1.5 《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的三态变化，通过冬水结冰情境导入，连接前序水加热沸腾、水蒸气凝结知识，引导学生探究水结冰温度，搭建前后知识学习支架。 以实验为核心，学生用盐和碎冰制造低温环境，测量水结冰（0℃、体积膨胀）和冰熔化（0℃）温度，培养科学观念、探究实践与科学思维，结合生活解释水管冻裂，助学生理解知识应用，为教师提供单元整合方法，提升教学效果。

《水结冰了》教学设计 教材来源：大象版小学四年级《科学》(上册) 教科书 内容来源：大象版四年级《科学》(上册) 第一单元 冷与热 主  题：水结冰了 教学课时：第5课时 授课对象：四年级学生 设 计 者：张崇阳/郑州市郑东新区文苑学校 【课标要求】 (一)学习内容及内容要求 1.2 空气与水是重要的物质 3～4年级：说出冰、水、水蒸气在状态和体积等方面的区别，知道三者虽然状态不同，但都是同一种物质。 1.2 空气与水是重要的物质 3～4年级：观察并描述水沸腾或结冰的现象；了解一般状况下，水沸腾和结冰时的温度，知道温度是影响水沸腾和结冰的重要因素。 (二)学业要求 3～4年级：能说出水有三种状态；能比较水的三种状态的不同点。 3～4年级：能使用简单的仪器测量物体的长度、体积、温度、质量等。 【教材分析】 本课是“冷与热”单元的最后一课，也是本单元知识整合的关键课。教材通过“水结冰”和“冰熔化”两个实验，让学生测量水结冰和冰熔化时的温度，认识水在0℃结冰、冰在0℃熔化，知道水结冰时体积会膨胀，最终形成水、水蒸气、冰是同一种物质的不同状态的完整认识。 本课核心知识是水的三态变化，课标对应内容要求“说出冰、水、水蒸气在状态和体积等方面的区别，知道三者虽然状态不同，但都是同一种物质”和“观察并描述水沸腾或结冰的现象；了解一般状况下水沸腾和结冰时的温度”。教材设计了“水结冰”实验（向碎冰中加盐制造低温环境）和“冰熔化”实验（利用水结冰的装置测量冰熔化时的温度），引导学生通过数据发现规律，最后回顾本单元水的加热、水珠形成、水结冰、冰熔化四个实验，完整总结水的三态变化。 【学情分析】 学生已经知道水加热会沸腾、水蒸气遇冷会凝结，通过前几课的学习对水的状态变化有了一定的认识基础，也知道冬天水会结冰，但没有研究过水结冰和冰熔化时的温度，对“水结冰时体积膨胀”缺乏认识。 学生已能规范使用温度计，能进行较长时间的持续观察和记录。本课的主要困难在于：一是“向碎冰中加盐降低温度”的操作技巧需要指导；二是两个实验需要较长时间的耐心观察；三是把本单元四个实验整合成“水的三态变化”的完整认识，需要教师引导梳理。教学中要组织好小组分工，引导学生坚持记录，最后用“状态变化表”整合单元知识。 【教学目标】 科学观念：知道在一般情况下，水在0℃开始结冰，冰在0℃开始熔化，水结冰时体积会膨胀，水、冰、水蒸气是同一种物质的不同状态。 科学思维：能根据实验数据推理概括水结冰和冰熔化的温度规律。 探究实践：能制订实验方案，用碎冰和盐制造低温环境，测量水结冰和冰熔化的温度变化。 态度责任：体会科学探究需要严谨细致的观察和记录，认识到物质状态变化与温度的关系。 【评价任务】 能说出水开始结冰的温度。 能正确操作实验并记录温度数据。 能分析数据发现水结冰、冰熔化的温度规律。 能举出生活中水的三态变化的实例。 【教学重点】 通过实验发现水在0℃结冰、冰在0℃熔化的规律。 【教学难点】 用盐和碎冰制造低温环境，控制实验条件，准确记录温度变化。 【学习过程】 课前准备：烧杯、试管、试管夹、低温温度计、盐、碎冰、水、玻璃棒、实验记录表、多媒体课件。 教学环节 教师活动 学生活动 评价与说明 环节一： 情境导入 引发兴趣 1. 谈话：冬天气温低，水都结冰了。 2. 提问：看来水和冰是同一种物质。水在什么温度下会结冰呢？冰在什么温度下会熔化呢？ 3. 追问：水和冰虽然状态不同，但它们真的是同一种物质吗？怎样用实验来证明？ 结合生活经验回答问题，回忆冬天天冷时水结冰的现象，产生探究水结冰温度的愿望。 联系生活经验，聚焦“水在什么温度下结冰”的问题，激发探究兴趣。 环节二： 问题与猜想 制订方案 1. 组织学生讨论：怎样探究水开始结冰时的温度？ 2. 讲解小贴士：向碎冰中加入一定量的盐，使冰加速熔化，可以更快地降低周围的温度。 3. 出示实验方案步骤：①在试管中加入少量的水，插入温度计，并在试管壁上标记好水面的位置；②烧杯里放入碎冰，再加入一些盐并搅拌；③把放有温度计的试管插入放了盐的碎冰中；④每隔一分钟读取一次温度计的示数，记录数据。 讨论实验方法，知道用盐和碎冰制造低温环境；学习实验步骤，明确“标记水面位置”“每隔一分钟记录”等要点；猜想水结冰的温度可能是0℃。 引导设计实验方案，让学生理解用盐降低温度的妙处，培养实验条件控制意识。 环节三： 探究与结论 实验1水结冰 1. 组织学生按方案进行实验，填写“水结冰实验记录表”（时间/分、温度/℃）。 2. 巡视指导，提醒学生观察水的变化和冰面的高度，与实验前标记的水面位置比较。 3. 组织学生分析数据：我发现水开始结冰的温度是__℃；水结冰后，体积变大了。 小组实验：记录每1分钟的温度；观察水开始结冰的时刻和试管中水面、冰面的高度变化；发现温度降到0℃时水开始结冰，水结冰后体积膨胀（冰面高于原水面）。 通过测量实验让学生获得“水在0℃结冰、结冰体积膨胀”的证据，建立科学概念，培养数据分析能力。 环节四： 探究与结论 实验2冰熔化 1. 利用水结冰实验的装置和试管中结成的冰，引导学生测量并记录冰在熔化过程中的温度变化。 2. 组织学生填写“冰熔化实验记录表”，比较冰熔化时的温度。 3. 引导结论：在一般情况下，当温度升高到0℃时，冰会开始熔化。 4. 小结小贴士：冰、水、水蒸气是水的三种存在状态。 继续观察记录冰熔化时的温度变化；发现冰开始熔化的温度也是0℃；认识到水、冰、水蒸气是同一种物质的三种不同状态。 通过第二个实验让学生认识冰熔化的温度规律，与结冰实验形成呼应，帮助学生理解三态变化与温度的关系。 环节五： 反思与评价 整合单元知识 1. 组织学生梳理本单元观察到的水的状态变化现象：水的加热实验（水→水、水蒸气）、水珠的形成过程实验（水蒸气→水）、水结冰实验（水→冰）、冰熔化实验（冰→水）。 2. 提问：水能蒸发变成水蒸气，水蒸气能凝结变回水；水能结冰，冰也能熔化。它们是什么关系？ 3. 总结：水能蒸发变成水蒸气，水蒸气又能凝结变回水；水能结冰，冰也能熔化成水。它们虽然状态不同，但都是同一种物质。 4. 拓展：水的三态变化与什么有关？江、河、湖、海中的水受热蒸发变成水蒸气，水蒸气遇冷凝结成小水珠（云、雨），气温低时还会结冰成雪——水的三态变化在自然界中普遍存在，与温度密切相关。 回顾本单元四个实验，填写状态变化记录表；交流总结：水、冰、水蒸气是同一种物质的不同状态，在一定条件下可以相互转化；认识到水的三态变化与温度密切相关，在自然界中普遍存在。 通过整合本单元知识，帮助学生形成“水有三种状态、是同一种物质”的核心概念，认识到温度是影响水状态变化的重要因素，实现知识的系统化。 环节六： 应用与迁移 1. 提问：冬天自来水管为什么会冻裂？冰块的体积和同体积的水相比有什么不同？ 2. 引导分析：水结冰时体积会膨胀，把水管胀裂了。 3. 组织学生联系生活，举出水的三态变化的实例。 应用“水结冰体积膨胀”的知识解释水管冻裂现象；举例说明生活中水的三态变化：冰棒化了、湿衣服晾干、露珠形成等。 迁移应用所学知识，让学生体会到科学知识能解释生活中的现象，巩固三态变化的概念。 【板书设计】 水结冰了 水——0℃——冰（体积膨胀） 冰——0℃——水（熔化） 水、冰、水蒸气是同一种物质 温度决定水的状态 【教学反思】 本课两个实验都需要较长时间，学生能坚持认真观察记录。通过数据学生清楚地看到水在0℃结冰、冰在0℃熔化，认识到水结冰体积膨胀，还能解释自来水管冻裂现象。单元总结环节学生能完整说出水的三态变化，理解了水、冰、水蒸气是同一种物质，教学效果好。 教学中需要注意：一是两个实验时间较长，要做好小组分工，让每个学生都有任务，避免个别学生无所事事；二是向碎冰中加盐的操作要指导到位，盐量要适当，保证温度能降到0℃以下；三是“水结冰时体积膨胀”的观察要点是比较实验前后试管壁上的标记位置，要提醒学生实验前做好标记；四是单元整合环节要给学生充分的时间回顾四个实验，用状态变化表帮助学生梳理，避免教师直接灌输结论。 学科网（北京）股份有限公司 $