袁梦飞
中图分类号：G4 文献标识码：A
在初中物理教科版八年级上册第五章第二节《熔化和凝固》中实验探究：固体熔化过程的规律。在传统的晶体熔化实验教学中，采用酒精灯（或采用无烟煤）加热，由于酒精灯的温度很高，使得加热的过程中，很难保证烧杯内的水和海波的温度控制在2—3℃以內，水温升高的很快，使得海波加热过快，温度一直升高。很难观察到晶体海波熔化过程中温度不变的特点，这样就很难帮助学生建立熔点的概念，也很难区分晶体和非晶体熔化过程的特点，为了充分显示晶体熔化时温度不变的特性，加长曲线的平直部分，我对实验进行了以下改进：
1、书中采用的是碎冰放入试管中进行实验，但冰的熔点在一个标准大气压下是0℃，常温下冰不易保存，且实验条件有限，室温则为15-26℃以上，冰很快就熔化了，而以往还采用过固态的萘（熔点为80.5℃）作为研究熔化和凝固过程中的晶体，但是萘在加热过程中会放出有毒的挥发物，所以改为无毒的海波（熔点为47℃-49℃）进行实验。尽量选择新鲜纯净的海波，海波具有较强的还原性，会与空气中的氧气发生反应。且在33摄氏度以上的干燥空气中易风化失去结晶水，熔点降低。若晶体不纯，则不宜再用，更不要重复使用。
2、针对酒精灯（或采用无烟煤）火焰温度过高，固体熔化过快的问题，改用55℃的恒温加热器进行加热，该加热器是16W-220V的规格，功率小，加热过程缓慢，通过实验发现能够该加热器能很好的控制试管内、外温度计的示数差保持在2—3℃左右，使烧杯内的水温保持在50℃-60℃（最好保证水温不超过51摄氏度）。能够很好的满足实验温度环境的需要，记录和观察海波熔化过程中的状态变化和温度变化。
3、为了使海波熔化过程中均匀受热，实验过程中尽量应选择较细小的试管，以增大海波的受热面积，且装入试管中的海波不宜过多，应为细颗粒或粉末状。对海波的加热应较缓慢，为此可在烧杯中加一支温度计，用来监测烧杯中水的温度。
4、笔者通过多次实验发现，由于采用了55℃的恒温加热器来进行加热，能够很理想的使加热过程缓慢，但是实验室温度计的精度就难以满足要求，无法读出小于1℃的温度，因此换用了灵敏的电子温度计来进行实验，不但可以精确的读出小于1℃的温度，而且电子屏计数显示很方便快捷，并且准确。
5、在加热过程中要对海波进行搅拌：海波是热的不良导体，当试管中有液态海波出现时，为了保证海波受热均匀，且试管壁处和中间部分的温度一致，要不断地用玻璃棒搅拌海波。但是采用了小试管之后，放入温度计之后在加入搅拌棒就很难有搅拌的空间了。所以在这里可以利用电子温度计的探针来进行搅拌，非常的方便。
6、给海波加热要均匀缓慢：实验中如果加热过快，试管中部分海波受热不均匀，海波与试管壁接触部分先熔化为液体，温度继续升高，而中间的固体部分还没开始熔化，这样会严重影响实验结果。
7、选择温度合适的水：可以先调节烧杯中的水温在40摄氏度左右，再把盛有海波的试管放入烧杯中加热，这样可以缩短实验时间，同时可以避免因加热时间过程而使海波失去结晶水，从而解决了海波未达到熔点就开始熔化的问题。
针对以上问题对实验进行改进之后，本实验的方案设计如下：
一、实验目的：
1.感知发生熔化和凝固的条件。
2.区别晶体和非晶体，感悟物质世界的美丽多姿。
3.经历固体熔化的实验探究过程，学习实验探究的基本思路和方法。
4.了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据做出物理图像的方法。
二、实验器材
铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、试管、水、温度计、秒表、海波、蜡、55℃恒温加热器等。
三、教学内容设计
1.物质从固态变成液态叫熔化;物质从液态变成固态叫凝固。
2.固体分为晶体和非晶体，晶体熔化时的温度叫作熔点。晶体熔化有固定的熔点，非晶体熔化时没有固定的熔点。
3.晶体熔化时的特点：持续吸热，温度不变;液态晶体凝固时持续放热温度不变，这个温度称为晶体的凝固点。同一种晶体的凝固点与熔点是相同的。
4.物质熔化的条件：晶体熔化时达到熔点且吸热，凝固时达到凝固点且放热。
四、实验方法设计：
了解图像是一种比较直观的表示物理量变化的方法。学习根据实验数据做出物理图像的方法。
五、教学过程设计
（一）提出问题
铜和玻璃为什么要用不同的工艺来加工？通过查阅资料发现铜和玻璃属于晶体和非晶体，于是猜想晶体和非晶体可能有不同的熔化规律。
（二）猜想和假设
熔化是在什么条件下发生的？熔化过程有什么特点？晶体和非晶体的熔化规律究竟有什么不同？组织学生讨论，制定分工合理、实用高效的探究计划和实验设计方案。
（三）设计实验
利用海波和石蜡进行实验探究。在两个分别盛有海波和石蜡的试管中各插入一只温度计，再将试管先后放在盛水的烧杯中，这种加热的方法叫水浴加热法。这样可以使试管均匀受热，加热过程缓慢，便于记录和观察海波和石蜡熔化过程中的温度变化。用酒精灯对烧杯缓慢加热，注意观察海波和石蜡的变化情况，并仔细观察温度计示数的变化。
（四）进行实验与收集数据
1.研究海波和石蜡的熔化过程，根据需要选择实验器材，并照书上的图5-2-6进行组装。注意组装的顺序：自下而上。
2.将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始，每隔大约1分钟记录一次温度;在海波和石蜡完全熔化后再记录4-5次。观察加热物质的状态变化过程，整个实验记录约12-15个数据，持续15分钟，纵轴起始温度为40℃，所标温度范围为40-55℃。
（五）分析与论证
为了更直观的比较每组得到的实验数据情况，我们采用图线来直观、形象地表示一个量随另一个量变化的过程。通过曲线的形状就能总结晶体和非晶体熔化过程的区别。
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