《水结冰了》一课希望学生通过观察水结冰的实验过程，知道当环境温度低于零摄氏度，水的温度下降到零摄氏度时，开始结冰，从液体状态变成固体状态，水在结冰过程中，要向周围放出热量。要想让学生建构这样的科学概念，必须引导他们通过严谨的科学实验，采集、统计、分析实验数据才能达成。
　　在教学中，我按照教材上的方法与步骤，指导学生展开实验，采集到如下数据：
　　以上数据表明，大多数数据不能说明“纯净水在一个标准大气压，温度在零摄氏度时开始结冰，结冰时的冰水混合物温度保持在零摄氏度”。为什么会出现这样的现象？
　　带着这样的疑问，我到网上寻找答案，发现许多老师在上此课时，都出现了这样的现象，看来“如何让水在零摄氏度结冰”还真是个普遍的问题。我们区的科学教师QQ群，以及武汉市科学教师QQ群对此问题展开了讨论，很多老师分析了原因，提出了许多有价值的观点，但这些观点需要通过实验来验证。
　　我首先将怀疑的对象锁定在温度计上。现在小学实验室采用的温度计主要是煤油温度计和水银温度计，我从实验室各挑选三只看上去质量好点的温度计，将它们放置在同一水槽中，测量水槽中的水温，待温度稳定后读数，煤油温度计的正负误差有2～3摄氏度，水银温度计测量的效果稍好，但是由于水银颜色较浅，易造成认读误差。通过实验，我认为这两种温度计达不到测量水结冰温度的精度要求。
　　于是，我到网上去寻找精度更高的温度计。我找到一种探针式电子温度计（见图1），正负误差为1摄氏度，而且认读方便，不会因认读错误造成二次误差，但缺点是不太灵敏，不能反映即时温度，只能基本达到实验要求。后来，在其他老师的推荐下，我采用了精度更高、反应速度能即时显示水温细微变化的温度传感器（见图2），完全能达到实验要求。
　　另外，我將教材中的实验装置做了修改，用一个塑料量杯套住裹有毛巾的烧杯，做成一个简易保温杯（见图3）。
　　然后，对于很多小组探测到温度总是在零摄氏度以下水才结冰这种情况，经过反复实验、分析以及查阅资料后，我首先排除了观察误差的问题。我认为出现这种情况有两个原因：
　　1.在试管这样一个小环境中，靠近试管底或壁的水和试管中间的水，受冷情况是不一样的，而且水是热的不良导体，又不能流动，所以试管中不同部位的水温度是有细微差别的，温度计的探测部位不同显示的温度不同，再加上其他因素的影响（如水质、水的一些固有特性），所以才会出现水总是在零摄氏度以下才结冰的情况。
　　2.在实验过程中出现试管里的水已经零下7摄氏度了，仍然不结冰的情况，这时可以把试管拿出来，晃动一下，在极快的时间里水就会迅速结冰。我通过查阅资料知道，原来这是一种过冷水现象，是因为纯净水中缺少凝结核或其他原因，水在零摄氏度以下还保持着液态，这样的水叫过冷水。
　　于是，我再次改进实验，在水温接近冰点时，不停搅动试管里的水，这样可以使试管里的水流动起来，使试管里各个部分的水温度达到一致，尽量避免出现过冷水现象。
　　经过这样的实验改动后，我又反复多次实验，取得了满意的实验效果，实验数据如下
　　但是，令人困惑的是，许多时候会出现这样的现象：水的温度下降到零摄氏度时仍然不结冰，直到温度降到零下2摄氏度左右时，温度突然迅速回升并且长时间稳定在零摄氏度（误差0.1）时结冰，直到绝大部分水结冰，温度才会缓慢下降。
　　这显然与我们熟知的水温下降到零摄氏度开始结冰还是有出入的，为什么会这样呢？我是这样思考的：此时纯净水还未形成结晶体，也就是凝结核，水仍然在向外释放能量，所以温度还会下降，一旦搅动水产生了结晶体（形成冰水混合物），水分子之间的结构会重组，结构重组时释放与吸收能量会形成动态平衡，温度会迅速回到零摄氏度，并且稳定在这个温度上不变，直到完全结冰后才会下降。
　　所以，我认为“纯净水水温下降到零摄氏度开始结冰”这种说法是有问题的，水结冰会有一个下降再回升到零摄氏度的过程，会稍稍滞后，所以应该去掉“开始”两字，而“冰水混合物的温度是零摄氏度”这个概念在实验验中得到印证。
　　通过投入大量的时间精力进行以上探究活动，使我对科学本质和科学课教学有了更多的认识：
　　1.在引导学生开展科学探究时，数据的采集应当尽可能使用精密的科学仪器，否则可能会对学生形成正确的科学概念产生不利影响。
　　2.实验结果的可靠性应经得起重复检验，需要反复验证。科学不是想当然，是建立在事实基础上的，想当然的科学是伪科学。
　　3.水结冰的过程非常复杂，三年级学生完成这样的探究活动有点勉为其难。
　　湖北省武汉市硚口区星火小学（430030）