对《熔化和凝固》教材处理的一些看法

代家勇

砚山县江那中学，云南 文山 663100

摘 要 熔化和凝固是自然界普遍、常见现象，但初中物理的八年级学生尚处在形成物理思维的最初阶段，要真正理解熔点、凝固点；晶体的一定的熔化（凝固）温度；熔化吸热、凝固放热，晶体吸热（或放热）温度不一定升高（或降低）及熔化和凝固图像的识别等难点知识，就要依靠观察形象直观的演示实验来辅助、实现。

关键词 熔化 凝固 晶体 非晶体 熔点 凝固点 熔化吸热 凝固放热

中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）19-0042-02

《熔化和凝固》是人教版八年级物理教材上册第二节内容，按义务教育教学大纲，本节的知识与技能目标是：1.能区别物质的气态、液态和固态三种形态。能描述这三种物态的基本特征。2.了解物质的固态和液态之间是可以转化的。3.了解熔化、凝固的含义，了解晶体和非晶体的区别。4.了解熔化曲线和凝固曲线的物理含义。

本节教学重点、难点是：晶体与非晶体的熔化、凝固特性

熔化和凝固是自然界普遍、常见现象，但初中物理的八年级学生尚处在形成物理思维的最初阶段，要真正理解熔点、凝固点；晶体的一定的熔化（凝固）温度；熔化吸热、凝固放热，晶体吸热（或放热）温度不一定升高（或降低）及熔化和凝固图像的识别等难点知识，就要依靠观察形象直观的演示实验来辅助、实现。

处理意见一：在区别物质的气态、液态和固态三种形态时，可以用人们常见的物质冰作例子讲解，就按教材上第一段话直接叙述：“热天，从冰柜中拿出的冰，一会儿变成了水，再过一段时间水干了，变成了看不见的水蒸气，跑得无影无踪；夏天清晨，小草上的晶莹的露珠，冬天湖面上冻结的冰……随着温度的变化，物质会在固、液、气三种状态之间变化。”这样介绍会让知识更简单易懂。接下来是做熔化和凝固的实验，若用冰做实验物质，会难于控制实验节奏，更难以展现说明熔化吸热、凝固及凝固温度不变、凝固放热等现象或过程。因此教材选用海波和蜡来观察熔化和凝固的演示实验是最为理想的选择。特别是海波的熔化实验即是教学中的重点又是难点，实验能否成功将成为探究本节教学的关键所在。

处理意见二：本实验比较难做，学校仪器又不多，建议为演示性探究。教材在实验探究活动中所提出的问题综合性又比较强，即要探究每一类固体物质本身的熔化规律，又要对不同类型的固体物质熔化规律进行比较，为了节约时间，可将问题提得更具体些，如“海波熔化时温度的变化规律如何？”。在此探究活动中，对于凝固过程的特点，如果时间不够，可以给学生留下继续探究的空间，教学中可采用实验推理的方法，引导学生自己得出结论。

探究前要明确以下问题：

①我们研究对象是海波和蜡。

②实验装置，如教材图甲所示。

③实验要测量、记录哪些数据？

④实验的操作步骤是什么？

处理意见三：实验改进。教材上对本实验的操作有这样一段简单介绍：“将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始，每隔大约1min记录一次温度；在海波或蜡完全熔化后再记录4～5次。”这样的叙述看似简单，实际操作起来比较困难，很多老师做完实验都会发现：一是观察时间难于控制，要么加热时间过长，要么海波熔化时间过短；二是出现海波开始熔化温度偏低（可能低到47℃左右）；三是海波没有完全熔化就较快升温；四是凝固过程中，出现海波液体温度降到40℃左右才开始凝固甚至仍不凝固，在凝固开始后温度才较快回升到48℃的现象等。本人经过探索并多次实践证明，只要对装置做细小改动，改进操作方法，即可较满意的观察海波的熔化和凝固全过程。

1.实验装置的改进

仍选用教材的总体装置，只将悬挂温度计的夹子改成圆条形金属棒，用长约25～40㎝的细线，一端系温度计，另一端固定在金属棒上后，把多余的线缠绕成可调节式——通过旋动金属棒增加或减少细线自由长度来调节温度计的高度。其余装置不变。

2.实验操作及几个过程改进

①选用高纯度海波和较准确的温度计，避免可能由此引起的过大偏差。

②用30℃左右的温水预热，缩短加热时间。再用小火加热，才能从容观察固态海波吸热升温的同时观察松香的熔化、记录相关数据，为制作熔化凝固图像做准备。

③在加热主观接近海波熔点温度48℃时，旋动金属棒，将温度计的琉璃泡调整到在海波表面下约3～5㎜的深度。因下部受热升温快，先到熔点并开始熔化。若插得太深，就出现47℃左右开始熔化的现象。

④在熔化过程中，上部海波纯液体与下部固液共存状态有明显的分界面，温度计玻璃泡约五分之四浸没在固液共存状态中时，示数在48℃较稳定；当熔化到固液共存状态的海波深度约等于温度计玻璃泡长度时及以后，特别注意：提升试管到热水面略高于海波固液分界面，并随着熔化程度继续逐渐调整。因此，灵活地调整温度计和试管的高度是这个过程的改进核心。否则，若按教材上上说的：温度计的玻璃泡仍停留在海波液体的中部或上部，就都会出现“海波没有完全熔化就较快升温”的现象。

⑤待海波全部熔化后，注意降低试管高度到对液体全面加热状态，并改用大火，缩短液体吸热升温时间

⑥海波液体加热到约60℃，熄灭酒精灯，撤去加热烧杯，观察液体放热降温。为减少实验时间，加热烧杯可换用冷水或冰水加速冷却。

⑦待海波液体冷却到接近48℃时，停止用冷水冷却。此时，应特别注意将温度计的玻璃泡提离海波液体约几秒钟，促使温度计上沾有的海波液体凝固；再把温度计放入海波液体中轻轻搅动几次，使玻璃棒上的海波固体粉末散布开来，促成海波液体结晶凝固。这就避免了海波液体因缺少结晶核面温度降至40℃左右才开始凝固甚至仍不凝固的现象。此后， 就算继续用冷水冷却，温度计的示数也成“百看不变”的48℃了。至到完全凝固为止。

⑧继续冷却已凝固的海波固体，观察它的凝固放热过程。

改进后的实验效果比较好。在演示本实验的同时，可以做“观察蜡的熔化和凝固现象”的演示实验，并用表格、图像形式记录两种物质随时间变化的温度及状态情况，以鲜明、直观的对比，让学生真正理解突破本节的各个难点。