4月相變化的規律（教學設計）-2023-2024學年三年級科學下冊教科版主備人備課成員教學內容教材章節：科學下冊第三章“物質與變化”

內容：1.水的相變過程；2.冰、水、水蒸氣的特性；3.相變過程中的能量變化；4.生活中的相變現象。核心素養目標1.培養學生觀察、分析自然現象的能力。

2.提升學生對物質變化過程的理解和科學思維能力。

3.增強學生運用科學知識解釋生活中常見現象的能力。

4.培養學生熱愛科學、探索自然的興趣和習慣。重點難點及解決辦法重點：

1.水的相變過程及其能量變化（重點在于學生能夠正確描述水的固態、液態、氣態之間的轉化）。

2.生活中的相變現象（重點在于學生能夠識別并解釋日常生活中的相變過程）。

難點：

1.相變過程中的能量變化（難點在于學生理解溫度、熱量與相變的關系）。

2.不同物質相變的特性和條件（難點在于學生能夠區分不同物質的相變特點）。

解決辦法：

1.通過實驗演示，讓學生直觀感受水的相變過程，加深對相變概念的理解。

2.設計問題引導，讓學生思考相變過程中能量的轉換，逐步形成科學思維。

3.結合實際生活實例，引導學生觀察和討論，提高學生對相變現象的識別能力。

4.通過小組合作，讓學生探究不同物質的相變特點，培養合作學習和探究能力。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生都有科學下冊教材，包含第四章“物質與變化”的內容。

2.輔助材料：準備與水相變相關的圖片、圖表和視頻，以增強學生的視覺體驗和理解。

3.實驗器材：準備冰塊、水、酒精燈、溫度計等實驗器材，用于演示水的相變過程。

4.教室布置：設置分組討論區，并布置實驗操作臺，確保學生能夠安全、有序地進行實驗活動。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發布預習任務：通過在線平臺發布“水的相變過程”預習PPT，要求學生觀察不同狀態的水，并記錄觀察到的現象。

設計預習問題：提出問題如“水是如何從固態變為液態的？”引導學生思考相變的基本原理。

監控預習進度：通過平臺查看學生提交的預習筆記，確保預習覆蓋到關鍵知識點。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生閱讀PPT，了解水的三種狀態及其相互轉化的基本知識。

思考預習問題：學生思考并記錄水相變過程中可能涉及的熱量變化。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主閱讀和思考，初步建立對水相變概念的認識。

信息技術手段：利用在線平臺進行預習資料的分享和進度監控。

作用與目的：

幫助學生提前了解水相變的初步知識，為課堂學習打下基礎。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：以“冬天的冰和夏天的雨”為例，引出水在不同溫度下的狀態變化，激發學生興趣。

講解知識點：講解水的三種狀態及其相互轉化的條件，如溫度、壓力等。

組織課堂活動：進行“冰塊融化實驗”，讓學生觀察并記錄冰塊融化過程中的溫度變化。

學生活動：

聽講并思考：學生跟隨老師的講解，思考水相變過程中的能量變化。

參與課堂活動：學生積極參與實驗，觀察并記錄實驗現象。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解水相變的科學原理。

實踐活動法：通過實驗，讓學生親身體驗和驗證科學知識。

合作學習法：學生分組進行實驗，培養合作意識和交流能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解水相變的科學原理，掌握實驗觀察和記錄的方法。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業：要求學生繪制水在不同狀態下的能量變化圖，加深對能量轉換的理解。

提供拓展資源：推薦相關科學網站和書籍，鼓勵學生課后繼續探索。

學生活動：

完成作業：學生獨立完成能量變化圖的繪制，鞏固所學知識。

拓展學習：學生利用推薦資源，進一步了解相變相關的科學知識。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：學生通過自主完成作業和拓展學習，加深對知識的理解。

反思總結法：學生在完成作業和拓展學習后，進行自我反思，總結學習經驗。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的水相變知識，通過拓展學習，提升學生的科學探究能力。教學資源拓展1.拓展資源：

-水的相變過程：介紹水的固態、液態、氣態的相互轉化，包括冰、水、水蒸氣的特性，以及相變過程中的能量變化。

-水的密度與溫度關系：探討水的密度隨溫度變化的特點，以及這一特性在自然界和生活中的應用。

-物質相變的普遍性：介紹其他物質如冰、鹽、酒精等的相變過程，以及它們在不同溫度和壓力下的相變特點。

-相變在生活中的應用：列舉生活中常見的相變現象，如衣服晾干、食物烹飪、冷熱飲料的變化等。

-熱力學原理：簡要介紹熱力學第一定律和第二定律，以及它們在相變過程中的體現。

2.拓展建議：

-觀察生活中的相變現象：鼓勵學生觀察并記錄日常生活中遇到的相變現象，如露水、霜凍、霧的形成等。

-設計相變實驗：引導學生設計簡單的相變實驗，如冰塊融化實驗、水蒸氣凝結實驗等，通過實驗探究相變過程。

-研究水的特殊性質：深入研究水在相變過程中的特殊性質，如冰的浮力、水的比熱容等，并探討其背后的科學原理。

-探索相變在科技中的應用：了解相變在制冷、食品加工、能源利用等領域的應用，激發學生對科學技術的興趣。

-交叉學科學習：結合物理、化學、生物等學科知識，探討相變現象在不同學科中的表現和應用。

-制作相變知識卡片：學生可以制作相變知識卡片，整理和總結相變的相關知識點，包括相變過程、能量變化、生活實例等。

-參觀科學展覽：組織學生參觀科學展覽，特別是與水、物質相變相關的展覽，增強學生的直觀感受和理解。

-撰寫相變現象研究報告：學生可以選擇一個特定的相變現象進行研究，撰寫研究報告，展示自己的探究過程和發現。

-參與科學競賽：鼓勵學生參加與相變相關的科學競賽，如科學實驗設計比賽、科學知識競賽等，提升學生的科學素養和創新能力。典型例題講解1.例題：一個冰塊的質量是200克，在0℃的條件下，完全融化成水需要吸收多少熱量？已知水的比熱容為4.18J/g·℃，冰的熔化熱為334J/g。

解答：首先計算冰塊完全融化成水所需的熱量：

\[Q=m\timesL_f\]

其中，\(m\)是冰塊的質量，\(L_f\)是冰的熔化熱。

\[Q=200\,\text{g}\times334\,\text{J/g}=66800\,\text{J}\]

所以，冰塊完全融化成水需要吸收66800焦耳的熱量。

2.例題：一杯水的質量是500克，溫度從20℃升高到100℃需要吸收多少熱量？已知水的比熱容為4.18J/g·℃。

解答：計算水升溫所需的熱量：

\[Q=m\timesc\times\DeltaT\]

其中，\(m\)是水的質量，\(c\)是水的比熱容，\(\DeltaT\)是溫度變化。

\[Q=500\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g·℃}\times(100℃-20℃)\]

\[Q=500\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g·℃}\times80℃\]

\[Q=167200\,\text{J}\]

所以，水從20℃升高到100℃需要吸收167200焦耳的熱量。

3.例題：一個質量為100克的鐵塊，從100℃降到室溫20℃需要放出多少熱量？已知鐵的比熱容為0.45J/g·℃。

解答：計算鐵塊降溫所需放出的熱量：

\[Q=m\timesc\times\DeltaT\]

\[Q=100\,\text{g}\times0.45\,\text{J/g·℃}\times(100℃-20℃)\]

\[Q=100\,\text{g}\times0.45\,\text{J/g·℃}\times80℃\]

\[Q=3600\,\text{J}\]

所以，鐵塊從100℃降到室溫20℃需要放出3600焦耳的熱量。

4.例題：一個質量為80克的銅塊，從室溫20℃加熱到100℃，需要吸收多少熱量？已知銅的比熱容為0.385J/g·℃。

解答：計算銅塊加熱所需的熱量：

\[Q=m\timesc\times\DeltaT\]

\[Q=80\,\text{g}\times0.385\,\text{J/g·℃}\times(100℃-20℃)\]

\[Q=80\,\text{g}\times0.385\,\text{J/g·℃}\times80℃\]

\[Q=2464\,\text{J}\]

所以，銅塊從室溫20℃加熱到100℃需要吸收2464焦耳的熱量。

5.例題：一個質量為120克的鋁塊，從室溫20℃加熱到80℃，然后放入一個裝有100克水的容器中，水的初始溫度為20℃。假設沒有熱量損失，求最終水的溫度是多少？已知鋁的比熱容為0.897J/g·℃，水的比熱容為4.18J/g·℃。

解答：首先計算鋁塊加熱所需的熱量：

\[Q_{\text{鋁}}=m_{\text{鋁}}\timesc_{\text{鋁}}\times\DeltaT_{\text{鋁}}\]

\[Q_{\text{鋁}}=120\,\text{g}\times0.897\,\text{J/g·℃}\times(80℃-20℃)\]

\[Q_{\text{鋁}}=120\,\text{g}\times0.897\,\text{J/g·℃}\times60℃\]

\[Q_{\text{鋁}}=6584\,\text{J}\]

然后計算水吸收熱量后的溫度變化：

\[Q_{\text{水}}=m_{\text{水}}\timesc_{\text{水}}\times\DeltaT_{\text{水}}\]

\[Q_{\text{水}}=100\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g·℃}\times\DeltaT_{\text{水}}\]

由于沒有熱量損失，鋁塊放出的熱量等于水吸收的熱量：

\[Q_{\text{鋁}}=Q_{\text{水}}\]

\[6584\,\text{J}=100\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g·℃}\times\DeltaT_{\text{水}}\]

\[\DeltaT_{\text{水}}=\frac{6584\,\text{J}}{100\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g·℃}}\]

\[\DeltaT_{\text{水}}=15.8℃\]

最終水的溫度：

\[T_{\text{最終}}=T_{\text{初始}}+\DeltaT_{\text{水}}\]

\[T_{\text{最終}}=20℃+15.8℃\]

\[T_{\text{最終}}=35.8℃\]

所以，最終水的溫度是35.8℃。板書設計①本文重點知識點：

-水的相變過程：固態（冰）→液態（水）→氣態（水蒸氣）

-相變過程中的能量變化：吸熱或放熱

-水的比熱容：4.18J/g·℃

-冰的熔化熱：334J/g

②關鍵詞句：

-“相變”是指物質從一種狀態轉變為另一種狀態的過程。

-“熔化”是指固態物質轉變為液態物質的過程。

-“凝固”是指液態物質轉變為固態物質的過程。

-“汽化”是指液態物質轉變為氣態物質的過程。

-“液化”是指氣態物質轉變為