保温杯的设计公开课.docx

保温杯的设计
学习任务分析：
本节课是以科学七年级上册第4章熔化与凝固为知识基础，尝试将STEM教育的思想融入初中科学课堂。熔化与凝固这两种物态变化在日常生活中十分常见，但是伴随着物态变化过程的吸热和放热却是七年级学生容易忽视的。所以学生更难以将相关知识应用于解决实际生活问题。本节课的设计以保温杯如何实现热水快速降温和保温为切入点，引导学生自主思考，探寻不同物质的熔化特点，并融合了热传递等小学阶段已接触的知识，从实验中切实体会熔化吸热的过程。并从工程设计的角度，让学生体验产品设计，选材，成本，使用效果等多方面要求，将科学技术应用与实际，以此体现STEM教学的多领域跨学科融合的思想。
教学目标：
1.知识与技能：知道熔化吸热，凝固放热
能通过实验知道不同物质熔化和凝固时表现的特点不同。
能根据有无熔点区分晶体非晶体
2.过程与方法：通过探究物质的熔化特点实验，提高分析问题和理论联系实际的能力
3.情感、态度与价值观：通过小组合作设计，养成合作、交流、思考的意识
重点、难点：
重点：晶体非晶体熔化特点，以及熔化吸热，凝固放热
难点：利用晶体熔化特点应用与解决实际问题
教法：
小组合作，实验探究
教学过程：
引入新课：
课间同学们去饮水机打水，往往因为开水温度过高无法入口而苦恼，为了解决这个问题。我们能不能设计一个能快速将热水降温到温度适宜的50℃左右温水的保温杯？
新课教学
环节一：探寻合适材料实现保温杯将热水迅速降温到指定温度的功能
问：用什么方法可以让热水迅速降温？
生：冰
师：冰在使热水降温的过程中，发生了什么变化？
生：冰由固体变为液体
总结知识点：熔化--物质从固态变成液态的过程，这个过程中，冰从热水吸收了热量，熔化使一个吸热的过程
师：用冰降温效果很好，但用冰做保温杯的降温材料有什么缺点呢?
生：1.用冰降温可能会导致水温降的太低，不适合饮用
2.冰熔化为水之后，想要重新变为冰，二次利用冰降温，不方便
师：用冰熔化时温度是0℃，所以容易降温过低，那能否找到像冰一样熔化时保持合适的温度的材料来代替冰呢？
探究实验一：不同的物质熔化时温度变化规律？
选取硫代硫酸钠(海波)，三水合醋酸钠，石蜡3种不同的固体，
小组合作，记录不同固体吸热熔化过程中，状态变化情况
以及温度变化情况，记录数据，绘制图表，寻找规律。

利用希沃软件投屏，小组展示交流
总结知识点：１.晶体：像海波，三水合醋酸钠那样具有一定的熔化温度的固体。
２.非晶体：像石蜡那样没有一定的熔化温度的固体。
3.熔点：晶体熔化时的温度。
师：经过实验，大家认为选择哪种材料作为我们的保温杯降温材料比较合适？为什么？
生：三水合醋酸钠，因为熔点在56℃左右，吸收热水的热量熔化能保持温度在56℃左右，不会使热水降温过低
环节二：材料是否能实现保温功能
问题：那有时候我们下课没来得及喝水，放置一段时间后，随着热水热量的散失，这种材料能否在水温过低时实现升温呢？
实验二：请大家将刚才实验后装有56℃三水合醋酸钠的试管，放入装有常温水的烧杯中
观察试管内物质状态变化，温度变化情况；以及比较烧杯内水的温度变化情况。
学生实验，交流结果
发现装有56℃三水合醋酸钠的试管放入常温水中后，试管内物质逐渐变为固态，但试管内温度保持56℃不变，但烧杯中常温水的温度逐渐上升
总结知识点：1.凝固是熔化的逆过程。物质凝固时对外界放出热量。
2.凝固点：晶体凝固过程中温度保持不变，这个温度叫做晶体的凝固点
环节三：选择了合适的填充材料后，请大家以小组为单位，设计你们心目中的“保温”杯，并介绍设计理念
学生展示：从美观，成本，实用性，个性化，工艺难度，材料优缺点等多方面分析介绍自己小组设计的保温杯。

环节四：老师提供一些材料供学生们自由选择，也可以让学生自己寻找合适的材料，回家制作并完成设计的“保温”杯