小学科学青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）第四单元 水的三态变化20 水结冰与冰融化教学设计

这是一份小学科学青岛版（六三制）(2024)三年级上册（2024）第四单元 水的三态变化20 水结冰与冰融化教学设计，共15页。
教材分析
本课是青岛版六三制2024小学科学三年级上册第四单元《水的三态变化》的第4课，是在学生学习了蒸发、沸腾（液态→气态）和凝结（气态→液态）之后，进一步认识水的另外两种物态变化——凝固（液态→固态）和熔化（固态→液态）。本课通过实验探究水结冰和冰熔化的过程及特点，帮助学生构建完整的水的三态变化认知体系。
教材以“冬天水结冰”的生活情境引入，提出问题“产生这种现象的原因是什么”，激发学生的探究兴趣。然后设计了两个探究活动：
活动1“研究水在结冰过程中的变化”：包含两个小问题。一是“水结冰的过程中，温度有什么变化”，通过“冰块加盐制冷”的实验方法，引导学生观察并记录水结冰过程中的温度变化，知道水结冰时的温度是0℃。二是“水结冰时，体积有什么变化”，通过猜想和实验验证，让学生知道水结冰时体积会膨胀，这是热胀冷缩的特例。
活动2“研究冰在熔化过程中的变化”：引导学生观察冰自然熔化的过程，记录温度变化，知道冰在熔化过程中温度始终保持在0℃。
教材还通过“回顾反思”，引导学生认识折线统计图的作用。最后通过“拓展·迁移”，介绍我国古代的储冰和制冰技术，渗透传统文化教育，激发学生的民族自豪感。
学情分析
三年级学生对水结冰和冰熔化的现象并不陌生，在生活中经常看到，但他们可能没有仔细观察过这两个过程的温度变化规律，对“0℃是水结冰和冰熔化的临界温度”也没有清晰的认识。
学生在前面的学习中已经掌握了温度计的使用方法，能够使用水温计测量温度，也学习了折线统计图的绘制和分析方法，这为本课的实验探究奠定了基础。
学生对“水结冰体积膨胀”可能会感到困惑，因为他们之前学习了物体热胀冷缩的性质，水结冰体积膨胀与热胀冷缩似乎矛盾，需要教师引导学生理解这是一个特例。
学生的实验操作能力还不够熟练，特别是使用冰块和盐的实验，需要教师的指导和帮助。同时，要注意防止学生冻伤。
学生对水的三态变化已经有了一定的认识（液态和气态之间的变化），通过本课的学习，可以帮助学生建立完整的三态变化概念。
教学目标
（一）科学观念
1.知道水结冰和冰熔化是水的两种物态变化（液态⇌固态）。
2.知道一般状况下，水结冰时的温度是0℃，冰在熔化过程中温度也保持在0℃。
3.知道水结冰时体积会膨胀，这是热胀冷缩的特例。
4.初步建立水的三态变化的概念，知道水在固态、液态、气态之间是可以相互转化的。
（二）科学思维
1.能通过观察实验现象和记录数据，分析水结冰和冰熔化过程中温度的变化规律，培养分析推理能力。
2.能借助折线统计图记录和整理信息，直观呈现温度变化的趋势，培养处理信息的能力。
3.能运用比较的方法分析水结冰、冰熔化时水在状态、体积等方面的变化，培养比较分析能力。
4.能根据实验数据得出科学结论，培养基于证据得出结论的科学思维。
（三）探究实践
1.能正确使用水温计测量温度，每隔一分钟记录一次温度。
2.能通过“冰块加盐”的方法制造低温，观察水结冰的过程。
3.能观察冰熔化的过程，记录温度变化。
4.能根据实验数据绘制折线统计图，并分析图表得出结论。
5.能与同学合作完成实验，分工协作，共同探究。
（四）态度责任
1.对生活中的科学现象充满好奇，乐于探究科学的奥秘。
2.在实验中能做到耐心细致、严谨求实，如实记录实验数据。
3.愿意分享自己的想法和实验结果，乐于与同学合作交流。
4.培养安全意识，规范使用实验器材，防止冻伤。
5.了解我国古代的储冰和制冰技术，感受我国古代劳动人民的智慧，增强民族自豪感。
教学重难点
（一）教学重点
知道水结冰和冰熔化时的温度都是0℃；知道水结冰时体积会膨胀；学习用折线统计图记录和分析温度变化。
（二）教学难点
理解水结冰和冰熔化过程中温度保持不变的特点；理解水结冰体积膨胀是热胀冷缩的特例；绘制和分析折线统计图。
教学准备
（一）教师准备
多媒体课件；水结冰实验装置（每组一套）：塑料杯（小）、塑料桶（大）、冰块、食盐、水温计、计时器；体积变化实验：课前准备好的结冰的塑料杯（标记好初始水位）；冰熔化实验装置（每组一套）：冰块、透明玻璃杯、水温计、计时器；实验记录表（每组2张：水结冰记录表、冰熔化记录表）；方格纸（绘制折线图用，每人1张）；毛巾（擦水用）、手套（防冻伤，可选）；评价表（每人1张）；板书贴纸或磁贴；安全提示牌
（二）学生准备
科学课本、科学记录本；铅笔、橡皮、尺子；课前观察水结冰和冰熔化的现象（可选）
课时安排
1课时
教学过程
（一）情境导入：生活现象，提出问题（约5分钟）
1.课件出示冬天水面结冰的图片，引导学生观察：同学们，冬天的时候，我们经常会看到水结冰的现象，比如湖面结冰、窗户上结霜、水管里的水结冰把水管冻裂等等。关于水结冰，你有什么问题想问吗？
2.学生提出问题：水为什么会结冰？水在多少度的时候会结冰？水结冰后体积会变吗？冰又怎样变成水？……
3.教师：这些问题都很有价值！今天我们就一起来研究水结冰和冰熔化的秘密。板书课题：20.水结冰与冰熔化
设计意图：从学生熟悉的生活现象入手，激发学生的学习兴趣和探究欲望。提出问题，引发学生思考，明确本节课的探究方向。
（二）活动1：研究水在结冰过程中的变化（约15分钟）
1.水结冰过程中的温度变化
（1）教师过渡：首先我们来研究第一个问题：水结冰的过程中，温度有什么变化？水在多少度的时候会结冰？
（2）学生根据生活经验进行猜想。
（3）教师：怎样才能让水的温度降下来，让水结冰呢？我们可以用冰块来制造低温环境。但是普通的冰块温度只有0℃，可能不够低。如果我们在冰块上撒一些盐，就能制造更低的温度。
（4）教师介绍实验方法（结合教材第97页操作指南）：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①先向塑料杯中加入少量水，再向桶中放入大量冰块，把塑料杯放入桶中，使冰块包裹在塑料杯周围。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②向桶内的冰块上撒少许食盐。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③每隔1分钟记录塑料杯中水的温度，直至水完全结冰。
（5）教师介绍记录表（结合教材第97页）：我们要记录0分钟、1分钟、2分钟……的温度和看到的现象，最后写上你的发现。
（6）教师强调注意事项：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①冰块和盐都很凉，不要长时间用手直接接触，防止冻伤。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②水温计的玻璃泡要完全浸入水中，不要碰到杯壁和杯底。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③读数时视线要与液柱顶端相平。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④小组内要分工合作，有的看温度，有的记录，有的计时。
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤要耐心观察，仔细记录。
（7）学生分组实验，教师巡视指导，提醒学生及时记录数据。
（8）实验过程中，教师可以适时提问，引导学生观察：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①刚开始的时候，温度是多少？
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②温度是怎样变化的？（不断下降）
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③当温度降到0℃的时候，发生了什么现象？（水开始结冰）
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④水开始结冰后，温度还会继续下降吗？（保持在0℃）
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤水完全结冰后，温度又会怎样变化？（继续下降）
（9）实验结束后，各组汇报实验结果。
（10）教师引导学生分析数据，绘制折线统计图（结合教材第97页）：我们把记录的温度数据绘制成折线统计图，就能更清楚地看到温度变化的趋势了。
（11）教师示范绘制折线图的方法，学生根据自己的实验数据绘制。
（12）教师小结（结合教材第97页）：一般状况下，水结冰时的温度是0℃。水在结冰的过程中，温度保持在0℃不变，直到水完全结成冰后，温度才会继续下降。
2.水结冰时的体积变化
（1）教师过渡（结合教材第98页）：我们知道了水结冰时温度的变化，那水结冰时，体积有什么变化呢？大家猜一猜，把水放入冰箱的冷冻室，体积会变大还是变小？
（2）学生猜想。有的学生可能会根据热胀冷缩的性质认为体积变小，有的学生可能根据生活经验认为体积变大。
（3）教师：有的同学说根据物体热胀冷缩的性质，水遇冷体积会变小；有的同学说冬天水管会冻裂，说明体积变大了。到底谁说的对呢？我们用实验来验证。
（4）教师出示课前准备好的结冰的塑料杯（结合教材第98页图片）：老师课前在这个杯子里装了水，在水面的位置做了标记，然后放进了冰箱的冷冻室。现在水已经结冰了，大家看看，冰面和原来的水面标记相比，是高了还是低了？
（5）学生观察：冰面比原来的水面高了。
（6）教师小结（结合教材第98页）：水结冰时，体积会膨胀。
（7）教师补充：我们以前学过，一般物体都有热胀冷缩的性质。但是水比较特殊，水在4℃以下的时候，会出现热缩冷胀的现象，也就是温度越低，体积反而越大。水结冰时体积会膨胀大约十分之一。这就是为什么冬天水管里的水结冰会把水管冻裂的原因。
设计意图：通过实验探究水结冰过程中温度的变化，让学生亲身体验水结冰的过程，培养学生的实验能力和观察能力。通过绘制折线统计图，培养学生处理信息的能力。通过体积变化的猜想和验证，培养学生的猜想假设能力和实证意识。强调水结冰体积膨胀是热胀冷缩的特例，帮助学生建立正确的认识。
（三）活动2：研究冰在熔化过程中的变化（约10分钟）
1.教师过渡：我们研究了水结冰的过程，知道了水在0℃的时候会结冰。那冰在什么情况下会变成水呢？冰熔化的时候，温度又会怎样变化呢？接下来我们就来研究冰熔化的过程。
2.教师介绍实验方法（结合教材第98页）：
（1）把冰块放入透明玻璃杯中。
（2）将水温计插入冰块中，测量冰的温度。
（3）让冰自然熔化，每隔一段时间记录一次温度。
（4）观察冰熔化时的现象，以及冰完全熔化后的温度变化。
3教师强调注意事项：
（1）不要用手长时间直接接触冰块，防止冻伤。
（2）水温计的玻璃泡要埋在冰块中间。
（3）耐心观察，及时记录。
4.学生分组实验，教师巡视指导。
5.实验过程中，教师引导学生观察和思考（结合教材第99页问题导引）：
（1）冰熔化时，状态发生了什么变化？（固态→液态）
（2）每隔一段时间记录一次，温度有什么变化？（冰熔化过程中温度保持0℃不变）
（3）冰熔化成水，体积有什么变化？（体积变小）
6.实验结束后，各组汇报实验结果。
7.教师小结（结合教材第99页）：一般状况下，冰在熔化过程中温度始终保持在0℃。
8.教师引导学生比较：水结冰和冰熔化，这两个过程有什么相同点和不同点？
9学生讨论回答，教师总结：
（1）相同点：温度都是0℃；都是状态变化（固态和液态之间的变化）。
（2）不同点：水结冰是液态变固态，需要放热；冰熔化是固态变液态，需要吸热。
设计意图：通过实验探究冰熔化过程中的温度变化，让学生了解冰熔化的特点。通过比较水结冰和冰熔化两个过程，培养学生的比较分析能力，加深对物态变化的理解。
（四）反思评价与拓展迁移（约10分钟）
1.回顾反思
（1）教师引导学生回顾（结合教材第99页回顾反思）：这节课我们做了两个实验，都记录了温度变化，还画了折线统计图。谁来说说，折线统计图有什么作用？
（2）学生回答，教师小结：借助折线统计图可以记录在水降温直至结冰过程中各个时间点的温度数值，能直观呈现温度变化的趋势。
（3）教师补充：折线统计图不仅可以用来记录水结冰的温度变化，还可以用来记录很多其他的变化，比如一天的气温变化、一个月的降水量变化等等。它是我们处理信息的好帮手。
2.评价
（1）学生对照教材第99页“评价表”的四项标准，给自己评星级：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①知道水结冰、冰熔化过程中温度的变化情况，知道水结冰时体积会膨胀。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②能运用比较的方法分析水结冰、冰熔化时水在状态、体积等方面的变化。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③能用简单的文字和统计图记录水结冰的现象。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④愿意倾听、乐于表达和分享有关水结冰、冰熔化的实验信息。
3.拓展迁移
（1）教师引导（结合教材第99页拓展·迁移）：我们今天学习了水结冰和冰熔化的知识。其实在古代，人们就已经掌握了储冰和制冰的技术。大家知道吗，我国古代储冰技术在西周就有记载了。唐朝末期，有工匠发现硝石溶于水可降低水的温度，能实现人工制冰。
（2）教师介绍古代储冰和制冰的知识：
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①古代储冰：早在西周时期，我国就有了专门负责藏冰的官员，叫做“凌人”。冬天的时候，人们把天然的冰块储藏在冰窖里，到夏天的时候拿出来使用，用来降温、保鲜食物等。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②人工制冰：唐朝末期，人们发现硝石（一种化学物质）溶于水的时候会吸收大量的热，使水的温度降低，甚至可以让水结冰。这样人们就可以在夏天人工制冰了。这是我国古代劳动人民的智慧结晶。
（3）教师：大家课后可以查阅资料，了解更多关于我国古代储冰和制冰的知识。
4.布置作业
（1）基础作业：说说水结冰时温度是多少度；说说冰熔化时温度是多少度；水结冰时体积会怎样变化？
（2）实践作业：在家里做一个小实验：把一杯水放进冰箱冷冻室，观察水结冰的过程，看看体积有什么变化；观察冰块在室温下熔化的过程。
（3）选做作业：查阅资料，了解更多关于水的三态变化的知识；查阅资料，了解我国古代是怎样储冰和制冰的；调查了解生活中还有哪些地方利用了水结冰或冰熔化的特点。
5.学生记录作业任务。
6.课堂总结
（1）教师引导学生总结：这节课我们学习了什么？你有什么收获？
（2）学生谈收获，教师补充总结：
今天我们研究了水结冰和冰熔化的过程，知道了一般状况下，水结冰时的温度是0℃，冰在熔化过程中温度也保持在0℃。我们还知道了水结冰时体积会膨胀，这是热胀冷缩的特例。我们学习了用折线统计图来记录温度变化，折线统计图能直观呈现温度变化的趋势。我们还了解了我国古代的储冰和制冰技术，感受到了我国古代劳动人民的智慧。
（3）教师：到现在为止，我们已经学习了水的三种状态之间的变化：固态、液态、气态，它们之间是可以相互转化的。这就是水的三态变化。在生活中，还有很多水的三态变化的现象，大家课后可以继续观察，看看你能发现哪些。
设计意图：通过回顾反思，帮助学生梳理本节课的知识，加深对折线统计图作用的理解。通过总结水的三态变化，帮助学生建立完整的知识体系。通过评价，让学生对自己的学习情况有一个清晰的认识。通过拓展迁移，介绍我国古代的储冰和制冰技术，渗透传统文化教育，激发学生的民族自豪感。通过作业，将学习延伸到课外，激发学生继续探究的兴趣。
板书设计
20. 水结冰与冰熔化
水结冰（液态→固态）
温度：0℃
体积：膨胀（热缩冷胀，特例）
冰熔化（固态→液态）
温度：0℃
体积：缩小
折线统计图
直观呈现温度变化趋势