3.11 水的结冰（教学设计）科学人教鄂教版四年级上册（新教材）

课题

3.11 水的结冰

课型

新授课

教学目标

科学观念：

1.知道水在温度降低到一定程度时会结冰，水结冰时的温度叫冰点；纯净的水在 1 个标准大气压下冰点是 0℃，但水中含盐（杂质）会使冰点降低，盐水的冰点低于 0℃。

2.知道水结冰时会释放热量（1 克 0℃ 的水结成冰，大约放出 334 焦耳的热量），结冰后水的状态由液态变为固态，这一过程叫凝固。

3.知道水有"热缩冷胀"的反常膨胀特性：水在 4℃ 时密度最大，0℃ 结冰时体积约膨胀 1/11（约 9%），同样体积的冰比水轻，所以冰能浮在水面上。

科学思维：

1.能根据每隔 1 分钟记录的温度数据，说出水结冰过程中温度变化的趋势，用"先下降、到 0℃ 后不再下降"概括规律。

2.能比较"蒸发、沸腾、结冰"等水的状态变化，认识到温度变化是水改变状态的重要条件。

3.能对"冰为什么会浮在水面上"作出解释，把"体积变大、冰比水轻"与"水微粒排布改变"联系起来。

4.能运用"对照实验"的思路分析：为什么要在冰里撒盐，比较"纯冰"与"冰＋盐"两种低温环境的差异，初步体会控制变量对实验结论可靠性的影响。

5.能对实验中"温度没有正好停在 0℃"等现象进行分析，找出可能的误差来源（温度计位置、是否搅拌、水中杂质等）。

探究实践：

1.能按教材步骤，用“碎冰 + 食盐”制造低温环境，并测量冰盐混合物的温度。

2.能每隔 1 分钟观察并记录试管内水的温度和状态变化，坚持记录

到水开始结冰之后。

3.能根据记录的数据画出结冰过程中水的温度变化图，并据图得出“水在 0℃ 开始结冰”的结论。

4.能设计简单的对照实验（如“纯冰”与“冰＋盐”两支试管对比，或“纯水”与“盐水”对比），观察不同条件下水结冰的快慢与冰点高低，体会控制变量的意义。

态度责任：

1.对“水在什么条件下结冰”保持好奇，愿意通过亲手实验来寻找答案。

2.在实验过程中细致观察、如实记录，养成用数据说话、耐心等待的科学态度。

3.能联系北方冬季水面结冰、鱼在冰下过冬等生活现象，体会结冰对自然界的意义。

教学重难点

重点：1.通过实验观察并记录水结冰过程中的温度变化和现象，认识结冰（凝固）。

2.知道一般情况下水的冰点是 0℃，水结冰后体积会变大。

难点：1.能坚持每隔 1 分钟记录一次，并从数据中发现“温度降到 0℃ 后不再下降”的规律。

2.能解释冰为什么浮在水面上——水结冰后体积变大，同样体积的冰比水轻。

3.能理解“水结冰体积变大”与生活经验（水冷收缩）的冲突，建立“水在 4℃ 密度最大、0℃ 结冰反常膨胀”的认知，并理解“冰点随含盐量改变”这一可变性。

教学环节

教学过程

课堂导入

一、情境导入

1.出示教材第 55 页北方冬季池塘结冰的照片：水面上结了一层冰，像一面大镜子。

2.提问：你见过结冰吗？冰是什么样子的？水要变成冰，需要什么条件？

预设：很冷、温度很低、放到冰箱里等。

3.追问：水是在什么条件下结冰的？结冰的过程中，温度是怎样变化的？有什么现象发生？

4.学生自由猜想，教师不急于下结论，把问题“水在什么温度结冰”写在黑板上。

5.揭题：今天我们把水“冻”起来，亲眼看看它结冰的全过程。

6.板书课题：11 水的结冰。

课

程

学

二、探究与实践

（一）水结冰时的现象（教材第 55—57 页）

探究①　哪些方法可以让水结冰？

1.出示教材第 55 页第①题：哪些方法可以让水结冰？选择一种实验方法，并准备实验材料和工具。

2.学生交流，预设：放进冰箱冷冻室、放进碎冰里、把冰里撒上盐。

3.聚焦教材第 55 页的三个对话框（三个思考方向）：

（1）用水温计测水温——温度是多少？

（2）盐有什么用处——为什么要在冰里撒盐？

（3）怎样用冰块研究水结冰的条件？

4.讲解撒盐的两个作用（本课的关键机理，对应第 55 页"盐有什么用处"）：

（1）食盐溶解在冰表面的水里会吸收热量，使温度降低；

（2）食盐会降低冰的熔点，使冰水混合物的温度可以降到 0℃ 以下（纯净的冰水混合物是 0℃，加入足量盐后最低可降到约 -21℃）。

5.补充追问（渗透对照实验思想）：如果试管外面只是"纯碎冰"（不撒盐），里面的水会结冰吗？怎样证明"撒盐"起了作用？

预设：纯碎冰也是 0℃，水到 0℃ 也会结冰，但结得慢；撒盐后温度更低，水结得更快。

6.确定方案：在试管里装少量水，把试管放进"碎冰＋食盐"的烧杯里，让水慢慢结冰。

探究②　动手实验，研究水结冰（教材第 56 页）