优秀七年级科学教学案例分析 熔化和凝固实验的意外收获

熔化和凝固实验的意外收获
一、案例背景
突出以科学实验探究为核心的教学是新课程的重要特征。一直以来，我在教学实际中也都尽量以实验为基础，让学生在实验操作中掌握知识，提高动手、观察、分析等能力。但去年七年级的一次探究活动，自我感觉很有心得。
在上七年级上册第四章《熔化和凝固》这一节课时，我讲了熔化和凝固的概念后开始演示硫代硫酸钠（海波）和松香的熔化实验，因为考虑到上课时间较为紧迫，所以没有演示凝固过程，直接讲述硫代硫酸钠凝固的特点。课后，我和学生在整理实验器材时发现放在烧杯中试管里的硫代硫酸钠并没有凝固，还处于液态，试管倾斜时液体还在流动，而放在试管内的温度计却显示为180C，大大低于硫代硫酸钠的熔点480C。
为什么晶体的温度降到凝固点以下仍然不会凝固呢？是温度计的读数有误还是硫代硫酸钠有问题？在此同时我振动试管，忽然发现试管内壁的硫代硫酸钠出现了凝固现象而温度计的示数快速上升，一直到480C后保持不变，试着用手触摸试管壁觉得原来冰冷的试管壁变得有点烫手了。这是为什么呢？难道硫代硫酸钠的熔点和凝固点是不同的？一大群学生围着我一个劲问我为什么，我一下子也答不出原因，所以告诉学生我回去寻找答案后再给他们解释。课后我在网上查找了一些资料，然后决定与学生们一起进行科学实验探究，用实验来解释这一现象。
二、案例过程：
1、创设情景，提出问题
利用中午管理时间我对全班学生描述了上节课的情景；把学生分成四大组（考虑到实验室的器材不足），每组由3个4人讨论小组组成，设立小组长和大组长。引导学生根据情景提出问题：为什么海波温度降到凝固点以下还不凝固？
2、建立猜想和假设
引导学生进行猜想，每组认为最好的猜想进行展示讨论。根据学生的猜想和假设归纳为：（1）可能是药品拿错了或不够纯。（2）可能物质凝固也像水汽凝结一样需要凝结核（学生从课外书上看到降水需要尘埃）。（3）可能是海波的凝固点和熔点不同。（4）可能凝固需要搅拌或振荡。
3、制订计划，设计实验方案
要求学生以组为单位，每组给定一个猜想和假设，根据本组的猜想和假设制订合理的计划，设计实验方案，写出所需要的实验器材和物品。由组长对各讨论小组的意见汇总，利用课间对各组的实验方案和实验步骤进行指导；重点指出要设置对照组和实验组，控制好变量。
4、进行实验，获取事实和证据
按学生设计的实验方案，第二天下午第三节（考虑到可能一节课时间不够可以顺移到第四节课外活动时间里）在实验室分四组，组内分工协助，按书七上第四章图4-2熔化装置进行实验。
学生记录的部分内容：（1）温度升高到480C时海波开始熔化；熔化结束后温度开始上升，上升到600C停止加热，静置在冷水中让它冷却，降温到480C无凝固现象，降温到250C无凝固，降到190C仍无凝固现象（当时气温约140C，水温约180C）。把装有海波的试管从烧杯中取出，搅拌或振荡海波都快速发生凝固，温度计的读数上升到480C，试管壁变烫。（2）投入小石块，海波较快地凝固。（3）放在冷水中加快冷却也不会凝固。（4）不纯的海波（加小量的细沙）的熔点发生变化，易凝固。
5、分析实验现象得出结论
各组记录的实验数据由各组长向全班介绍，组织学生讨论，搅拌、振荡和加入细沙、小石块是一样的，都为海波提供了凝结核。得出结论：海波凝固需要凝结核。
6、合作与交流
让学生带着海波温度降低到凝固点以下且需要凝结核才会凝固并放出大量热量的现象，在课后查阅资料讨论这种现象在实际生活中有什么利用。第二天，各小组汇总：（1）设想，把海波掺在水泥中制成地板或墙体，在昼夜温差变化大的地区使用这种建筑材料，可以气温高时熔化，温度降低到很低时凝固放热，起到调节室温的作用。（2）设想，把海波放入电热暖手壶中，通电海波熔化，想用时只需捏暖手壶，凝固放热可以使温度维持在480C。
案例分析：
通过这次活动，学生学习科学的兴趣有了明显的提高，同时对科学实验探究的成就感也了明显增强，特别是对科学探究提出问题、建立猜想、设计实验方案、得出结论等环节，不再是扭扭捏捏，表述也更加完整。
一、选取一个好的探究题材是有效探究的基础。
常言道“巧妇难为无米之炊”，好的探究题材就是科学探究中的“米”，有结构的题材就是优质的“米”。我们要善于发现生活中的一些好题材，探究并不是一定要局限于书本，然后照本宣科。在本案例中，题材选用了课堂上学生的偶然发现，而且此案例探究的步骤完整并具有一定的实际运用价值。通过这个探究学生也敢对书本上的知识提出质疑，从而引伸到对生活中的现象敢于质疑，从而培养学生的科学探究精神。
二、使每一个学生都能参与到探究中去。
传统的教学是以教师为中心；而新课程是以学生为主体，教师为主导，从而提高了学生的积极性、创造性，更能满足他们的好奇心。由于这个探究是学生自己发现问题，而且发现书本和老师都无法给予完整的解释，所以学生的兴趣很浓，热情很高，这也是成功的一个基础。通过这次的活动使学生对探究的热情提高了，发言的自信心增加了，进而发展为对科学学习兴趣的提高。
实验过程中看似放任自由，其实是在教师有目的的指导下，全班学生采用科学的方法完成探究任务。这个探究各组学生都有很多猜想，通过老师组织讨论，集中到四个问题并分给四个小组，最后再合作交流共享成果。在实验方案的设计上主要引导学生要采用控制变量法，通过作比较得出合理的结论。虽然这次探究由于器材等原因使实验组数太少，不能使学生都参与动手，但学生都积极参加整个探究过程。这个案例中每位学生都积极参与小组的讨论并发挥了个人特长，培养了合作意识和合作技巧。
三、科学的方法、充分的时间是有效探究的保证。
这个探究大约需要四个课时的时间（其中两个课时都放在课后，学生自己讨论查找资料），不像平时只在黑板上提提问题、讲讲过程、答答结论。让学生自己去设计实验方案，记录实验现象得出结论，这对于七年级的学生是有一定的难度的，因此要给学生充分的时间，不让学生浅尝辄止，将探究流于形式。
虽然学生把我提供的海波拿回家制作好电热烫手壶和水泥砖的效果并不好，但科学探究的过程中学生是积极的，主动的，而且在这个探究过程中，把学生科学素养的培养延伸到了课外。学生得出结论后，通过交流和讨论，还能像科学家和发明家一样把结论应用与实际，使这次探究又有了意想之外的收获。
 

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