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温度与水的变化

温度与水的变化

一、单元教材分析

自然界的物质一般都有固态、液态和气态三种存在状态，随着温度或外界压强的变化，物质可能从一种状态变为另一种状态。

本单元主要以水为例（水是学生最为熟悉的物质），引导学生探究温度和物质状态变化之间的关系。

通过观察水的各种状态（固态、液态和气态），集中研究水在融化、蒸发和凝结过程中发生的变化，帮助学生初步建立起“物质是不断变化的”认识，同时，通过对水的三态循环的观察和感知，帮助学生初步建立自然界“物质循环”的概念。

二、单元教学目标

科学概念

1.物体的冷热程度，我们称为温度，物体的温度可以用温度计进行测量。

2.对一个物体来说，物体失去热量，温度下降;物体获得热量，温度上升。

通过测量一个物体的温度变化可以知道这个物体失去热量还是获得热量。

3.水在自然界有液态、固态、气态三种存在状态，水的状态变化与热量有关。

4.水的三种状态之间可以互相转化，这使水在自然界中产生了循环运动。

过程与方法

1.观察温度计的构造，使用温度计测量水、空气等物体的温度。

2.观察水在结冰和融化过程中温度及状态的变化。

3.观察水在蒸发、凝结过程中温度及状态的变化。

4.以“玻璃杯壁上的水珠”为探究内容，经历“观察现象一提出问题一做出假设（解释）一分析、检验假设一寻求新的证据一做出新的假设……”的过程，完成相对完整的科学探究活动

5.对“水是否可以在气态和固态之间转化”进行验证。

6.对水的各种状态之间是如何发生变化的进行分析整理和概括。

情感态度价值观

1.在观测、记录过程中始终保持认真、细致的态度。

2.初步认识到观测数据（证据）对科学研究的意义和价值。

3.初步认同物质是不断变化的观念。

4.初步建立物质不灭（循环）的认识。

三、单元教学重点、难点及教法

教学重点：

1.物体的冷热程度，我们称为温度，物体的温度可以用温度计进行测量。

2.对一个物体来说，物体失去热量，温度下降;物体获得热量，温度上升。

通过测量一个物体的温度变化可以知道这个物体失去热量还是获得热量。

3.水在自然界有液态、固态、气态三种存在状态，水的状态变化与热量有关。

4.水的三种状态之间可以互相转化，这使水在自然界中产生了循环运动。

教学难点：

1.以“玻璃杯壁上的水珠”为探究内容，经历“观察现象一提出问题一做出假设（解释）一分析、检验假设一寻求新的证据一做出新的假设……”的过程，完成相对完整的科学探究活动。

2.对“水是否可以在气态和固态之间转化”进行验证。

3.对水的各种状态之间是如何发生变化的进行分析整理和概括。

教学方法：

指导实验设计、讲解法、实验法、观察法、讨论法。

四、单元教学内容

温度和温度计

测量水的温度

水结冰了

冰融化了

水珠从哪了来

水和水蒸气

水的三态变化

1、温度和温度计

【教学目标】

科学概念：

1、温度表示物体的冷热程度，物体的温度可以用温度计测量。

2、常用液体温度计是利用玻璃管内的液注随温度变化而上升和下降来测量温度的。

过程与方法：

1、观察和研究作为测量工具的常用液体温度计的主要构造。

2、识读温度计（模型）刻度上的数字，并把刻度上的数字与更热或更冷的温度联系起来。

情感、态度、价值观：

理解测量工具使用规定的意义，并愿意遵守这些规定。

【教学重点】摄氏温度的读与写。

【教学难点】识读零下温度。

【教学准备】

小组：

体温计

（1）、气温计

（1）、水温计（刻度范围-20℃——110℃）

（2）

全班：

自制温度计模型（刻度范围在-20℃——110℃）

【教学过程】

一、比较水的温度

1、引入：

同学们，在生活中用手触摸过冷水和热水吗？

有什么感觉？

2、出示冷热不同的两杯水，请学生用手触摸感知哪一杯温度高，哪一杯温度低，回答后指导：

温度是感知物体的冷热程度的。

板书：

温度  

讲述：

温度的单位通常用摄氏度（℃）来表示，我们可以通过皮肤等触觉器官感知、比较物体的冷热情况。

3、师：

我们再来感知一下，每个小组的桌上有四杯水。

大家一起安静的来完成下列活动：

先把左手手指、右手手指同时分别插入1号杯和4号杯，比较它们的冷热，然后马上将左手手指、右手手指同时分别插入2号杯和3号杯，比较它们的冷热。

4、汇报。

（预设：

4号杯的水热，1号杯的水冷；3号杯的水比2号杯的水冷。

）

5、师：

我们再来一次，这次的要求是先把左手手指、右手手指同时分别插入2号杯和3号杯，比较它们的冷热，然后马上将左手手指、右手手指同时分别插入1号杯和4号杯，比较他们的冷热。

6、师：

同样的四杯水，由于实验顺序不同，手指获得的感觉是不同的，那有什么办法可以准确地知道物体的冷热程度呢？

板书：

温度计

二、观察温度计

  1、出示温度计，我们要正确使用温度计，首先必须要认识这个温度计，了解它有哪几个部分组成？

  2、分发温度计，提示：

先想一想你准备怎么观察温度计，然后仔细观察。

观察时注意温度计要小心拿放，谨防破裂。

如果温度计的管子劈裂，请立即告诉老师。

  3、学生观察温度计的构造、刻度、标记、数字等内容，教师巡视。

4、汇报交流。

出示：

“使用温度计前需要看清楚的问题（教材上P43的3个）”，这三个问题你们都解决了吗？

如果没有，再观察一次。

5、学生对照问题，检查自己是否都解决了。

再观察。

6、用手捂住温度计的玻璃泡，观察温度计产生的变化。

放开手等一会儿再观察。

汇报交流。

（预设：

手捂住温度计的玻璃泡，液面上升，放开后一会，液面下降。

）

三、摄氏温度的读和写

1、师:

出个题目考考你：

“25℃”，你会读吗？

（学生试读）

2、师：

广播、电视中的天气预报员是怎样预报天气的？

例：

“28摄氏度”怎么写？

“零下8摄氏度”怎么写？

 （学生读一读，写一写。

）师：

我们再来试一下，出示：

0℃  37℃  —5℃  —10℃  

  3、出示自制模型温度计，然后教师设置温度，请同学读或者写，巩固。

同时强调：

零下温度自0℃往下，数字越大，表示温度越低.

四、读出温度计指示的温度

1、现在请每个同学观察自己温度计上的液面，并记录。

2、交流：

结果是否一样？

如果不一样，那什么会不同呢？

（参考P44图）

（预设：

可能出现这种情况的原因有这样几种：

俯视、仰视；从嘴里呼出的热气。

）

师生讨论，并明白：

观测温度时，视线与温度计液面应持平；要尽可能消除各种影响测定温度准确性的不利因素。

五、拓展

1、师：

通过这节课，你有什么收获吗？

  2、师：

课后考虑一下如何用温度计来测量水的温度。

教后记：

2、测量水的温度

【教学目标】

科学概念

1、根据不同的测量范围和使用需要，人们设计制作了不同的温度计。

测量物体温度时要根据不同测量对象，选择合适的温度计。

2、对一个物体来说，物体失去热量，温度下降，物体获得热量，温度上升。

通过测量一个物体的温度变化可以知道这个物体失去热量还是获得热量。

过程与方法：

1、观察不同温度计的测量范围，选择合适的温度计（刻度范围在-20℃——110℃）用于测量水的温度。

2、间隔相同时间连续测量和记录4杯不同冷热的水的温度。

情感、态度、价值观：

培养在观测、记录的过程中始终保持认真、细致的态度。

【教学重点】测量水温的步骤、方法。

【教学难点】间隔相同时间连续测量水的温度

【教学准备】

小组：

4杯不同冷热的水（自来水、温水、热水、热水瓶里刚倒出的烫水），4支水温计（刻度范围在-20℃——110℃），水温测量记录表（参考书P46）

全班：

其他各种式样、不同用途的温度计若干（气温计、体温计、高温计等）

【教学过程】

  一、测量水温的方法

1、师：

通过上节课的学习，我们对温度计已经有了一定的了解和认识，今天这节课我们就用温度计来测量水的温度。

板书：

测量水的温度

2、师：

书P45展示了一些温度计（气温计、数字温度计、体温计等），你还知道哪些温度计呢？

3、师：

要测量水的温度，我们必须要有合适的温度计，该选择怎么样的呢？

4、学生讨论交流后师小结：

一般来说，液体水的温度会在0℃——100℃之间，所以，要测量水的温度，需要选择测量值在0℃——100℃范围的温度计。

5、师：

有了合适的温度计之后，我们可以直接测了吗？

我们要如何来测量水温呢？

请大家一起来看一下P45的插图和方法。

（学生阅读）

6、师生共同明确方法。

教师边讲解边演示：

（1）手拿温度计的上端。

（2）将温度计下端浸入水中，不能碰到容器的底与壁。

（3）视线与温度计液面持平。

（4）在液注不再上升或下降时读数。

（5）读数时温度计不能离开被测的水。

  介绍完了之后，请学生想想为什么要这样操作，如果不按照这样的要求操作，会出现什么情况？

二、测量水的温度

1、师：

清楚了测量的方法之后，我们就要来实际操作一下，比一比哪个小朋友学得最快。

老师为每个小组都准备了四杯水，1号杯内装的是自来水，2号杯内装的是温水、3号杯内装的是烫手的热水，4号杯内装的是刚从热水瓶里倒出的热水。

我们来比一下哪个小组测量的温度既快又方法准确，及时记录在P46的表格中，同时要小心热水烫手。

开始吧。

水温的测量记录

自来水的温度

温水的温度

烫手的热水的温度

刚从热水瓶里倒出的热水

2、学生测量后汇报。

  讨论：

这些差异是由什么原因引起的？

（如果是由于测量方法错误引起的，教师再做适当讲解。

）

  3、师：

我们再来测量一下，现在要求每隔2分钟测量一次，把测量结果记录在P47，在等的过程中思考：

这些水的温度会有变化吗？

估计会怎样变化？

4、小组测量，教师指导。

连续测量10分钟内水温变化的记录表

0分钟

2分钟

4分钟

6分钟

8分钟

10分钟

……

自来水的温度

温水的温度

烫手的热水的温度

刚从热水瓶里倒出的热水

5、汇报交流。

师：

从这些数据中你有什么发现吗？

（预设：

随着时间的变化，2、3、4号杯里的温度都在下降，4号杯里的下降的最快，1号杯里的温度变化不大。

）也就是水在自然降温时的一般规律是：

温差越大，降温幅度越大。

水温越高，温度下降得越快。

自来水的温度与周围空气的温度相同，所以，水温在短时间内几乎不发生变化。

6、带领学生阅读P47：

对一个物体来说，温度下降，说明物体的热量减少；温度上升，说明物体的热量增加。

三、推测水温的变化

1、师：

如果这四杯水再过10分钟，水温会发生怎么样的变化呢？

放一天呢？

温度还会变化吗？

水的温度会无限下降吗？

  （预设：

当水的温度和周围空气的温度一样的时候，水温就不会下降了。

）

  2、师：

如果要让水的温度低于周围空气的温度可能吗？

有什么办法吗？

  3、师：

这个只是我们根据生活经验推测出来的，今天回家后去试验一下，看看是不是这样的.

教学后记：

3、水结冰了

【教学目标】

科学概念：

1、当环境温度低于0℃，水的温度下降到0℃时，水开始结冰，从液体状态变成了固体状态。

2、水在结冰过程中，要向周围放出热量。

过程与方法：

1、观察、记录冰的特征，并比较冰和水的相同与不同。

2、观察水结冰过程中的温度及其他变化。

情感、态度、价值观：

1、乐于在实验观察活动中保持认真、细致的态度。

2、初次感受、体现物质状态的变化。

【教学重点】观察冰的特点和水结冰过程中的温度变化

【教学难点】水为什么会结成冰

【教学准备】小组：

观察用冰块及盛放冰块的浅盘，保温杯1只、冰块1杯、试管1支、8毫升纯净水（或自来水）、水温计1支。

【教学过程】

  一、冰的观察

1、师：

同学们一定见过冰吧，能说一说冰是什么样子的吗？

2、师：

每个小组桌上放着冰，这是老师昨天把水在冰箱的冷冻槽中，今天取出来的一些冰，今天我们就来观察一下冰是怎么样的和水为什么结成冰了。

板书：

水结冰了

3、师：

接下来我们就来认真的观察冰，及时把冰的特点记录在P48的维恩图中，同时要注意手小心被冰冻坏。

4、学生观察后汇报交流。

5、水是我们上学期所探究过的，它的特点肯定还记得，我们把水和冰做一个比较，及时把结果记录在维恩图中。

  6、学生比较后汇报。

7、师：

大家一起来看一下这个维恩图，水和冰的相同点和不同点都展现在这里，水是液体，那么冰呢？

通过争论得出结论：

（1）冰是固体，因为冰具有固体的特点。

（2）水结成冰以后，形态发生了改变，从液体变成固体。

  二、水在什么温度时结冰

  1、师：

我们知道了把冰放在冰箱冷冻槽内里水会结冰，但水到底是在什么温度的时候会结冰呢？

我们一起来探究一下。

2、指导学生阅读书P49，然后请学生讲讲这个实验应该怎么做？

3、师：

清楚怎么做了吗？

请组长来领器材，同时主意轻声交流，仔细观察。

学生实验，教师巡视。

  3、汇报交流观察到的现象。

师：

现在你能回答水在什么温度时会结冰了吗？

是什么使水的状态发生了变化？

  4、师：

能解释冰箱里的水为什么会结冰了吗？

三、拓展

师：

通过这节课的学习，你有什么收获吗？

板书：

水（液态）      冰（固态）

4、冰融化了

【教学目标】

科学概念：

1、当环境温度高于0℃，冰的温度升至0℃时开始融化；冰在融化过程中，温度会长时间保持在0℃，直至完全融化成冰。

2、冰在融化过程中，要从周围吸收热量，热量是使水的状态发生变化的重要因素。

过程与方法：

1、观测并记录冰块融化过程中的温度和现象。

2、观测并记录冰块周围空气的温度变化。

3、设计、选择、应用一个快速融化成冰块的方法。

情感、态度、价值观：

1、养成在实验观察活动中保持认真、细致的态度，意识到细致的观察能获得更多的发现。

2、初次感受、体验物质状态变化的可逆性。

【教学重点】经历冰融化成水的过程中现象的观察

【教学难点】探究促进冰融化的因素

【教学准备】小组：

烧杯一只（内盛小半杯冰块），温度计4支，冰融化时温度记录表（参考书P50），冰融化时周围空气温度记录表，可封口的小塑料袋1只、冰块1块（要求每组的塑料袋、冰块的形状、大小规格一样）。

【教学过程】

  一、观察冰的融化

1、师：

上节课我们探究后得出了液态的水在0℃以下就会凝固成冰，那么固态的冰能够重新变成液态的水吗？

在什么条件下能够变成水呢？

2、学生根据已有生活经验做出预测。

3、师：

你们亲眼看到过冰的这个融化过程吗？

这节课让我们一起亲自来看一看。

板书：

冰融化了

师：

我们要怎么来观察呢？

请大家一起看书P50

4、学生介绍观察方法，师生共同补充。

5、师：

方法知道了之后，我们就来测量一下吧，同时记录冰块融化时的温度和周围空气的温度，每隔1分钟测一次，把数据记录在P50的表格中（可增加一个测量空气温度的表格）。

冰块融化时的温度记录

时间

1分钟

2分钟

3分钟

4分钟

5分钟

……

温度

冰融化时周围空气的温度记录表

时间

1分钟

2分钟

3分钟

4分钟

5分钟

……

盛放烧杯内空气温度

紧靠烧杯外壁空气温度

远离冰块处空气温度

6、汇报交流观察到的现象，然后根据这些现象总结。

二、加快冰的融化

1、师：

我们刚才观察了冰的融化过程，你有办法让冰融化的更快一点吗？

2、学生预测方法。

3、师：

接下来我们就来一个融化冰的比赛，比一比哪个小组融化冰的水平最高，每个小组先讨论下你们打算用哪种方法。

4、师：

方法都讨论好了吧，老师给每个小组准备了一块大小一样的冰，放在同一种透明的塑料袋中，要求塑料袋的袋口一定要保持密封。

一般只能改变一个变量，记录下冰完全融化的时间。

在比赛的过程中各小组也可以相互观察和监督。

5、学生实验后汇报交流。

（预设：

在冰融化的过程中，可以观察到塑料袋的外壁上有很多小水珠。

）

6、师：

通过刚才的观察，你能说说是什么使冰的状态发生了变化？

三、拓展

1、师：

通过本节课的学习，你有什么收获吗？

板书：

冰（固态）      水（液态）    

2、师：

在冰融化的过程中有什么新的问题出现吗？

（如水珠是从哪里来的？

）

教学后记：

5、水珠从哪里来

【教学目标】

科学概念：

水蒸气遇冷会凝结成水。

过程与方法：

1、观察到盛有冰块的玻璃杯外壁有许多小水珠，思考小水珠是从哪里来的，并尝试做出自己的解释。

2、根据已有的知识和经验分析、判断玻璃杯外壁上小水珠的来源。

3、通过实验和分析，探究玻璃杯外壁上小水珠的形成与杯内冰块的关系。

4、根据经验和获得的新证据，对小水珠的成因做出更多新的解释。

情感、态度、价值观：

初步认识到证据对验证假设的意义和价值。

【教学重点】经历水珠从哪里来的假设——分析——再假设的探究过程

【教学难点】探究玻璃杯外壁上小水珠的形成与杯内冰块的关系

【教学准备】小组：

3只大小、形状一样的玻璃杯（其中一杯装清水、一杯装冰块）。

【教学过程】

  一、水珠是从冰化成的水吗

1、师：

在上一节课中，我们发现在玻璃杯和塑料袋的外壁都出现了水珠。

（出示一个装好冰的玻璃杯，再现上节课的情景。

）这些小水珠是从哪里来的呢？

板书：

水珠从哪里来2、学生预测，解释只要符合逻辑，鼓励越多越好

（预设：

可能是从被子里渗出来的；冰化成水后从杯口满出来的；有可能是加冰的时候，冰块碰到了杯沿化成水流下来了；……）

3、师：

我们的生活中见到过类似的现象吗？

你能根据生活经验对这些解释分析一下吗?

师生共同分析所有提到的这些合理的解释。

通过这些分析和讨论，要引导学生认识到：

玻璃杯外壁上的小水珠，不是杯内的冰融化形成的。

  二、水珠的形成与冰有关系吗

1、师：

通过我们刚才的讨论和分析，觉得玻璃杯外壁上的小水珠，不是杯内的冰融化形成的水。

那么，水珠的形成与冰有关系吗？

你能设计实验证明一下吗?

2、学生讨论后形成共识：

做一组对比实验：

（出示：

三只同样的玻璃杯，其中一只杯里加满自来水，一只杯里什么也不加，另一只上加冰，静静地放在桌上。

隔几分钟观察两个玻璃杯外壁有没有出现水珠。

）

3、学生观察

师：

有什么发现吗？

这些现象说明了什么呢？

（预设：

这两只玻璃杯的外壁上都没有形成小水珠。

加满自来水的玻璃杯外壁没有出现小水珠，说明玻璃杯壁不渗水；空玻璃杯的外壁没有出现小水珠；而装满冰的玻璃杯外壁有许多小水珠，说明玻璃杯外壁上的小水珠与杯内的冰是有关系的。

）

4、师:

那么玻璃杯外壁上的小水珠与杯内的冰有什么关系呢？

学生猜测（预设：

水蒸气遇冷形成；可能涉及水蒸气、凝结、水汽等，这时也可以提问：

空气中有水蒸气吗？

水蒸气是从哪里来的？

水蒸气能变成水吗？

是什么使水蒸气的状态发生了变化？

等等）

5、师：

同学们提出了自己的见解，课后去查找一下资料，看看能否证明你自己的猜测，我们下节课再来研究。

教学后记：

6、水和水蒸气

【教学目标】

科学概念：

1、水变成水蒸气的过程叫蒸发，水蒸气变成水的过程叫凝结。

2、加热能加快水的蒸发。

过程与方法：

1、观察浅盘子中的水在阳光照射下会发生什么变化，同时结合生活中“水会干掉”的经验，讨论水的蒸发。

2、观察比较自然状态下和人工加热情况下水的蒸发现象的异同。

3、观察把一个大的玻璃杯倒扣在一个装满热水的小杯子上会出现什么现象。

情感、态度、价值观：

1、意识到细致的观察能获得更多的发现。

2、感受、体验物质变化的可逆性。

【教学重点】探究固态和气态的水之间可以相互转化和加快水蒸发的方法。

【教学难点】根据生活中的现象探究水的液态和气态之间的相互转化。

【教学准备】小组：

浅碟子1只、半碟清水、记号笔1支，大的透明玻璃杯1只、小杯子1只、1小杯热水。

【教学过程】

  一、水到哪里去了

1、师：

下雨之后我们常常都能看到地面上有些积水。

天晴了，这些积水就会很快干掉的，那么这些水到哪里去了呢？

2、学生推测。

师：

这些水去哪了呢？

我们一起来做个实验探究一下吧，如何做呢？

师：

在做的过程中需要注意些什么呢？

3、学生实验观察

师：

有什么发现吗？

师：

水既没有流出去，也没有渗入碟子中，它怎么会减少了呢?

指导学生看书P54看漫画和文字。

板书：

水（液态）      水蒸气（气态）    和课题：

水和水蒸气

4、师：

现在你能解释水洼里的水是怎么样干掉的吗？

试试用图画的方式把你的解释展示出来。

二、加热能加快水蒸发吗

1、师：

我们已经知道了水能够蒸发变成水蒸气，那你们有什么新的想了解的吗？

师：

对于其中的两个：

水在什么条件下会蒸发变成水蒸气？

什么情况下蒸发的更快些？

你有什么想法吗？

2、学生根据生活经验预测师：

我们今天先来研究其中的一个，水蒸发得快慢与周围的温度有关吗？

可以怎么研究呢？

小组讨论一下（可适当参考P55）。

学生讨论后汇报

师：

实验的时候要注意些什么呢？

3、学生实验，教师巡视指导。

师：

观察到什么现象吗？

  师：

从我们看到的现象里你有什么发现吗？

小结：

水蒸发的快慢与水吸收热的多少是有关系的，水在受热的情况下蒸发会加快。

三、空气中的水

1、师：

水会蒸发，在阳光照射下，河流和大海中的水一直在蒸发，因而空气中有很多看不见的水蒸气，那么如果不断的蒸发，河流和海里的水岂不是越来越少了啊，最终会没有，是这样的吗？

那是怎么回事呢？

师：

也就是说你们认为水蒸发到空气中之后又会通过下雨变成水，是这样吗？

你能证明一下吗？

学生讨论后汇报

师：

有什么发现吗？

师：

你能解释吗？

板书：

凝结

师：

现在你能解释上节课的问题了吗？

装满冰块的玻璃杯外壁上的小水珠是从哪里来的？

板书：

水蒸气（气态）      水（液态）

四、拓展

师：

我们对水研究了整整一个单元，你能课外总结一下吗？

下节课我们来交流。

教学后记：

7、水的三态变化

【教学目标】

科学概念：

1、水在自然界有各种形态——云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气……即水在自然界同时以液态、固态和气态存在。

2、水在自然界不断经历着三种状态的循环变化，促进水的三态变化的原因是温度的变化。

过程与方法：

1、回忆或观察水在自然界的各种形态——云、雾、雨、露、霜、雪、冰、水蒸气……讨论它们之间变化的原因和条件。

2、寻求水的气态和固态之间变化的证据，尝试自主设计水的气态和固态之间变化的观察实验活动。

3、分析水的各种状态之间变化的过程，整理概括水的三态变化规律。

4、思考有关自然界水的相关问题，并尝试用“水的三态循环”对这一现象做出解释。

情感、态度、价值观：

1、认识到观测数据（证据）对科学研究的意义和价值。

2、初步认同物质是不断变化的。

3、初步建立物质不灭的观点。

【教学重点】认识到水在自然界中的各种状态可以互相转变。