優(yōu)秀七年級科學(xué)教學(xué)案例分析 熔化和凝固實驗的意外收獲
熔化和凝固實驗的意外收獲
一、案例背景
突出以科學(xué)實驗探究為核心的教學(xué)是新課程的重要特征。一直以來，我在教學(xué)實際中也都盡量以實驗為基礎(chǔ)，讓學(xué)生在實驗操作中掌握知識，提高動手、觀察、分析等能力。但去年七年級的一次探究活動，自我感覺很有心得。
在上七年級上冊第四章《熔化和凝固》這一節(jié)課時，我講了熔化和凝固的概念后開始演示硫代硫酸鈉（海波）和松香的熔化實驗，因為考慮到上課時間較為緊迫，所以沒有演示凝固過程，直接講述硫代硫酸鈉凝固的特點。課后，我和學(xué)生在整理實驗器材時發(fā)現(xiàn)放在燒杯中試管里的硫代硫酸鈉并沒有凝固，還處于液態(tài)，試管傾斜時液體還在流動，而放在試管內(nèi)的溫度計卻顯示為180C，大大低于硫代硫酸鈉的熔點480C。
為什么晶體的溫度降到凝固點以下仍然不會凝固呢？是溫度計的讀數(shù)有誤還是硫代硫酸鈉有問題？在此同時我振動試管，忽然發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)壁的硫代硫酸鈉出現(xiàn)了凝固現(xiàn)象而溫度計的示數(shù)快速上升，一直到480C后保持不變，試著用手觸摸試管壁覺得原來冰冷的試管壁變得有點燙手了。這是為什么呢？難道硫代硫酸鈉的熔點和凝固點是不同的？一大群學(xué)生圍著我一個勁問我為什么，我一下子也答不出原因，所以告訴學(xué)生我回去尋找答案后再給他們解釋。課后我在網(wǎng)上查找了一些資料，然后決定與學(xué)生們一起進行科學(xué)實驗探究，用實驗來解釋這一現(xiàn)象。
二、案例過程：
1、創(chuàng)設(shè)情景，提出問題
利用中午管理時間我對全班學(xué)生描述了上節(jié)課的情景；把學(xué)生分成四大組（考慮到實驗室的器材不足），每組由3個4人討論小組組成，設(shè)立小組長和大組長。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)情景提出問題：為什么海波溫度降到凝固點以下還不凝固？
2、建立猜想和假設(shè)
引導(dǎo)學(xué)生進行猜想，每組認(rèn)為最好的猜想進行展示討論。根據(jù)學(xué)生的猜想和假設(shè)歸納為：（1）可能是藥品拿錯了或不夠純。（2）可能物質(zhì)凝固也像水汽凝結(jié)一樣需要凝結(jié)核（學(xué)生從課外書上看到降水需要塵埃）。（3）可能是海波的凝固點和熔點不同。（4）可能凝固需要攪拌或振蕩。
3、制訂計劃，設(shè)計實驗方案
要求學(xué)生以組為單位，每組給定一個猜想和假設(shè)，根據(jù)本組的猜想和假設(shè)制訂合理的計劃，設(shè)計實驗方案，寫出所需要的實驗器材和物品。由組長對各討論小組的意見匯總，利用課間對各組的實驗方案和實驗步驟進行指導(dǎo)；重點指出要設(shè)置對照組和實驗組，控制好變量。
4、進行實驗，獲取事實和證據(jù)
按學(xué)生設(shè)計的實驗方案，第二天下午第三節(jié)（考慮到可能一節(jié)課時間不夠可以順移到第四節(jié)課外活動時間里）在實驗室分四組，組內(nèi)分工協(xié)助，按書七上第四章圖4—2熔化裝置進行實驗。
學(xué)生記錄的部分內(nèi)容：（1）溫度升高到480C時海波開始熔化；熔化結(jié)束后溫度開始上升，上升到600C停止加熱，靜置在冷水中讓它冷卻，降溫到480C無凝固現(xiàn)象，降溫到250C無凝固，降到190C仍無凝固現(xiàn)象（當(dāng)時氣溫約140C，水溫約180C）。把裝有海波的試管從燒杯中取出，攪拌或振蕩海波都快速發(fā)生凝固，溫度計的讀數(shù)上升到480C，試管壁變燙。（2）投入小石塊，海波較快地凝固。（3）放在冷水中加快冷卻也不會凝固。（4）不純的海波（加小量的細沙）的熔點發(fā)生變化，易凝固。
5、分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論
各組記錄的實驗數(shù)據(jù)由各組長向全班介紹，組織學(xué)生討論，攪拌、振蕩和加入細沙、小石塊是一樣的，都為海波提供了凝結(jié)核。得出結(jié)論：海波凝固需要凝結(jié)核。
6、合作與交流
讓學(xué)生帶著海波溫度降低到凝固點以下且需要凝結(jié)核才會凝固并放出大量熱量的現(xiàn)象，在課后查閱資料討論這種現(xiàn)象在實際生活中有什么利用。第二天，各小組匯總：（1）設(shè)想，把海波摻在水泥中制成地板或墻體，在晝夜溫差變化大的地區(qū)使用這種建筑材料，可以氣溫高時熔化，溫度降低到很低時凝固放熱，起到調(diào)節(jié)室溫的作用。（2）設(shè)想，把海波放入電熱暖手壺中，通電海波熔化，想用時只需捏暖手壺，凝固放熱可以使溫度維持在480C。
案例分析：
通過這次活動，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣有了明顯的提高，同時對科學(xué)實驗探究的成就感也了明顯增強，特別是對科學(xué)探究提出問題、建立猜想、設(shè)計實驗方案、得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，不再是扭扭捏捏，表述也更加完整。
一、選取一個好的探究題材是有效探究的基礎(chǔ)。
常言道“巧婦難為無米之炊”，好的探究題材就是科學(xué)探究中的“米”，有結(jié)構(gòu)的題材就是優(yōu)質(zhì)的“米”。我們要善于發(fā)現(xiàn)生活中的一些好題材，探究并不是一定要局限于書本，然后照本宣科。在本案例中，題材選用了課堂上學(xué)生的偶然發(fā)現(xiàn)，而且此案例探究的步驟完整并具有一定的實際運用價值。通過這個探究學(xué)生也敢對書本上的知識提出質(zhì)疑，從而引伸到對生活中的現(xiàn)象敢于質(zhì)疑，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。
二、使每一個學(xué)生都能參與到探究中去。
傳統(tǒng)的教學(xué)是以教師為中心；而新課程是以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，從而提高了學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，更能滿足他們的好奇心。由于這個探究是學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題，而且發(fā)現(xiàn)書本和老師都無法給予完整的解釋，所以學(xué)生的興趣很濃，熱情很高，這也是成功的`一個基礎(chǔ)。通過這次的活動使學(xué)生對探究的熱情提高了，發(fā)言的自信心增加了，進而發(fā)展為對科學(xué)學(xué)習(xí)興趣的提高。
實驗過程中看似放任自由，其實是在教師有目的的指導(dǎo)下，全班學(xué)生采用科學(xué)的方法完成探究任務(wù)。這個探究各組學(xué)生都有很多猜想，通過老師組織討論，集中到四個問題并分給四個小組，最后再合作交流共享成果。在實驗方案的設(shè)計上主要引導(dǎo)學(xué)生要采用控制變量法，通過作比較得出合理的結(jié)論。雖然這次探究由于器材等原因使實驗組數(shù)太少，不能使學(xué)生都參與動手，但學(xué)生都積極參加整個探究過程。這個案例中每位學(xué)生都積極參與小組的討論并發(fā)揮了個人特長，培養(yǎng)了合作意識和合作技巧。
三、科學(xué)的方法、充分的時間是有效探究的保證。
這個探究大約需要四個課時的時間（其中兩個課時都放在課后，學(xué)生自己討論查找資料），不像平時只在黑板上提提問題、講講過程、答答結(jié)論。讓學(xué)生自己去設(shè)計實驗方案，記錄實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，這對于七年級的學(xué)生是有一定的難度的，因此要給學(xué)生充分的時間，不讓學(xué)生淺嘗輒止，將探究流于形式。
雖然學(xué)生把我提供的海波拿回家制作好電熱燙手壺和水泥磚的效果并不好，但科學(xué)探究的過程中學(xué)生是積極的，主動的，而且在這個探究過程中，把學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)延伸到了課外。學(xué)生得出結(jié)論后，通過交流和討論，還能像科學(xué)家和發(fā)明家一樣把結(jié)論應(yīng)用與實際，使這次探究又有了意想之外的收獲。
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