4.20《水结冰与冰熔化》教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台 新青岛版三上科学第三单元第20课《水结冰与冰熔化》教学设计 一、活动主题 冰火奇缘———破解水的固态变形术 （单元大情景：实验室接到"冰晶魔法"案件，需探究水如何变身为冰，冰又如何回归水的秘密） 二、课程标准依据 《义务教育科学课程标准（2022年版）》核心概念2.1： "3~4年级学生能描述水结冰和冰熔化的现象，知道温度变化是状态改变的关键条件" 三、教材分析 1.内容定位：青岛版三年级上册P57-60，单元综合应用课 2.知识进阶： 3.跨学科融合点： （1）物理：体积膨胀原理 （2）工程：古代冰窖技术 （3）艺术：冰雕艺术中的科学 四、教学目标 科学观念 知道水在0℃结冰，冰在0℃以上熔化；理解结冰时体积膨胀的特性 科学思维 通过对比实验建立"温度-状态"关系模型，预测不同环境下的物态变化 探究实践 设计冰晶生长观测实验，测量结冰前后体积变化 态度责任 感悟"冰冻三尺非一日之寒"的坚持精神，培养实验安全意识 五、教学重难点 1.重点：验证水结冰的温度临界点（0℃） 2.难点：理解结冰膨胀原理（氢键作用） 3.突破策略：采用"现象-矛盾-本质"探究链： （1）观察结冰膨胀现象（塑料瓶冻裂） （2）测量结冰前后体积变化（量筒实验） （3）分子模型解释膨胀原理（氢键形成） 六、教学准备 1.教师： （1）冷冻实验套件（带刻度塑料瓶/保温箱/电子温度计） （2）冰晶观测盒（放大镜+冷光源） （3）古代冰窖复原图 2.学生：4人小组（角色：冷冻师/测量员/记录员/安全员） 3.数字资源： （1）水分子结冰动画（氢键形成六边形结构） （2）哈尔滨冰雪节纪录片片段 七、教学过程 ▌ 导入：冰晶谜案 教师： "警报！实验室矿泉水瓶深夜自爆！（展示冻裂的塑料瓶） 这起'冰晶魔法案'留下三大线索： （1）变形密码：液态→固态 （2）膨胀谜题：体积增大10% （3）温度密钥：0℃临界点 请领取'破冰三件套'： （1）冷冻魔盒（保温箱） （2）体积侦探（量筒） （3）冰晶放大镜" 学生活动： （1）触摸冰水混合物感受0℃环境 （3）填写《任务单》假设卡："我认为水结冰需要_____" 设计理念：制造认知冲突（瓶子冻裂），激发探究欲望 ▌ 新授：破解变形术 ■ 任务1：临界点追捕（温度实验） 教师： "第一组布置'温度陷阱'！ 将标记水位线的三瓶水放入： A区：急冻箱（-18℃） B区：冰水浴（0℃） C区：冷藏箱（4℃） 每10分钟记录状态变化！" 学生活动： （1）冷冻师操作温度装置 （2）测量员用电子秤监测质量变化（验证质量守恒） （3）填写《学习任务单1》状态变化表 ■ 任务2：膨胀之谜（体积测量） 教师： "看神奇变身！（播放结冰膨胀动画） 水分子在0℃以下会： （1）排列成_____形晶格 （2）分子间距_____（增大/减小） 导致总体积_____！" 学生活动： （1）测量结冰前后水位变化（量筒排水法） （2）计算膨胀率：（冰体积-水体积）/水体积×100% ■ 任务3：融冰救援（工程应用） 教师： "遇到冰冻灾害怎么办？设计'快速融冰方案'： 方案A：撒盐破冰（降低冰点） 方案B：加热融冰（提供热量）" 学生活动： （1）对比食盐/白糖/沙子融冰速度 （2）设计校园融冰车模型 ▌ 升华：冰雪智慧 教师： "古人用智慧征服冰雪！（展示《周礼》冰窖记载） 他们冬季采冰存入地窖，夏季用于防腐保鲜，比欧洲早2000年！ 今天，我们继承这种'化害为利'的智慧——— 请创作'冰火平衡宣言'： 第一句：敬畏自然（例：'零度是水的变身开关'） 第二句：巧用科学（例：'膨胀力可碎岩石'） 第三句：安全警示（例：'冰冻饮料勿满瓶'）" 学生活动： （1）小组创作三句宣言并签名 （2）将宣言制成警示牌悬挂实验室 设计理念：从古代科技智慧到现代安全意识，培养民族自豪感 八、作业设计 创意实践工单 基础作业 绘制水结冰体 ... ...