“做中学”理念下初中物理跨学科实践项目的开发与研究——冰箱类实验

一、实验器材：家用冰箱、饮料瓶、鸡蛋、冷冻肉、湿毛巾、冰块、易拉罐、

食盐、温度计、筷子等

二、探究步骤及原理

第一步：感知冰箱不同隔间温度

打开冰箱冷藏室与冷冻室，用手感知冷藏室、冷冻室温度差异，介绍用途差异。

第二步：观察液化现象

从冰箱冷藏室取出冰镇饮料瓶与鸡蛋，静置在桌面上，仔细观察瓶身、蛋壳表面，很快会出现细密的小水珠。而没有经过冷藏的瓶和鸡蛋表面没有小水珠。

✅ 原理分析：空气中的水蒸气遇冷液化，形成液态小水珠附着在瓶和蛋的外表面。

第三步：观察凝华现象

从冰箱冷冻室取出冷冻的肉，放一会儿，观察肉表面会有一层白色针状小冰晶（白霜）。

✅ 原理分析：室内高温水蒸气遇到温度极低的冷冻肉，直接遇冷凝华，由气态变为固态，形成白霜。

第四步：观察凝固现象

拿一块湿毛巾包裹冷冻肉，静置一小段时间，会发现毛巾与冻肉紧紧粘连在一起，很难分开。

✅ 原理分析：湿毛巾里面含有的液态水，遇到温度极低的冻肉，遇冷凝固变成冰，从而将毛巾和冻肉冻结粘在一起。

第五步：观察熔化现象

从冰箱取出冰块放置于易拉罐中，持续观察冰块的状态变化，记录冰块慢慢由固态冰熔化成液态水的全过程。

✅ 原理分析：冰块从周围环境吸收热量，发生熔化。

第六步：自制白霜（模拟凝华实验）

向装有冰块的易拉罐中加入适量食盐，用筷子充分搅拌；使用温度计测量罐内冰盐混合物温度，可观察到温度低于0 ℃。静置几分钟，观察易拉罐下部与罐底，罐外壁出现一层薄薄的白霜。

✅ 原理分析：加盐降低冰的熔点，冰熔化吸热，使易拉罐罐身温度降到0 ℃以下；空气中的水蒸气遇到低于0 ℃的罐壁，直接由气态凝华为固态，形成白霜。

教学设计要点（做中学）

1.递进观察：液化→凝华→凝固→熔化→凝华，一气呵成，全部取材于家庭厨房/冰箱，落实跨学科实践。

2.对比思考：引导学生对比第二步液化、第三步凝华、第六步自制白霜实验，区分气态→液态（液化） 和气态→固态（凝华） 的温度条件差异。

3.任务驱动：学生一边操作一边记录现象，自主推导物态变化名称以及吸放热特点

4.拓展任务：思考为什么冷冻室内更容易出现凝华白霜，冷藏室只能看到液化水珠

安全提示：

1.提前提醒学生：不要长时间触碰冷冻物品，防止冻伤

2.可增加对照组：将常温鸡蛋放在桌面，对比观察，凸显“温度差”是物态变化的前提。

3.✨新增补充：该步骤中注意食盐不要洒落，实验结束及时清理易拉罐中的冰盐水，防止腐蚀桌面；搅拌冰盐混合物时动作轻缓，避免划伤。