用 4 食盐 每组1勺 - 降低冰点 5 烧杯 每组1个 - 盛冰 教师准备 1. 准备碎冰、食盐、试管等材料 2. 检查温度计是否准确 3. 强调低温实验的安全注意事项 三、教学过程（共40分钟） 环节一 聚焦：湖面结冰的秘密（约8分钟） 教师出示两张高清图片：一张是初冬湖面微泛涟漪、水汽氤氲；另一张是深冬湖面覆盖厚实白冰、有人在冰上行走。引导学生对比观察，提出核心问题：水是怎么变成冰的？它什么时候开始变？变的过程中发生了什么？组织学生用1分钟独立思考，再以四人小组快速交流已有经验（如冰箱冻水、冬天窗上冰花、雪糕融化又结霜等），最后每组派代表分享1个最确定的现象。 师：同学们看，这张是十一月的湖，水还在轻轻晃动；这张是十二月的湖，已经能站人了！水明明是流动的、透明的，怎么就‘停住’变成硬邦邦的冰了呢？它是在哪一刻‘停下脚步’的？变的时候，是悄悄变的，还是有声音、有样子的变化？把你在家或户外看到过的水变冰的样子，小声告诉同桌——比如你冻过冰块吗？冰块刚结出来时，水面有什么特别？ → 预设：（学生可能的回答）：“我妈妈把水放冰箱，过一夜就硬了！”“我家鱼缸边上有白白的霜，像冰。”“下雪那天，我舔过屋檐下的冰溜子，凉得打哆嗦！”“水结冰会‘啪’一声，我们家水壶冻裂过！” ▎ 紧扣生活经验唤醒前概念，不评判对错，重在暴露真实认知；强调‘时间点’（什么时候开始）、‘变化样态’（怎么变），为后续实验观测埋下观察线索 环节二 探索：试管里的结冰实验室（约20分钟） 活动1：设计‘快结冰’方案——教师分发材料图卡（烧杯、碎冰、食盐、细试管、温度计），提问‘如果只给你5分钟，怎样让这管清水最快结冰？’小组讨论后画简笔方案图（如：冰+盐铺底→试管斜插→温度计悬中）。全班汇总优化，明确关键操作：①试管水位≤1/4，标初始水位线；②温度计玻璃泡完全浸入水但不触壁；③每60秒读数并记录，同步盯紧水面是否出现晶状物。活动2：执行观测与双轨记录——各组按规范操作，教师巡导提醒‘温度停在哪个数时，你第一次看见小白点？’‘水位线比原来高了还是低了？’同步填写教材P40记录单（温度列+现象列），重点标注‘结冰起始时刻’及对应温度。 师：现在，我们化身小小结冰工程师！注意三个魔法口诀：第一，‘水少才快冻’——试管里水别超这条蓝线（指标记）；第二，‘温度计要‘浮’着量’——像小船一样悬在水中央，千万别碰试管‘墙’；第三，‘眼睛盯住水面，耳朵听安静’——结冰时可能有细微‘咔’声，也可能突然冒出星星点点的小白花。从现在开始，倒计时6分钟，每响一次铃就记一次温度，同时在‘现象’栏画下你看到的：是水面鼓包？冒泡泡？还是突然‘长高’了一截？ → 预设：（学生可能的回答）：“老师，温度停在0℃不动了，但还没结冰！”“我看见水面上有一层亮亮的膜！”“水位线真的往上爬了！我量过，高了2毫米！”“我们组3分20秒时出现第一个小冰渣！” ▎ 突出‘温度平台期’（0℃恒温）与‘体积膨胀’两大核心现象；通过‘标水位线’‘盯水面’等具象指令突破观察难点；记录单强调‘温度+现象’双轨并行，培养证据意识 环节三 研讨：冰与水的韦恩对话（约10分钟） 基于实验数据与现象，师生共绘韦恩图：左侧‘水’圈填入‘会流动’‘摸起来凉’‘透明’等；右侧‘冰’圈填入‘硬硬的’‘有固定形状’‘摸起来更冷’等；中间交集区由学生举手补充‘都是无色’‘都来自同一个试管’‘都能解渴（冰化成水）’等。随后聚焦两个研讨问题：①‘全班温度记录中，水开始结冰时，温度大多卡在哪一个数字附近？为什么不是-1℃或5℃？’②‘水变冰时，除了温度停住，还有什么悄悄变了？’引导学生结合水位线升高、试管胀满等事实回答。 师：请看我们的‘水-冰对话图’——中间重叠的部分，是它们悄悄握手的地方；两边分开的地方，是它们各自骄傲的本领。现在，请用实验中的真凭实据回答两个关键问题：第一问，翻看你们的记录单，当温度表‘踩住’哪个数字不肯走时，小白花最先冒出来？（停顿）对，绝大多数组都停在0℃！这说明0℃不是随便定的，是水结冰的‘上岗证’。第二问，水变冰时，除了温度不动，你们还发现了什么‘偷偷长大’的证据？（指向水位线）谁来用手指比划一下，水结冰后，它占的地方变大了还是变小了？ → 预设：（学生可能的回答）：“0℃！我们组三次都是0℃开始冒冰！”“水结冰后‘顶’得试管都鼓起来了！”“冰比水占地方多，所以冰能浮在水上！”“水是软的，冰是硬的，但它们都是H₂O！” ▎ 用韦恩图将抽象比较具象化；以‘温度平台’和‘体积膨胀’为锚点，推动学生从现象描述升级为因果解释（0℃是相变临界点，体积变大是水分子排列方式改变的结果） 环节四 拓展：冰的脾气与生活的智慧（约7分钟） 教师展示三组生活图片：①学生用手心捂热温度计，液柱上升；②瘪乒乓球浸热水后‘噗’地复原；③冬季户外水缸裂开、水管爆裂特写。引导学生对比发现：前两者是‘热胀冷缩’（一般规律），后者是水特有的‘冷胀热缩’（0~4℃反常膨胀）。联系本课实验——‘为什么冰能浮在水面？为什么湖底不会全冻住？’播放15秒动画：冰晶结构疏松→占据更大空间→密度变小→浮于水面→保护水下生命。最后布置实践任务：回家找一找家里哪些地方‘怕冰’（如玻璃瓶装水放冰箱），想想怎样避免冻裂。 师：看这三个画面：手心捂温度计，液柱‘噌’地长高；瘪球泡热水，‘噗’一声弹回来——这是物体受热‘伸懒腰’，遇冷‘缩脖子’，叫热胀冷缩。可水偏偏有个怪脾气：它在4℃到0℃之间，越冷越‘挺胸抬头’！就像咱们实验里，水结冰后水位线‘踮脚’往上跑。所以冬天湖面结冰，冰盖像暖宝宝盖住下面的水，小鱼才能活过寒冬；可要是把满瓶水塞进冰箱，它结冰‘撑’开瓶子，就‘啪’地炸了！想想你家的保温杯、鱼缸，哪些地方要小心这个‘爱膨胀的冰宝宝’？ → 预设：（学生可能的回答）：“我家金鱼缸冬天要盖草席！”“奶奶说冻豆腐要先挤水，不然盒子会裂！”“矿泉水瓶不能装满水再冻，要留点空！” ▎ 通过正反案例对比凸显水的特殊性；用‘冰晶结构疏松’动画建立微观想象；落脚家庭安全实践，体现科学态度与责任 四、板书设计 课后作业 必做： 1. 把一杯水放进冰箱冷冻室，过几个小时看看水变成了什么，测量冰箱冷冻室的温度。 2. 水结冰后体积变大了还是变小了？你能举一个生活中的例子吗？ 选做： 3. 把装满水的矿泉水瓶放进冷冻室，观察瓶子会不会变形？注意不要拧紧瓶盖。 4. 查资料：冬天水管为什么会冻裂？这和水的什么性质有关？ 五、教学反思 反思维度 课后自问 教学目标达成 本课的四维教学目标是否全部达成？哪些目标需要加强？ 学生参与度 学生在探究活动中是否积极主动？合作学习是否有效？ 教学策略 教学环节设计是否合理？实验材料准备是否充足？ 改进措施 下一次教学可以在哪些方面进行调整和改进？ 六、跨学科融合设计说明 学科 融合点 教学环节 具体做法 数学 测量/数据记录 实验环节 用温度计测量并记录温度变化 语文 观察表达 研讨环节 用规范句式描述实验现象 美术 科学绘画 记录单 用简图记录实验装置和现象 道德与法治 安全意识/环保 实验环节 酒精灯使用安全，珍惜水资源 劳动教育 实验操作与整理 全过程 规范使用器材，整理归位 技术与工程 防冻原理 拓展环节 水结冰膨胀与水管防冻 设计说明：本课实验操作性强，与物理学的物态变化和热传递紧密联系。水结冰膨胀的性质在生活中的应用（冬天水管防冻）渗透技术与工程思想。冰格制冰、冰箱保存食物等生活场景体现科学服务生活。 七、学生疑难解答 学生不理解为什么水结冰会体积变大（大多数物质凝固体积缩小），怎么讲？ 水分子的排列比较特殊——水分子在结冰时排列成有规律的六边形结构（像蜂巢），这种排列方式比液态水分子之间的空间更大，所以水结冰后体积膨胀。可以用冰格做对比：放在冰格里结冰后冰块会「鼓起来」一点。正是这个性质让冬天水管会冻裂。 碎冰加盐实验不容易成功，有哪些注意事项？ 关键点：①冰要敲得足够碎，像沙冰一样；②盐要足量并与碎冰充分混合；③装水的试管要细（太粗降温慢）；④温度计要插入水中而不是冰中测量；⑤耐心等待，可能需要5-10分钟才有明显结冰。提前准备好冰块和保温箱。 附件资料 附件一：学生记录单 第4课 水结冰了 · 实验记录单 姓名：______ 小组：______ 日期：______ 水结冰实验记录 时间 温度（℃） 水的状态 现象 开始时 液态 2分钟后 4分钟后 6分钟后 我的发现 水在什么温度下结冰？ 结冰后体积有什么变化？ 附件二：小组合作评价表 小组名称：______　　评价日期：______ 评价项目 评价标准 自评 互评 师评 参与讨论 积极说出自己的想法，参与制定方案 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 动手操作 认真操作实验，记录数据 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 记录结果 在记录单上清楚记录实验数据 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 合作互助 和组员友好合作，分工完成任务 ☆☆☆ ☆☆☆ ☆☆☆ 附件三：个人评价表 姓名：______　　日期：______ 评价内容 能做到打√ 我能描述水结冰的过程 我知道水结冰时的温度 我知道水结冰后体积会变大 学科网（北京）股份有限公司 $