5.水结冰了 教学设计-2026-2027学年科学四年级上册大象版

该小学科学教学设计聚焦水结冰的凝固现象，通过冬季河水结冰、水管冻裂短视频导入，承接水受热汽化、遇冷液化知识，构建水“液态-气态-固态”三态变化体系，明确0℃结冰、形态与体积变化等核心要点。 以实验探究为特色，落实科学观念（掌握凝固规律）、探究实践（独立测温、观察形态与体积变化）、科学思维（对比归纳反常膨胀），如冰水混合物实验让学生直观感知，培养严谨态度，为教师提供完整教学支架，提升课堂效率与学生探究能力。

5.水结冰了 【教材分析】 本课是第一单元最后一课，是水冷热变化和形态变化的收尾课，承接前几课水受热、水蒸气遇冷的知识，聚焦水遇冷凝固的现象。教材以冬季结冰的生活场景导入，通过冰水混合物测温、水结冰全程观察实验，探究水结冰的温度、形态变化、体积变化三大核心知识点，总结水的凝固规律。本课完整构建了水“受热汽化、遇冷液化、遇冷凝固”的形态变化体系，同时完善物质热胀冷缩认知（水结冰体积反常膨胀），为后续水循环、物质形态变化的系统学习奠定完整基础。 【学情分析】 四年级学生熟知水结冰的生活现象，知道低温下水会变成冰，但不清楚水结冰的固定温度，不了解水结冰后体积会变大的反常变化。学生具备熟练的测温、观察、记录实验能力，能独立完成全程探究实验，但对“温度不变、形态改变、体积膨胀”的同步变化观察不全面，容易忽略水结冰的特殊性质，对凝固的科学概念认知模糊。 【核心素养分析】 [科学观念] 1.知道水在0℃时会结冰，水结冰的过程叫凝固； 2.了解水结冰时温度保持不变、持续放热、体积变大的特点； 3.完整掌握水的三态冷热变化规律，区分凝固、液化、汽化现象。 [科学思维] 通过全程观察、定时测温、对比体积变化，归纳水结冰的完整规律，对比水的液态、气态变化，构建水的三态变化知识体系，培养归纳整合、对比分析的思维。 [探究实践] 能独立完成水结冰探究实验，定时测量水温、观察形态变化、对比结冰前后体积差异，完整记录实验全过程，精准总结实验规律。 [态度责任] 1.养成长期观察、持续记录、严谨求实的科学探究习惯； 2.了解水的特殊热胀冷缩性质，感受自然规律的特殊性，树立尊重科学事实的意识。 【教学重点】 探究水结冰的温度条件、形态变化和体积变化规律。 【教学难点】 理解水结冰时温度保持0℃不变，掌握水结冰体积反常膨胀的特殊性质。 【教具准备】 [教师教具] 烧杯、试管、纯净水、温度计、冰块、食盐、滴管、透明塑料杯、多媒体课件、水结冰延时视频。 [学生分组器材] 试管、清水、温度计、盛有冰块的烧杯、食盐、实验记录单、直尺。 【教学过程】 一、导入新课 [教师活动]播放冬季河水结冰、水管冻裂的短视频，提问：天气变冷后水会变成什么？为什么装满水的水管冬天容易冻裂？引导学生自由猜想，引出本节课探究课题《水结冰了》。 [学生活动]观看视频，结合生活经验回答水会结冰，猜测水管冻裂和水结冰的变化有关，积极分享想法。 [设计意图]结合冬季实景导入，用生活疑问引发探究，聚焦水结冰的特殊变化。 二、讲授新课（聚焦、探索、研讨、拓展） （一）聚焦板块 [教师活动]聚焦核心问题：1.水在多少摄氏度时会结冰？2.水结冰的过程中温度会变化吗？3.水结冰后体积、形态会发生什么变化？明确本节课三大探究任务。 [学生活动]明确探究目标，针对三个问题做出初步猜想，准备开展实验探究。 [设计意图]精准锁定探究重点，分层推进，全面探究水结冰的规律。 （二）探索板块 1.实验准备与指导 [教师活动]讲解实验装置：试管装固定量清水，放入加了食盐的冰水混合物中（加速降温），将温度计插入水中，不触碰试管壁和底部。讲解观察要求：每1分钟记录一次水温，观察水的形态变化，结冰后对比液面高度变化。 [学生活动]熟记实验操作要点，小组分工，组装实验器材，做好实验准备。 [设计意图]规范实验操作，明确观察和记录重点，保障实验有序开展。 2.全程探究实验 [教师活动]指导学生分组实验，持续观察记录：水温持续下降，降至0℃时水开始结冰，结冰过程中温度保持0℃不变；完全结冰后，冰面高度高于原来水面。巡视各组，指导学生精准测温、持续观察、如实记录数据和现象。 [学生活动]小组合作，定时测温、记录数据，观察水从液态慢慢凝固成固态冰的过程，对比结冰前后体积变化，填写实验记录单，小组交流发现。 [设计意图]通过全程自主探究，让学生直观感知水结冰的全部变化，积累真实实验证据。 （三）研讨板块 [教师活动]出示研讨问题：1.水结冰的温度是多少？结冰过程中温度有什么特点？2.水结冰后形态、体积发生了什么变化？3.为什么冬天装满水的水管会冻裂？组织小组讨论后全班汇报，梳理总结凝固规律。 [学生活动]小组研讨交流，汇总结论：水在0℃开始结冰，结冰过程温度不变、持续放热；水由液态变成固态冰，体积变大；水管冻裂是因为水结冰体积膨胀，撑破水管。 [设计意图]梳理实验结论，破解难点知识，解释生活现象，落实核心素养。 （四）拓展板块 [教师活动]单元知识梳理：串联本单元气体、液体热胀冷缩，水的液化、凝固现象，对比普通物质热胀冷缩与水结冰反常膨胀的区别。布置拓展任务：课后观察生活中水结冰的现象，总结水的三态变化规律。 [学生活动]梳理单元知识，区分不同冷热变化现象，记录课后拓展任务。 [设计意图]整合单元知识，构建完整知识体系，升华课堂学习效果。 四、课堂小结 本节课我们完成了水结冰的探究实验，知道了水在0℃时会发生凝固现象，变成固态的冰。水结冰的过程中会持续放热，温度始终保持0℃不变，和普通物质不同，水结冰后体积会变大，这也是水管冻裂、水缸撑破的原因。结合本单元所学，我们掌握了气体、液体的热胀冷缩规律，了解了水的液化、凝固现象，完整认识了冷与热带来的物质变化。 【板书设计】 水结冰了 1.凝固：水（液态）遇冷 → 冰（固态） 2.结冰特点：0℃开始结冰、过程温度不变、持续放热 3.特殊变化：水结冰体积变大（反常膨胀） 4.生活现象：水管冻裂、湖面结冰 5.单元总结：冷热改变物质形态、体积 1 学科网（北京）股份有限公司 $