小学科学教科版（2024）三年级上册（2024）4.水结冰了教案及反思

这是一份小学科学教科版（2024）三年级上册（2024）4.水结冰了教案及反思，共14页。教案主要包含了教材分析，学情分析，核心素养目标，教学重难点，教学准备，教学过程，板书设计，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
一、教材分析
本课是教科版三年级上册《水》单元的第4课，起着承上启下的关键作用。在第3课《水沸腾了》中，学生探究了水受热变为气态的过程；本课则转向相反的方向，探究水受冷变为固态的过程——结冰。本课对应课程标准“1.2空气与水是重要的物质”中“观察并描述水结冰的现象；了解一般状况下水结冰时的温度”以及“知道水结冰时体积会膨胀”的要求。
教材内容逻辑清晰，分为四个板块：聚焦部分通过“鸭子游湖”与“鸭子站冰面”的对比，引出“水如何结冰”的核心问题；探索部分是本课的核心，安排了“讨论结冰看法”和“实验观察水结冰过程”两个活动，重点在于让学生亲历“降温-结冰-记录”的全过程，发现水结冰时的温度规律（0℃）和体积变化；研讨部分通过分析数据和对比水与冰的异同，建立“凝固”的科学概念；拓展部分通过“热胀冷缩”现象，揭示水结冰时“反常膨胀”的特殊性质。
二、学情分析
三年级学生对“冰”非常熟悉，知道冰是冷的、硬的，也知道冬天水会结冰。但是，他们的认知存在明显的局限性：一是误认为“只要温度低，水就会立刻结冰”，不知道结冰有一个特定的温度点（0℃）；二是难以理解“冰水混合物”在结冰过程中温度保持不变的规律；三是容易忽略水结冰后体积变大的现象。
在技能方面，本课实验需要较长时间（约10-15分钟），且涉及“碎冰加盐”制造低温环境，操作相对复杂。学生在使用温度计测量低温时，容易出现读数不准确、视线不平视等问题。因此，本课需通过“碎冰加盐”加速实验进程，并通过分时段记录引导学生发现温度变化的规律。
三、核心素养目标
科学观念：知道当环境温度低于0℃，水的温度下降到0℃时会结冰；理解水结冰过程中温度保持不变；知道水结冰后体积会变大；能区分水和冰的异同。
科学思维：能通过分析温度记录数据，发现水结冰时温度保持在0℃的规律；能通过对比观察，归纳水和冰在状态、形状、体积等方面的异同。
探究实践：能规范组装实验装置，正确使用温度计测量水温；能坚持每隔1分钟记录一次数据，并用图表呈现结果；能通过实验观察水结冰时的体积变化。
态度责任：养成耐心、细致的观察习惯（特别是在结冰过程中）；树立实事求是的科学态度；感受物质状态变化与生活的紧密联系。
四、教学重难点
教学重点：观察水结冰的过程；发现水结冰时的温度规律（0℃）和体积变化。
教学难点：理解水在结冰过程中（冰水混合状态）温度保持不变；理解水结冰体积膨胀的现象。
五、教学准备
教师准备：多媒体课件（含结冰延时视频、热胀冷缩视频）、大烧杯、碎冰、食盐、试管、温度计。
小组准备：试管（装约1/3清水）、烧杯（装碎冰）、温度计、食盐、橡皮筋（固定温度计用）、记号笔、抹布、《水结冰实验记录单》。
六、教学过程
（一）聚焦：湖水是怎样结冰的？（4分钟）
情境对比：出示两张图片——“初冬：鸭子在湖面游动（水是液态）”和“深冬：鸭子站在冰面上（水是固态）”。
提出问题：
“同样是湖水，为什么初冬是液态，深冬变成了固态？”
“水在什么条件下会结冰？结冰时会发生哪些变化？”
揭示课题：今天我们就来模拟冬天的环境，探究《水结冰了》。
（二）探索：观察水结冰的过程（25分钟）
活动一：讨论与预测
头脑风暴：提问：“生活中你见过哪些结冰现象？你觉得水结冰需要什么条件？”
记录关键词：冷、温度低、冰箱、冬天。
预测：水结冰时温度会一直下降吗？体积会变吗？
活动二：水结冰实验（分组实验）
实验原理讲解：
碎冰加盐：普通的冰温度是0℃，加入食盐后，冰盐混合物的温度可以降到-20℃左右，这样能加快试管中水的结冰速度。
组装装置：
在试管中加入约1/3的清水，用记号笔在水面处做标记（用于观察体积变化）。
将试管放入装有碎冰的烧杯中。
往烧杯的碎冰里加入适量食盐（“魔法粉末”）。
将温度计插入试管水中（液泡完全浸没，不碰壁底），用橡皮筋固定。
实验操作：
每隔1分钟记录一次温度。
观察现象：水面是否有冰晶出现？冰的范围如何变化？
重点关注：当水开始结冰时，温度是多少？水完全结冰后，温度是否继续下降？
体积观察：水完全结冰后，对比冰柱高度与原水面标记的高度。
（三）研讨：数据里的秘密（8分钟）
分析温度规律（突破难点）
展示数据：选取几组典型数据，绘制“温度-时间”折线图。
发现规律：
阶段1（降温）：水温从常温逐渐下降到0℃。
阶段2（结冰）：当温度降到0℃时，水开始结冰。在结冰过程中（冰水混合），虽然周围很冷，但试管内的温度保持在0℃不变，直到水完全结冰。
阶段3（降温）：水完全变成冰后，温度继续下降。
结论：水在0℃时结冰。
观察体积变化
提问：“对比结冰前后的标记，你发现了什么？”
现象：冰柱的高度高于原来水面的高度。
结论：水结冰后，体积变大（膨胀）。
比较水和冰的异同（维恩图）
相同点：无色、无味、透明、是同一物质。
不同点：
水：液态、会流动、无固定形状。
冰：固态、不会流动、有固定形状、更硬。
（四）拓展：热胀冷缩与反常膨胀（3分钟）
演示实验：
出示瘪了的乒乓球放入热水中复原（热胀冷缩）。
出示温度计液柱随温度升降。
特殊现象：
提问：“大多数物体是热胀冷缩，那水是热胀冷缩吗？”
回顾实验：水结冰（变冷）体积反而变大了。
结论：水结冰是热缩冷胀（反常膨胀）。这也是为什么冬天水管容易冻裂的原因。
七、板书设计
水结冰了
条件：温度下降到 0℃
过程规律：
降温 → 0℃（结冰，温度不变） → 降温
变化特征：
状态：液态 → 固态
体积：变大（膨胀）
异同：
同：无色、无味
异：水（流动）；冰（固定）
八、课堂练习
（一）判一判（对的打“√”，错的打“×”）
水结冰的过程中，温度会一直下降。（）
水结冰后，体积会变小。（）
水在0℃时可能会结冰，也可能保持液态（冰水混合物）。（）
（二）选一选
在做水结冰实验时，往碎冰里加食盐的目的是（）。
A. 让冰融化得更快
B. 制造更低的温度，加快结冰
C. 给冰染色
冬天，室外的自来水管容易被冻裂，主要原因是（）。
A. 水结冰后体积变大，撑破了水管
B. 水管太冷了，变脆了
C. 水结冰后重量变重了
（三）填一填
水在温度下降到______℃时开始结冰。水结冰后，从液态变成了______态，体积会______。
答案
（一）1. ×（结冰过程中保持0℃不变）2. ×（变大）3. √
（二）1. B 2. A
（三）0；固；变大（膨胀）