子主題二 紙包得住火嗎？（案例）

1、七彩教育網(wǎng) 教學(xué)資源分享平臺，無需注冊、無需登錄即可下載子主題二 紙包得住火嗎？（案例）認(rèn)識水沸騰過程中溫度保持不變；學(xué)習(xí)在水溫不斷升高的過程中定時讀取溫度計示數(shù)。通過觀察，認(rèn)識水的沸騰現(xiàn)象，理解沸點；通過實驗探究水被加熱直至沸騰過程中水的溫度變化的規(guī)律；通過圖象的方法分析數(shù)據(jù)，從而歸納概括水沸騰的溫度規(guī)律。初步了解通過觀察和實驗，可以認(rèn)識自然現(xiàn)象以及其中的規(guī)律性；在沸騰的實驗現(xiàn)象與猜想（前概念）相矛盾時，能接受科學(xué)事實；在實驗記錄和分析數(shù)據(jù)時，做到仔細(xì)、實事求是、相互合作。重點一：通過實驗發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識水的“沸點”。重點二：將水的溫度隨時間變化的關(guān)系用圖象表示，并通過這種圖象得出水的沸點。建議：

2、用圖象處理數(shù)據(jù)是科學(xué)研究中的一種重要的方法，學(xué)生在本課題學(xué)習(xí)中初次接觸這一方法，教師應(yīng)著重指導(dǎo)學(xué)生使用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)學(xué)生通過圖象研究物理規(guī)律。 難點一：器材的組裝是實驗操作的難點。建議：如何按實驗要求組裝并調(diào)節(jié)好實驗器材彼此間的相對位置，這些操作對學(xué)生有較大困難。但器材的組裝不是重點，教師應(yīng)提前做好實驗準(zhǔn)備，實驗中指導(dǎo)學(xué)生按照裝置圖組裝實驗器材就可以了，重點指導(dǎo)酒精燈外焰的使用。難點二：沸騰過程溫度不變與學(xué)生的猜想相矛盾，學(xué)生往往對自已的實驗結(jié)果表示懷疑。建議：教師要重視各小組之間的交流，用各組同學(xué)的實驗得到相同的特征，說明水沸騰時溫度保持不變具有普遍性，而不是儀器故障造成的偶然現(xiàn)

3、象，從而形成正確的觀念。 紙包得住火嗎？活動建議方案 活動任務(wù)設(shè)置情境，提出問題：水在沸騰時有什么特征？在教師指導(dǎo)下將問題具體明確化，引發(fā)猜想?；顒觾?nèi)容1. 指導(dǎo)學(xué)生完成用紙鍋燒水的實驗教師：折一個紙盒，提出問題，能用紙鍋燒水嗎？學(xué)生：討論發(fā)表自己對用紙鍋燒水的看法。教師：示范怎樣用紙鍋燒水。學(xué)生：進(jìn)行紙鍋燒水的實驗，觀察實驗現(xiàn)象。實驗參考課前準(zhǔn)備：1.用一張不易滲水的光滑的厚紙，按照右圖那樣折成一只小紙杯，杯中可以盛水而不至于漏出。另準(zhǔn)備鐵架臺和酒精燈。 2.紙杯中盛適量的水，放在酒精燈上加熱。 （注意不要讓火苗燒到水面以上的紙。） 3.過一會兒水就會沸騰，而紙不會燃燒?；顒咏M織方式學(xué)生在教

4、師指導(dǎo)下分組開展探究活動?；顒釉u價方式使用學(xué)習(xí)評價量規(guī)表指導(dǎo)學(xué)生自評和小組內(nèi)的互評，使每個學(xué)生在評價反思的過程中，逐步形成自我認(rèn)識、自我教育、自我提高的能力。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時間0.5課時?；顒尤蝿?wù)通過實驗探究水溫升高至沸騰的過程中，水的溫度的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)水的“沸點”?；顒觾?nèi)容1. 提出問題教師提出問題一：為了達(dá)到沸騰，需要對水加熱，使水的溫度升高，當(dāng)水沸騰時，它的溫度是否還會繼續(xù)再升高呢? 水沸騰前后溫度有哪些不同？學(xué)生活動：小組討論，提出各自的猜想和假設(shè)，并記錄下來。教師提出問題二：燒水時還有哪些因素會影響水的溫度變化呢？學(xué)生活動：經(jīng)過小組討論，提出各自的猜想和假設(shè)。說明：這兩個問題

5、都具有一定的開放性。學(xué)生容易錯誤地把燒水的快慢等同于溫度高低，但只要他們能夠進(jìn)行猜想并嘗試初步解釋，就應(yīng)予以肯定。教師應(yīng)鼓勵學(xué)生的發(fā)散性思維，而不應(yīng)簡單地否定學(xué)生的猜想。教師歸納提升學(xué)生的猜想。2. 制定實驗方案教師指導(dǎo)學(xué)生制定實驗方案。學(xué)生活動：有共同猜想的同學(xué)組成一個小組，討論實驗方案，設(shè)計實驗記錄表格，進(jìn)行分工。教師提出實驗的注意事項。注意事項1. 按照裝置圖組裝實驗器材；2. 調(diào)節(jié)好酒精燈與鐵圈石棉網(wǎng)的距離，使用酒精燈外焰加熱；3. 溫度計液泡位于液體中央，不要與容器接觸；4. 注意安全，防止?fàn)C傷。 實驗參考1.組裝實驗裝置。2.加熱燒杯中的水，觀察水中氣泡位置、大小等物態(tài)變化現(xiàn)象。3

6、.使用鐘表和溫度計進(jìn)行測量，從水溫達(dá)到70時開始每分鐘記錄一次溫度，直到水沸騰后在觀察5分鐘。4.獲取充足的關(guān)于實驗現(xiàn)象的數(shù)據(jù)。說明：器材的組裝是本探究活動的難點，但不是重點。教師在這個環(huán)節(jié)指導(dǎo)學(xué)生按照右圖的要求組裝實驗器材就可以了。用圖表處理數(shù)據(jù)是科學(xué)研究中的一種重要的方法，學(xué)生在此初次接觸這一方法，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計好記錄表格，注意定時觀察、記錄溫度計示數(shù)。記錄表格參考 時間/min0123456789溫度/          狀態(tài)     

7、;     活動組織方式有共同猜想的同學(xué)可以組成一個小組，分組討論，制定實驗探究方案。實驗中既要觀察水中氣泡位置、大小等物態(tài)變化現(xiàn)象，又要使用鐘表和溫度計讀數(shù)，每分鐘記錄一次溫度，建議34人為一組?；顒釉u價方式對參與態(tài)度進(jìn)行自評和組內(nèi)互評。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時間1課時?；顒尤蝿?wù)延伸學(xué)習(xí)?；顒觾?nèi)容1. 教師出示資料（可選擇以下任一學(xué)習(xí)卡）?？ㄆ唬ǖ?zé)嶂l(xiāng)騰沖）騰沖位于云南省西部，怒江以西，高黎貢山西坡，這里與緬甸為鄰，是我國要西南邊陲的一個邊防重慎。騰沖原來叫騰越，清代后期才改稱騰沖。境內(nèi)山川并列，盆地相間，山高谷深，植物茂密，自然景色壯麗多

8、姿。但是，騰沖是最著名的還是奇特而壯觀的火山和遍布全縣的熱泉。騰沖的氣泉、溫泉群共有80余處，平均每70平方公里就有一個泉群點，其中11個溫泉群，水溫高達(dá)90。騰沖是云南省泉群分布最多，密度最大的縣。騰沖的泉群不僅數(shù)目多而且類型復(fù)雜齊全，為國內(nèi)罕見，有高溫沸泉、熱泉、溫泉、地?zé)嵴魵?、噴泉、巨泉、低溫碳酸泉、毒氣泉、冒氣地面等等，種類繁多，簡直像一座地?zé)嶙匀徊┪镳^。高溫沸泉溫度均在95以上，高出當(dāng)?shù)胤悬c，泉水翻騰滾動不息，被當(dāng)?shù)厝私袨椤皾L鍋”。噴泉：高溫高壓的水和熱蒸氣從圓形小孔中噴射而出，高出一米多，再紛紛撒落下來，如禮花四射?？h城南新華區(qū)太和鄉(xiāng)硝塘卜高河床中的噴泉，長達(dá)半公里，時有時無。涌沸

9、泉隆隆有聲，水柱可迸出一人多高。 卡片二（不燙手的“開水”）“開水”常常與“燙手”聯(lián)系在一起，這是由于在通常情況下開水的溫度高達(dá)100，遠(yuǎn)比皮膚的溫度高。但是，當(dāng)你在高山上燒水時，明明看到水沸騰了，卻不一定燙手。在海拔3 km的高原，水的沸點為91；在海拔6 km的山上，水的沸點為80；而在海拔8844.43 m的珠穆朗瑪峰，水的沸點只有72。在幾萬米的高空，水的沸點居然會低到1118，那里開水的溫度，可能比地面上冷水的溫度還要低。因此，在高山會出現(xiàn)許多怪現(xiàn)象：“開水”不燙手，雞蛋煮不熟，開水不能消毒。這是為什么？原來，水的沸點與大氣壓強(qiáng)有關(guān)，氣壓越低，沸點也就越低。按照這個道理，在比地面低得

10、多的礦井底部，大氣壓強(qiáng)比地面上大，我們可以得到更為燙手的開水。例如，在地下300 m深的礦井里，水的沸點達(dá)到101，而在地下600 m的深處，水的沸點會達(dá)到102！ 活動組織方式教師給出學(xué)習(xí)資料，學(xué)生自選后閱讀，全班交流討論，教師總結(jié)，將知識拓展升華?；顒釉u價方式教師評價。所需學(xué)習(xí)資源所需學(xué)習(xí)時間0.5課時。姓 名 小組成員 日期 課 題 這次活動分工中，你承擔(dān)了什么任務(wù)？完成的怎樣？通過這次活動，你在哪些方面的能力有所提高？你認(rèn)為自己在哪些方面還存在不足，有待提高？你認(rèn)為小組中哪個同學(xué)在活動中最積極動腦思考？說明理由。你認(rèn)為小組中哪個同學(xué)在活動中觀察最

11、細(xì)致？說明理由。你認(rèn)為小組中哪個同學(xué)的探究報告最規(guī)范？說明理由。你認(rèn)為小組中哪個同學(xué)在活動中最有創(chuàng)新？說明理由。小組評價 標(biāo)題紙包得住火嗎？時間2008年6月5日地點教室參加人員張三、李四、王五、趙六活動內(nèi)容活動一：觀察紙鍋燒水的沸騰現(xiàn)象 1指導(dǎo)學(xué)生作用紙鍋燒水的實驗。教師：折一個紙盒，提出問題俗話說“紙包不住火”，說明紙很容易點著。請大家猜一猜，能用紙鍋燒水嗎？如果我用這個紙杯燒水，會發(fā)生什么現(xiàn)象？請同座位的同學(xué)相互討論一下自己對用紙鍋燒水的看法。學(xué)生：討論發(fā)表看法。紙會燃燒，紙杯會被燒出個洞。教師：示范怎樣用紙鍋燒水。學(xué)生：做紙鍋燒水的實驗，觀察實驗現(xiàn)象。2. 提出問題:教師：為

12、了達(dá)到沸騰，需要加熱，使水的溫度升高。那么，當(dāng)水沸騰時，它的溫度是否還會繼續(xù)再升高呢? 水已沸騰，但紙鍋并沒有燃燒，這是為什么?3. 對觀察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行討論教師：紙的著火點是183，而火焰的溫度大約為400，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紙的著火點。可是大家卻沒有看見紙鍋燃燒。這是為什么？請說說你的想法？學(xué)生討論，發(fā)表看法，說出自己的猜想。學(xué)生：水的溫度低于紙的著火點183，紙的溫度跟水的溫度差不多。學(xué)生：紙燒焦了，由于有水，所以沒著火。學(xué)生：燒得時間短，水的溫度還沒到183。教師講解：紙的著火點是183，而火焰的溫度大約為400，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紙的著火點。可是大家剛才卻沒有看見紙燃燒。想知道其中的奧秘嗎？下一個活動

13、，我們將要探究水沸騰的溫度特點，也許你就能嘗試解釋紙鍋燒水的現(xiàn)象了?；顒佣禾骄恳后w沸騰時的溫度特點1. 提出問題教師提問：許多同學(xué)在家里都燒過開水、煮過雞蛋，這是我們身邊的沸騰現(xiàn)象。大家有沒有想過，水沸騰前后溫度有哪些不同？學(xué)生討論后回答：水加熱時溫度會升高。水沸騰后只要繼續(xù)加熱，溫度會繼續(xù)升高。水沸騰后繼續(xù)加熱，溫度可能保持不變。教師提問：燒水時還有哪些因素會影響水的溫度變化呢？學(xué)生討論后回答：燒半壺水比一壺水用的時間短，說明水越少溫度升高得越快，也許半壺水燒開后溫度會更高；冬天燒水比夏天燒水時間長，也許夏天開水的溫度更高；燒水時大人總讓蓋上壺蓋，可能是因為蓋蓋燒水比不蓋蓋燒水溫度高教師小

14、結(jié)：同學(xué)們提出了各種想法，歸結(jié)起來有以下幾點： 水沸騰前的溫度不斷升高，水沸騰后的溫度可能是繼續(xù)升高（或保持不變）； 水量的多少會影響開水的溫度； 加熱前的起始溫度會影響水沸騰時的溫度； 蓋蓋子燒水比不蓋蓋子燒水，沸騰時水的溫度高。2. 制定探究方案教師講解：對于我們所要研究的問題，同學(xué)們有不同的猜想。到底我們的猜想對不對呢？下面就通過實驗來驗證。實驗需要的器材已提前準(zhǔn)備好。有共同猜想的同學(xué)可以組成一個小組，討論后制定一個實驗方案。進(jìn)行探究時小組同學(xué)要進(jìn)行分工合作，如：在實驗裝置的組裝過程中要進(jìn)行配合；實驗過程中，誰負(fù)責(zé)觀察，誰負(fù)責(zé)報時、誰負(fù)責(zé)記錄、誰負(fù)責(zé)照顧儀器等。學(xué)生討論并制定方案，設(shè)計記

15、錄表格。3. 學(xué)生實驗探究收集信息。學(xué)生： 組裝實驗裝置；加熱燒杯中的水，觀察水中氣泡位置大小等物態(tài)變化現(xiàn)象；使用鐘表和溫度計進(jìn)行測量，從水溫達(dá)到70時開始每分鐘記錄一次溫度，直到水沸騰后再觀察5分鐘，以獲取充足的實驗數(shù)據(jù)。教師：巡回指導(dǎo)。提示學(xué)生注意安全操。進(jìn)行實驗與收集信息：觀察水的溫度和氣泡變化情況。4. 分析與論證分組討論，小組內(nèi)對收集的數(shù)據(jù)和有關(guān)冰的狀態(tài)變化的信息進(jìn)行比較和分析，初步歸納出水沸騰時溫度的變化規(guī)律。教師指導(dǎo)學(xué)生用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的方法，在坐標(biāo)紙上建立“溫度時間”坐標(biāo)系，描點，連線。學(xué)生用圖線表示水溫度的升高與加熱時間的關(guān)系。5. 分析數(shù)據(jù)，交流討論教師組織同學(xué)對實驗數(shù)據(jù)

16、進(jìn)行分析教師：哪一組同學(xué)先來說說你們組的探究的成果？學(xué)生小組1：學(xué)生小組2：學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論沸騰時水的溫度不變，保持在100，而與水量的多少和初始的溫度無關(guān)。教師：沸騰時水的溫度不變，這個不變的溫度，叫做水的沸點。對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析教師：有同學(xué)發(fā)現(xiàn)圖線在水平段有一段向上鼓起的部分，誰來解釋一下可能是什么原因造成的？學(xué)生：那段時間我們蓋了蓋子，可能因為蓋上了蓋子，里面的水汽多，影響了沸騰的溫度。教師鼓勵學(xué)生的發(fā)現(xiàn): 水的沸點確實不是固定不變的，它與液面上的氣壓有關(guān)，以后我們學(xué)習(xí)氣體壓強(qiáng)的時候還會研究這個問題。用探究結(jié)論來解釋為什么可以用“紙鍋燒水”6. 教師出示圖片，顯示生活和自然界中的類似現(xiàn)

17、象。演示圖片：羊八井地?zé)岚l(fā)電設(shè)備、蒸汽機(jī)車、羊八井地?zé)釃娙?、黃石公園老忠實噴泉活動三：延伸學(xué)習(xí)1. 教師出示學(xué)習(xí)資料；2. 學(xué)生自選并閱讀學(xué)習(xí)；3. 教師提出進(jìn)一步的問題，對學(xué)習(xí)卡1提出的問題：閱讀這段材料后，你有什么發(fā)現(xiàn)？有沒有什么與這次探究結(jié)果相矛盾的？如果你有興趣，可以在課下嘗試查閱相關(guān)的資料。對學(xué)習(xí)卡2提出的問題：如果在青藏高原做水沸騰的實驗，結(jié)果還會一樣嗎？請說明理由。如果你對沸點與壓強(qiáng)的關(guān)系有興趣，請課后查閱資料，看看在自然界和生活中還有哪些沸點不是100的情況，或設(shè)計實驗進(jìn)一步探究這個問題。4. 全班交流，教師總結(jié)提升。 以下為某中學(xué)幾位初中學(xué)生探究“水的沸騰”的探究報告記錄。

18、1. 從實驗記錄中，同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)在“水平”的那段圖線中都有一段向上鼓出的部分，兩個實驗組的學(xué)生并沒有敷衍而過，而是認(rèn)真地進(jìn)行了分析，找出了原因，對實驗結(jié)果做出了解釋，并明白了其中的道理。他們在分析和得到的結(jié)論中這樣寫到：“沸騰時蓋木蓋溫度升高，不蓋木蓋溫度稍低”。由此他們明白了，水的沸點不是固定不變的，與是否蓋蓋有關(guān)，在老師的指導(dǎo)下他們最終不僅知道了水在沸騰過程中溫度保持不變，知道了什么是沸點，還知道了水的沸點不一定是100，與水面上方的氣壓有關(guān)的。評估是探究過程的重要環(huán)節(jié)，探究活動只有通過這樣的反思和評估，學(xué)生的科學(xué)探究能力才能逐步提高。2. 記錄一中的右圖記錄了燒杯中的水量隨時間變化的情況

19、。這組同學(xué)在分析和得結(jié)論中寫到：“在沸騰過程中，燒杯內(nèi)水也逐漸減少?！痹诶蠋煹膯l(fā)下，進(jìn)一步的思考使他們真真切切地明白了，“汽化是物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)”的含義及沸騰是汽化的方式之一。這組同學(xué)的實驗分析是否給同學(xué)們帶來這樣的啟發(fā)：在實驗中進(jìn)行觀察和收集數(shù)據(jù)時，除了收集預(yù)定關(guān)注的信息外，還應(yīng)善于捕捉意外的信息。歷史上的許多發(fā)現(xiàn)都是由于科學(xué)家的敏銳目光捉住了意外信息而得到的。在探究實驗中抓住疑點，捕捉意外信息很必要；實驗后對實驗結(jié)果進(jìn)行分析和討論，拓展和完善知識結(jié)構(gòu)很重要。3. 學(xué)生感言：通過探究活動我知道了水在沸騰過程中溫度是不變的，而且蓋蓋和不蓋蓋沸點是不一樣的。太神奇了。教師感言：實驗性的探究教

20、學(xué)并不是撒開手什么都讓學(xué)生自己做，教師要做好設(shè)計者和指導(dǎo)者。探究教學(xué)的設(shè)計，要能夠使學(xué)生有目的地進(jìn)行有效的認(rèn)知建構(gòu)；還要給學(xué)生及時必要的幫助和指導(dǎo)。初中生的年齡小，知識基礎(chǔ)薄弱，理解能力和動手能力較差。所以，在初中階段教學(xué)的關(guān)鍵點要給學(xué)生做出必要的鋪墊，指導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)。這樣做不僅符合學(xué)生的實際認(rèn)知水平，還能使學(xué)生對學(xué)習(xí)活動、對自己的學(xué)習(xí)能力增加信心。敏銳捕捉課堂信息很重要。課堂每天都有許多新鮮事，學(xué)生每天都有新表現(xiàn)，課堂和學(xué)生每天都會為我們提供大量的信息，學(xué)生在課堂中的一些出乎教師意料的表現(xiàn)，教師應(yīng)該通過細(xì)致的觀察，深入地發(fā)掘。使這些寶貴的資源成為教學(xué)新的生長點。 飽和汽與飽和汽壓我們以水

21、為例分析液體蒸發(fā)時分子的運動情況。水面上同時進(jìn)行兩種相反的過程：一方面，水分子從液面飛出來；另一方面，由于水蒸氣的分子在不停地作無規(guī)則的熱運動，有的分子撞到水面又回到水中。在密閉的容器中，隨著水的不斷蒸發(fā)，水面上方分子的數(shù)量不斷增多，回到水中的分子數(shù)也逐漸增多，蒸發(fā)的速度也逐漸變慢。最后，當(dāng)氣態(tài)水分子數(shù)的密度增大到一定程度時，就會達(dá)到這樣的狀態(tài)：在相同時間內(nèi)回到水中的分子數(shù)等于水面飛出去的分子數(shù)。這時，水蒸氣的密度不再增大，液體水也不再減少，液體與氣體之間達(dá)到了平衡狀態(tài)，蒸發(fā)停止。這種平衡是一種動態(tài)平衡（dynamic equilibrium）。與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽（satura

22、ted vapor）,而沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做未飽和蒸汽。在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強(qiáng)也是一定的，這個壓強(qiáng)叫做這種液體的飽和汽壓（saturated vapor pressure）。未飽和汽的壓強(qiáng)小于飽和汽壓。飽和汽壓隨溫度而變。溫度升高時，液體分子的平均動能增大，單位時間里從液面飛出的分子數(shù)增多，原來的動態(tài)平衡被破壞，液體繼續(xù)蒸發(fā)，蒸汽的壓強(qiáng)繼續(xù)增大，直到達(dá)到新的動態(tài)平衡。熔化熱熔化指的是物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程，而凝固指的是從液態(tài)變成固態(tài)的過程。為什么熔化會吸熱、凝固會放熱？原來，固態(tài)物質(zhì)的分子受到周圍其他分子的強(qiáng)大作用，被束縛在一定的位置，只能在這位置附

23、近振動。對固體加熱，當(dāng)溫度升高到一定溫度時，一部分分子的能量足以擺脫其他分子的束縛，從而可以在其他分子之間移動，于是固體開始熔解。某種晶體熔化過程中所需的能量與其質(zhì)量之比，稱作這種晶體的熔化熱（melting heat）。一定質(zhì)量的晶體，熔化時吸收的熱量與凝固時放出的熱量相等。不同的晶體有不同的結(jié)構(gòu)，要破壞不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，所需的能量也就不同。因此不同晶體的熔化熱也不相同。非晶體液化過程中溫度會不斷改變，而不同溫度下物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時吸收的熱量是不同的，所以非晶體沒有確定的熔化熱。汽化熱汽化（vaporization）指的是物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程，液化（liquefaction）指的是從氣態(tài)變成液態(tài)的過程