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1、11固体和水教师知识背景地球上最重要的液体是水。液体是生命的基础，在塑造和重组地貌上也发挥着重要作用。在 这个探究里，学生会探究当水遇到固体和液体物质时会发生什么。当固体混合水会发生什么当固体材料和水混合后，很多事情会发生。比水中的材料，比方说沙子和铝，会沉下去。比 水轻的材料，比方说木头，蜡，会浮上来。不受水影响的材料，比方说铝和蜡，遇水变湿, 但是不受影响。渗水性的材料，比方说木头或者黑麦面包，可能会肿大，扭曲或者分解。当固体材料放入水中可能会消失。这种复杂的现象叫做溶解。盐和糖是固体材料溶解到水中 形成溶液的两种例子。上面的反响都是物理反响；产生的混合溶液是可以别离的，并且原来的材料是可
2、以重新获取 的。在沙子，铝和木头的例子中，固体材料可以从水中拿出来或者过滤出来。在盐的例子中, 固体可以通过干燥溶液来别离出来。当水蒸发后，固体以晶体的形式留下来。当液体和水混合混发生什么？当水和另外一种液体混合后，很多事情会发生。如果这种液体是溶水性的，比方说牛奶或者 柠檬汁，这两种液体会充分的混合，并且原来的液体会被稀释。参见当水加入到软饮料中。 当水稀释了饮料后，它的色彩会变淡并且没那么甜了。一些水溶性液体，比方说玉米糖浆，显然比水要重。当把水倒入更浓稠的糖浆后，它会停留 在外表，在糖浆那层之上形成一层水。因为糖浆是溶水性的，这两种液体最终会形成一种均 匀的，可稀释的溶液。这种混合的过程
3、可以通过搅拌或者要换来加速形成。当把水倒入到一种不溶解于水的液体中的溶液中，两种分层就形成的。如果液体没水轻，比 方说油，它会在水上形成一层。如果液体比水重，比方说水银，它会在水下形成一层。当两 种不混合的液体被摇晃，一种液体的水滴可能暂时会被另外一种给包围或者悬浮，但是迟早 两种液体会别离开来，然后再形成两种明显的分层。比方说油和水的例子。牙膏是I体还是液体?很多材料并非是单一的固体或者液体，可能是两种的混合物。我们吃的大多数食物是固体和 液体：胡萝卜和豆子，猪排，瑞士奶酪，巧克力等等。牙膏的探究就围绕着这样的一个产品。 它是水溶性的，所以你最喜欢的一小坨牙膏贴在浴室的镜子上最后会缓慢的流下
4、来。流动二 液体。但是一小坨在水池里牙膏和在嘴巴里的牙膏看起来一样。固定的形状二固体。牙膏有 双重特点因为它产生于代表两种物质状态的材料一固体和液体。学生通过解决这个有趣的问题会获得极大的乐趣。当材料加热或者冷却后，性质会发生什么变化？在这个探究里，学生会被介绍更广，更深的概念一物质状态。一种单一的物质可以以三种状 态存在，取决于物质基本分子之间的关系，如果一种物质里的分子紧紧的联系在一起，相互 作用间它们不能改变位置，这种物质是固体。如果联系不是那么密切，允许分子自由移动, 改变位置，这种物质是液体。如果分子间根本没有联系，单单独由移动，这种物质是气体。 简单。物质可以从一种状态改变成另外一
5、种状态，这种变化可以通过能量（加热）产生。当能量转 移到一个物质样本上（通过加热），分子有了更多的能量移动。当固体的分子到达一定的能 量层上，它们开始的移动并且改变位置一一从固体变成液体。这种固体变成液体的变化叫做 熔化。分子的运动上需要更多的能量，当到达某一点上，分子飞到空间里，这个过程叫作蒸 发。物质的状态从液体变成了气体。当能量以相反的方向船体，分子缺少能量并且变成更稳 定的状态，导致物质从气体变成液体，接着开始结冰成更坚硬，冰冷的固体状态。能量驱动着整个过程。在早期的经验中，学生会加热物质样品（传递能量），并且观察样品 熔化。学生会冷却物质样品（转移动量），并且观察样品冷冻。状态的改变
6、，性质也会随之 发生改变。当你把水和户外来的固体植物材料混合，会发生什么？泡茶是一个从固体基质中提取可溶物质的简单的过程。在这种重要的饮料中，水溶解了丹宁 酸，咖啡因，酯类，维生素还有茶叶其他的材料。在户外探究中，学生会寻找一种固体材料 来和水混合来研究发生了什么。它们可能会找到干的橡木叶子或者白杨树皮段。可能有橡子 或者枫叶种子需要研磨并且加入水。其他人可能会找到一把叶子或者蒲公英花朵。这种环境 将会变成这次探险的导向。学生应该清楚的理解最后的产品不是一杯当作样品的茶。这是不容质疑的。但是值得思考的 是我们勇敢的先锋者制作了一杯柳树皮茶，并且发现它有着治疗的功效。柳树茶是天然的阿 司匹林。从
7、烤好的咖啡豆里制作一杯“茶”产生了一个世界性的每天早晨唤醒无数人类的工 业。提取天然固体材料是人类文化的一局部。课程目标焦点问题：固体和水混合会发生什么？学生通过自由探究不同固体与水混合发生的变化，完成性质变化实验单和制作统计表海 报，加深对于不同固体放入水中会发生混合的概念、不同的固体在水中会发生相同或不同的 变化以及溶解的概念，锻炼了分析，比拟以及综合和联系的批判性思维。学生通过生长晶体工程来了解固体遇水发生溶解，水蒸发再变成固体的变化，这种变化是可逆的，锻炼了学生解决问题的批判性思维。材料准备每个学生1张记录单“水中的固体A”1张记录单“水中的固体B”1张任务单“生长的晶体”2粒粗盐（带
8、回家，观察蒸发）1个自封袋1张生长晶体记录表1个生长的晶体套装每对学生工张大海报纸（用来绘制柱形图：固体物质与水混合发生的变化）每组学生11张标签纸（老师上课前，写好每种物体的名称）11个自封带（用来分别放置11种固体物质）整个班级11个塑料碗，分别放置11种固体材料，老师贴上固体的名称标签，老师于上课前一天用等 量的水进行浸泡，浸泡时间一天一夜，中途不要摇晃塑料碗。11种物质分别是：2根雪糕棍 （认识固体）、2片苏打饼干（自备）、2片硬纸板（认识固体）、5颗白芸豆、1小撮长粒 米（自备）、1块布（认识固体中的布）、一小撮葡萄干（自备）、2张铝箔纸（自备），5 粒粗盐、2颗块糖（自备），2根粉
9、笔。11种固体物质（足量的，老师上课发给每组同学，2根雪糕棍、2片苏打饼干、2片硬纸板、 5颗利玛豆、1小撮长粒米、1块布、一小撮葡萄干、2张铝箔纸，5粒粗盐、2颗块糖，2 根粉笔，分装到11个自封袋中，让学生贴上标签纸）1块抹布（自备）纸巾假设干（自备）1个热水壶（自备）1个装满水的L6L的塑料盒（水槽，水自备）重点词汇混合（mix）：两种或者两种以上的东西放在一起，称为混合。溶解（dissolve）：糖和盐放入水中会溶解。蒸发（evaporate）：水可以蒸发变成水蒸气。结晶体（crystal）：盐水中的水全部蒸发后留下了盐的结晶体。上课流程热场/引入(5min)热场。热场完毕，把学生集合
10、在地毯上，说：我们来复习一下固体，现在想一想固体的性质，你可 以跟旁边的同学一起讨论，然后我们一起来提供。讨论一会儿之后，提问：谁可以告诉我固体材料的一种性质？还有别的性质吗？继续提问一直到学生说不出来为止。液体的性质也需要重复这种提问。今天我们来开启新的探究内容，探究固体、液体与水。我们首先来看：固体和水混合之后会 发生什么？探究固体与水混合(45min)1. Wonder-问题；2. Think-假设告诉学生：我们已经知道了很多关于固体和液体的知识，特别是它们的性质。今天这次课要 来探究一下，固体和水混合在一起会发生什么变化。先让同学们进行假设和猜测。他们可能 想到的是变得湿润、变没、变软
11、等。那么是不是我们想的那样呢？下面我们就来实际探究一下！3. Try-实验、测试、建模；4. Observe-观察、测量告诉学生：固体和水混合后发生变化需要时间，所以这次课老师提前将固体在水中浸泡了一 晚上，我们来重点探究一下这些固体在浸泡前后的变化。在观察之前，咱们得完成一个任务, 将未浸泡的固体进行分装，每组一套，好和浸泡过的固体进行比照观察。固体物质共计11 种，每组需要将老师分发给你们的11种固体物质，分别放到11个自封袋中，并粘贴好标签。 老师上课发给每组同学：2根雪糕棍、2片苏打饼干、2片硬纸板、5颗白芸豆、1小撮长粒 米、1块布、一小撮葡萄干、2张铝箔纸，5粒粗盐、2颗块糖，2根
12、粉笔。强调规那么：不可以将任何东西放进嘴里吃。老师让学生帮助把泡有不同固体物质的11个透明塑料碗，从材料站移到探究区域的桌子上, 最好将桌子聚集成一个大桌子，将透明塑料碗均匀的摆放在大桌子的周围，围成一个圈，学 生可以围着桌子来回探究。可以拿出浸泡过的固体物质，比照本组未浸泡过的固体，发现变 化。用下面的问题引导学生探究，学生每发现一种变化可以用泡泡图进行记录。两种固体材料看起来相同或者不同吗？水看起来相同或者不同吗？5. Record-记录、整理数据信息；6.Discover-总结、讨论、反思、交流对大家的回答和记录进行总结，罗列出变化的儿种情况：变大、变潮湿、消失、变软、颜色 变深、碎成粉
13、末、使水变色等，然后2个人为一组，分发一张海报纸，标题为：固体浸泡在 水中一整天性质发生变化统计图。在右下角可以写上制作海报的人的名字，将发生变化相同 的固体写成一列，最后制作柱形图表。根据图表，让学生回答以下问题：你制作的表中有多少种不同的变化？哪些变化很常见？哪些固体经历了这种变化？哪种变化最多，哪种变化最少？解释概念一一混合：我们把水和固体放在一起就是混合，至少有两种物质混合在一起就组成 混合物。溶解：在探究固体和水的变化时，我们发现硬糖和粗盐消失了，这种现象我们叫做溶解，溶 解只是固体变成了更微小的物质，我们肉眼看不都。溶解和温度有关，温度越高，溶解的越 快。课后继续的探究：老师告诉学
14、生：第一次观察并记录了不同固体与水混合一整天之后发生的变化，在课后我们 还要继续一个探究，布置任务如下：观察粗盐的溶解；溶解后的粗盐去了哪里？给每个人分发2粒粗盐、一个自封袋和一张记录单“水中的固体B”，学生将粗盐放到自封 袋中，然后连同记录单带回家。回家后，粗盐可以放到杯子中，加入适量的温水，水能没过 固体就可以了。仔细观察粗盐溶解，学生可以用家里的筷子等物体搅拌，辅助粗盐溶解，然 后将溶解的盐水放入通风的地方进行晾晒。可以让学生预测会发生的变化，同学们都会猜到水会变少，告诉学生这种想象叫做蒸发。告 诉学生水蒸发后杯子中还会得到盐的结晶体。一定要认真完成这个实验，看看盐的结晶体是 怎样的，布
15、置完任务后，让学生拍照并完成记录单，要在记录单上的圆圈内画上水蒸发后剩 余物体的样子，并在下面的横线上用简单的文字进行描述，反响到微信群里。下节课将记录 单和盐的结晶体带过来提供。在下次课的热身活动，可以进行下面的讨论：讨论蒸发：刚放进塑料杯中时，固体都是湿的，经过一段时间之后，发生了什么变化？水 去哪里了？告诉学生：当液体晒干了，我们叫做蒸发。容器中的水蒸发到空气中，干的固体 材料留了下来。讨论结晶：如果粗盐溶液中的水分完全蒸发之后，会留下结晶而成的盐颗粒。让他们描述 盐颗粒的性质。告诉学生这种颗粒就是结晶体。一开始，盐溶解在水中，后来，水分不断蒸 发，原先溶解在水中的盐就慢慢结晶出来，形成
16、了盐颗粒。讨论变化是可逆的(reversible)，提问像盐和糖这种当水分挥发完毕后，可以回到初始状 态，形成晶体颗粒，我们把这种变化叫做可逆的。因果关系表让学生想一想他们观察到的变化，并且讨论因果关系。示范如何使用因果关系图表。例如如 下：The solid is:After a night inwater it looksIt looks When the water、 evaporates, it looksmix with watermix with waterevaporate使用因果关系图表来复习固体和水混合之后发生的变化。因为固体与水混合，结果产生了某 种变化。当它们和水混合时，
17、固体会发生某种变化。发生的变化包括变湿，变软，碎成颗粒或消失(溶解)等。当变湿的固体晒干后，它们可能相同，可能不同。盐能溶解在水中，当水蒸发后，它又结晶出来了。盐的结晶体是正方形的。建立模型为了加深学生的理解，让他们注意三个词：混合物，溶解和蒸发。告诉学生在记录单“水中 的固体A”的反面建立一个模型，来解释当水和粗盐混合后发生的变化。绘画应该进行标 注来解释他们对于三种概念的理解。制作生长的晶体（20min）.制作前老师将水壶灌满水，翻开开关进行烧水。把学生聚集到地毯上，提问：有没有见过晶体crystal?晶体是固体还是液体？雪花就一种晶 体，我们吃的冰糖也是一种晶体。老师也可以自己上课前准备
18、一些晶体的照片给学生看，让 学生描述下晶体有哪些特点，然后指出：我们今天会用固体和水来制作生长的晶体。指出安 全事项:所有的材料都不可以放到嘴巴里吃，做完之后要洗手。还记得之前我们说的溶解吗？ 温度越高溶解的越快，溶解的量也越多，因此我们要用到100摄氏度的水，沸水只能由老师 来操作。把学生带到材料站，来认识生长的晶体用到的材料：1个生长的晶体套装、1张生长晶体记 录表。学生翻开晶体瓶套装，里面有玻璃瓶、木塞、晶体粉、木质搅拌棒（上面标有加水的 刻度）、晶体种子等。老师上课前一定要看一看制作说明。1 .制作中把学生聚集起来讲解步骤，开始制作：1,用热水壶烧开热水后，老师小心给每个孩子的晶体瓶中
19、加入100摄氏度的水。注意一定要 保证玻璃瓶是干净的，如果不干净，老师可以让学生用清水清洗一下，然后用纸巾擦拭干净, 否那么晶体会生长在杂质上，而非晶体种子上，倒入水的量以木质搅拌棒上的刻度标为准。注 意一定要100摄氏度的开水，提醒学生不要碰瓶子，小心烫伤。2 .学生将晶体粉小心的倒入晶体瓶中，全部加入进去，注意不要撒到桌子上。用自带的搅拌 棒进行快速而充分的搅拌，晶体粉一定要完全溶解在水里。3 .然后将溶解好的晶体瓶盖上瓶塞，放到一个没人能够碰触地方，老师负责在第二天的同一 时间打瓶塞。让它安静生长2周，期间不能摇晃震动打搅晶体的生长，在晶体长到快要落出 水面的时候，就要倒掉水，否那么就要
20、长得不美了。然后等瓶子里面剩余的水分全部蒸发后, 孩子就可以盖上瓶塞带回家了。如果孩子的晶体瓶长得不美，要让学生分析原因，然后同样告诉他，虽然不美但也是一个个 微小的晶体。3.制作后把学生聚集在一起，提问：当晶体粉加入到热水后，发生了什么？（不见了，我们叫溶解）晶体粉如果一直无限量的加入到水里，会一直被溶解吗？（不会，当加入了很多很多的晶 体粉之后，就不会溶解了，必要时可以解释为饱和，或者是水“吃饱了”，不能再在吃了）晶体粉是真的消失了吗？有什么方法可以让溶解的晶体粉再变成固体？（蒸发） 预测一下，第二天瓶子里会发生什么？（老师可以把照片及时的传给学生） 过了一周后，让学生来观察发生的变化。（
21、晶体种子上开始生长晶体）告诉学生：整个过程，固体溶解在水里，蒸发掉水后再变成固体，这种变化是可逆的 （reversible）一周之后，晶体开始已经生长了，可以持续整个探究“固体，液体与水”，孩子每周在记录 单上完成观察记录，最后将长好的晶体瓶带回家。表达：回答并提供焦点问题（10min）重申焦点问题：固体和水混合水发生什么？给学生分发记录单“水中的固体A” ：让学生自己选择4种不同变化的固体物质进行记录， 用简单的文字和绘图，描述清楚固体在干燥状态下的形态和性质。然后学生可以邀请自己的 爸爸妈妈进来，进行提供自己的记录单和合作制作的柱形图表。学生要明确固体遇到水的具 体变化，尤其是理解溶解的概
22、念。在提供过程中，鼓励其他学生认真听，给出自己的疑问与 建议。老师总结参照：这几课结束了老师做一下总结，今天我们学习了两个新的概念：混合和溶解。 什么是混合，比方固体和水放在一起就是混合，组成的物质叫做混合物。我们探究了固体和 水混合后发生的变化，进行了记录并绘制了柱形图。发现固体遇到水会消失、变软、碎成颗 粒、变颜色、变潮湿、会让水变颜色等。其中我们知道固体遇到水变消失这种现象叫做溶解。 我们知道了，温度越高溶解的越快，搅拌也可以加速溶解。我们还利用学习的知识制作了生 长的晶体瓶，通过制作晶体瓶我们知道了水和晶体粉的溶解不是无限的，水会吃饱就不会再 溶解晶体粉了，这种想象叫做饱和。我们还布置
23、了作业，观察粗盐的溶解、和水蒸发后析出 粗盐的结晶体。希望家长积极催促我们的孩子们进行课后的实验。收拾整理材料归位，桌椅归位，学生自我评价课堂表现，发放卡片；引导学生去洗手，提醒拿东西。体验提升沟通要点家长们好，今天孩子们学习了两个新的概念：混合和溶解。什么是混合，比方固体和水放在 一起就是混合，组成的物质叫做混合物。我们探究了固体和水混合后发生的变化，进行了记 录并绘制了柱形图。发现固体遇到水会消失、变软、碎成颗粒、变颜色、变潮湿、会让水变 颜色等。其中我们知道固体遇到水变消失这种现象叫做溶解。我们知道了，温度越高溶解的 越快，搅拌也可以加速溶解。我们还利用学习的知识制作了生长的晶体瓶，通过制作晶体瓶 我们知道了水和晶体粉的溶解不是无限的，水会吃饱就不会再溶解晶体粉了，这种想象叫做 饱和，知道了生长的晶体是因为水蒸发导致溶解的晶体析出。我们还布置了作业，观察粗盐 的溶解、和水蒸发后析出粗盐的结晶体。希望家长积极催促我们的孩子们进行课后的实验。课后拓展将课上发的材料带回家，认真完成粗盐的溶解、和水蒸发后的实验，提醒学生完成记录单, 以及下一次上课,学生需要把蒸发后的粗盐晶体带到学校里进行提供和总结，可以得到卡片。