一、實驗背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)：從生活疑問到科學(xué)探究的橋梁演講人CONTENTS實驗背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)：從生活疑問到科學(xué)探究的橋梁實驗準(zhǔn)備：從材料選擇到安全預(yù)案的細(xì)致考量實驗過程：從直觀感受到數(shù)據(jù)記錄的科學(xué)探究原理總結(jié)：從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)建模生活應(yīng)用：從實驗室到真實世界的遷移總結(jié)與延伸：讓科學(xué)探究成為生活習(xí)慣目錄2025小學(xué)四年級科學(xué)下冊冰融化吸熱現(xiàn)象感受實驗課件01實驗背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)：從生活疑問到科學(xué)探究的橋梁實驗背景與學(xué)習(xí)目標(biāo)：從生活疑問到科學(xué)探究的橋梁作為一線科學(xué)教師，我常在課堂上觀察到四年級學(xué)生對“冰”的興趣——他們會在課間討論冰棒融化的速度，用冰塊給飲料降溫，甚至悄悄把冰塊藏在口袋里感受“冰涼的魔法”。這些生活場景中藏著重要的科學(xué)問題：冰融化時，周圍的溫度為什么會降低？這種“變涼”的現(xiàn)象背后，是否存在穩(wěn)定的科學(xué)規(guī)律？1教材定位與核心價值人教版小學(xué)科學(xué)四年級下冊《熱》單元中，“冰融化時的溫度變化”是繼“溫度與溫度計”“水結(jié)冰了”之后的關(guān)鍵內(nèi)容。前兩課學(xué)生已通過實驗發(fā)現(xiàn)“水結(jié)冰時溫度保持0℃不變，且會向周圍釋放熱量”，本課則需逆向探究“冰融化時的熱量變化”，完成對“水的三態(tài)變化與熱量傳遞”的完整認(rèn)知鏈構(gòu)建。這既是對“熱是一種能量傳遞形式”的具象化驗證，也是培養(yǎng)學(xué)生“通過現(xiàn)象觀察推導(dǎo)能量變化”科學(xué)思維的重要載體。2學(xué)習(xí)目標(biāo)分層設(shè)計知識目標(biāo)：能描述冰融化過程中溫度變化的特點，歸納“冰融化需要吸收熱量”的結(jié)論；能力目標(biāo)：掌握“控制變量法”設(shè)計對比實驗，用溫度計準(zhǔn)確測量并記錄數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)圖表分析現(xiàn)象；情感目標(biāo)：通過親身體驗感受“熱傳遞”的直觀表現(xiàn)，激發(fā)對日常生活中熱現(xiàn)象的觀察興趣，形成“用科學(xué)原理解釋生活”的意識。02實驗準(zhǔn)備：從材料選擇到安全預(yù)案的細(xì)致考量實驗準(zhǔn)備：從材料選擇到安全預(yù)案的細(xì)致考量去年帶學(xué)生做同類實驗時，有位同學(xué)因直接用手長時間握冰塊導(dǎo)致手指發(fā)紅，這讓我意識到：小學(xué)實驗的“安全性”和“可操作性”必須并重。本次實驗準(zhǔn)備，我從材料、環(huán)境、分工三方面進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)劃。1實驗材料清單與選擇依據(jù)|材料名稱|規(guī)格/數(shù)量|選擇理由||----------------|----------------|--------------------------------------------------------------------------||食用冰塊|5cm×5cm×3cm×10塊|市售食用冰雜質(zhì)少、形狀規(guī)則，便于控制初始體積；大小適合四年級學(xué)生單手握持||透明玻璃燒杯|250mL×10個|透明材質(zhì)便于觀察冰塊狀態(tài)變化；250mL容量既能容納冰塊，又方便手持||數(shù)字溫度計|-10℃~100℃×10支|量程覆蓋冰融化可能的溫度范圍（-5℃~10℃）；數(shù)字顯示更易讀取，減少誤差|1實驗材料清單與選擇依據(jù)|毛巾/吸水布|10條|用于擦拭燒杯外壁冷凝水，避免水漬影響溫度測量；防止冰塊融化后桌面濕滑||記錄表格|每人1份|含“時間（每2分鐘）”“燒杯外壁溫度”“冰塊體積變化”“手部感受”四列，引導(dǎo)有序觀察||食鹽（可選）|50g×10份|用于對比實驗，探究“加鹽是否加速冰融化及吸熱效果”（拓展環(huán)節(jié)使用）|2環(huán)境與分工安排實驗環(huán)境：選擇通風(fēng)良好、室溫穩(wěn)定（20℃±2℃）的實驗室，避免空調(diào)風(fēng)直吹影響溫度；實驗桌鋪防水桌布，降低液體滲漏風(fēng)險。人員分工：4人一組，設(shè)“操作員”（負(fù)責(zé)拿取冰塊、操作溫度計）、“記錄員”（填寫表格、繪制溫度曲線）、“觀察員”（描述冰塊狀態(tài)變化、手部感受）、“匯報員”（整理小組結(jié)論）。分工前通過10分鐘模擬練習(xí)，確保每位學(xué)生明確職責(zé)。03實驗過程：從直觀感受到數(shù)據(jù)記錄的科學(xué)探究實驗過程：從直觀感受到數(shù)據(jù)記錄的科學(xué)探究“科學(xué)探究不是簡單的動手操作，而是‘觀察—提問—驗證—結(jié)論’的思維閉環(huán)?！被谶@一理念，我將實驗分為“基礎(chǔ)感受實驗”“定量測量實驗”“對比拓展實驗”三個層次，逐步引導(dǎo)學(xué)生從“身體感知”走向“數(shù)據(jù)驗證”。1基礎(chǔ)感受實驗：用身體觸摸感知“吸熱”操作步驟：每位學(xué)生取1塊冰塊，用毛巾包裹（避免凍傷）后握在手心，保持30秒；交換冰塊，用另一只手觸摸未包裹的冰塊表面；小組討論：“手的感覺有什么不同？為什么未包裹的冰塊摸起來更涼？”典型學(xué)生反饋：“包裹毛巾的冰塊，手心慢慢變涼但不刺痛；直接摸冰塊，手指很快發(fā)麻，像被‘吸走了熱量’?！保ㄟ@正是“冰融化需要吸收熱量，直接接觸時熱量傳遞更快”的直觀體現(xiàn)）“冰塊表面有水，是不是融化了？水的溫度是不是比冰高？”（自然引出“冰融化時溫度是否變化”的疑問）2定量測量實驗：用數(shù)據(jù)記錄驗證“溫度變化”核心問題：冰融化過程中，周圍環(huán)境（燒杯外壁、空氣）的溫度會如何變化？操作步驟（以小組為單位）：向燒杯中放入3塊冰塊（約100g），記錄初始室溫（20℃）；將溫度計玻璃泡貼緊燒杯外壁中下部（避免接觸冰塊），每隔2分鐘記錄一次溫度，同時觀察冰塊體積變化（用直尺測量長寬高估算體積）；當(dāng)冰塊完全融化成水后，繼續(xù)記錄2分鐘溫度，停止實驗。數(shù)據(jù)記錄示例（某小組真實數(shù)據(jù)）：|時間（分鐘）|燒杯外壁溫度（℃）|冰塊狀態(tài)描述|備注||--------------|--------------------|-------------------------------|----------------------|2定量測量實驗：用數(shù)據(jù)記錄驗證“溫度變化”|0|20.1|3塊完整冰塊，表面有少量水珠|初始狀態(tài)|1|2|16.3|冰塊邊緣融化，體積減少約1/5|手部觸摸燒杯微涼|2|4|12.5|冰塊融合成一大塊，體積減少1/2|燒杯外壁出現(xiàn)明顯水珠|3|6|8.7|冰塊呈半透明糊狀，體積減少3/4|水珠匯聚成水流|4|8|4.2|僅剩少量冰渣，水占燒杯2/3|燒杯觸感明顯冰涼|5|10|0.5|冰完全融化，水溫0℃|溫度計顯示穩(wěn)定0℃|6|12|1.2|水溫度緩慢上升|冰已全部融化|7現(xiàn)象分析引導(dǎo)：82定量測量實驗：用數(shù)據(jù)記錄驗證“溫度變化”“溫度為什么持續(xù)下降？下降的趨勢有什么變化？”（前8分鐘溫度快速下降，因冰大量融化需要吸收熱量；冰完全融化后，水開始吸收周圍熱量升溫，故溫度回升）“燒杯外壁的水珠是從哪里來的？”（空氣中的水蒸氣遇冷（低于露點溫度）液化成小水滴，證明燒杯周圍溫度確實降低）3.3對比拓展實驗：加鹽對冰融化吸熱的影響（選做）為深化理解“吸熱速率與融化速度的關(guān)系”，設(shè)置對比實驗：在一組燒杯中加入5g食鹽（覆蓋冰塊表面），重復(fù)定量測量步驟。關(guān)鍵現(xiàn)象對比：加鹽組：冰塊1分鐘內(nèi)表面出現(xiàn)大量氣泡（鹽水降低冰的熔點），4分鐘時完全融化，燒杯外壁溫度最低降至-2.3℃；2定量測量實驗：用數(shù)據(jù)記錄驗證“溫度變化”對照組：冰塊8分鐘完全融化，最低溫度0.5℃。學(xué)生討論結(jié)論：“加鹽讓冰融化更快，需要吸收更多熱量，所以周圍溫度降得更低！”（這為后續(xù)“制冷劑原理”“冬天撒鹽除冰”的生活應(yīng)用埋下伏筆）04原理總結(jié)：從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)建模原理總結(jié)：從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)建?！翱茖W(xué)教育的本質(zhì)，是幫助學(xué)生用簡潔的模型解釋復(fù)雜的現(xiàn)象?！蓖ㄟ^實驗觀察與數(shù)據(jù)驗證，我們需要引導(dǎo)學(xué)生將“冰融化變涼”的現(xiàn)象，抽象為“熱量傳遞”的科學(xué)模型。1冰融化的物態(tài)變化本質(zhì)冰（固態(tài)水）→水（液態(tài)水）的過程叫“融化”，這是吸熱的物態(tài)變化。根據(jù)“熱平衡原理”，冰融化時需要從周圍環(huán)境（空氣、燒杯、手）吸收熱量，導(dǎo)致周圍溫度降低——這就是我們感受到“涼”的根本原因。2實驗中的“變量控制”與“證據(jù)鏈”本次實驗通過控制“冰塊初始質(zhì)量”“室溫”“溫度計位置”等變量，確保“溫度變化”是由“冰融化吸熱”單一因素引起。學(xué)生記錄的溫度曲線（先降后升）、燒杯外壁的液化現(xiàn)象、手部的溫度感知，共同構(gòu)成了“冰融化吸熱”的證據(jù)鏈，體現(xiàn)了“現(xiàn)象—數(shù)據(jù)—原理”的科學(xué)推理過程。3與前概念的關(guān)聯(lián)與突破學(xué)生此前可能認(rèn)為“冰本身是冷的，所以讓周圍變涼”，通過實驗可糾正這一誤區(qū)：冰的“冷”是相對的，其融化時主動吸收周圍熱量，才是導(dǎo)致溫度下降的核心原因。就像我們吃冰棒時，舌頭的熱量被冰棒吸收，冰棒融化成水，而我們的舌頭因失熱感到?jīng)鏊?5生活應(yīng)用：從實驗室到真實世界的遷移生活應(yīng)用：從實驗室到真實世界的遷移科學(xué)知識的價值，在于解釋和改善生活。通過以下案例，可幫助學(xué)生建立“科學(xué)—生活”的聯(lián)結(jié)：1日常冷藏：冰塊的“天然冰箱”作用超市用冰塊保鮮魚、肉，正是利用冰融化時持續(xù)吸收熱量，維持低溫環(huán)境；家庭用冰袋給中暑者降溫，也是同理——冰袋中的冰融化吸收人體熱量，降低體溫。2氣候現(xiàn)象：融雪比下雪更冷的秘密“下雪不冷化雪冷”是民間諺語，本質(zhì)就是雪（固態(tài)水）融化時吸收大量熱量，導(dǎo)致氣溫下降。實驗中我們觀察到冰融化時周圍溫度降低，正是這一現(xiàn)象的微觀解釋。3科技應(yīng)用：制冷劑的工作原理冰箱、空調(diào)的制冷劑（如氟利昂）在蒸發(fā)器中汽化（類似冰融化）吸收熱量，從而降低周圍溫度。雖然物態(tài)變化類型不同（汽化vs融化），但“吸熱降溫”的核心原理一致，這體現(xiàn)了科學(xué)規(guī)律的普適性。06總結(jié)與延伸：讓科學(xué)探究成為生活習(xí)慣總結(jié)與延伸：讓科學(xué)探究成為生活習(xí)慣本次實驗從“觸摸冰塊的直觀感受”出發(fā)，通過定量測量、對比分析，最終揭示了“冰融化吸熱”的科學(xué)原理。學(xué)生不僅掌握了“溫度測量”“數(shù)據(jù)記錄”等實驗技能，更重要的是體驗了“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的科學(xué)思維過程。1核心結(jié)論重現(xiàn)冰融化時，從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，需要吸收周圍環(huán)境的熱量，導(dǎo)致周圍溫度降低——這就是“冰融化吸熱現(xiàn)象”的本質(zhì)。2延伸探究建議1家庭實驗：用冰箱制作不同形狀的冰塊（球形、薄片形），觀察哪種融化更快，