晶体和非晶体怎么确定熔点？晶体有确定的熔点

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昨天记录了关于“晶体具有确定的熔点”课堂教学情况及其反思情况，通过思考得出结论：不管是晶体，还是非晶体，在熔化实验过程均很难看到“温度不变”这样的实验现象。诚然，对于非晶体熔化实验看不到“温度不变”实验现象，这是无需多言的；对于晶体熔化实验，看到“温度不变”实验现象，会很难吗？

由“晶体有确定的熔点”想到的……（一）|教研分享系列287

十多年前，号主也教了一年初中，但并没有做晶体熔化实验。据我了解，很多学校都不开这个实验的。一个非常钟情于物理实验的教师同仁，也坦诚说到：只要涉及到酒精灯的实验，他都不开分组实验，原因是现在学生很调皮，就怕出实验教学安全事故。

为了不出教学安全事故，一切有安全“隐患”的教学活动都停止，这是当今学校的普遍性做法。

一线教师和学校采取如此保守做法，号主认为是值得上上下下反思的，绝不能把板子仅仅打在教师和学校身上。当然，所谓的反思，就是要在各个层面各个方面压实责任，既要认真履职，又不得在出现安全事故时“随意”无责惩戒，甚至无责极限惩戒。

据了解，晶体熔化实验是初中物理中的一个重要实验，在中考试卷中出现的可能性很大。负责任的教师，一般都会通过播放实验视频的形式完成这一实验教学。然而，这样的实验教学，到底能不能达成“科学探究”教学目标呢？能够在考试中拿分，甚至拿满分的学生，一定具备较高水平的“科学探究”关键能力了吗？对晶体熔化实验过程一定具有了本质性理解吗？对此，号主持非常不乐观的偏见看法。

一位朋友看到号主咨询“晶体熔化实验过程的注意事项”问题，非常热情地给予了号主有关信息。

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另外，号主也从网络上搜索了有关资讯，基本与热心同仁上面信息是一致的。至此，几乎可以得出结论，通过各种办法，就晶体熔化过程做到均匀缓慢加热，实现固液均匀共存，还是能够成功完成实验的——呈现“温度不变”实验现象，即得出“晶体具有确定熔点”实验结论的。

然而，仅仅呈现了“温度不变”实验现象，就得到“晶体具有确定的熔点”这样的实验结论，这是一个严密的完整的科学探究教学活动吗？答案当然是否定的。

当然，从教学具有阶段性、学习遵循进阶性的基本教学原理来看，在初中物理中，通过教师有效的教学手段（例如实验视频、教师演示等等），能够让学生初步了解晶体熔化实验中的注意事项（例如均匀缓慢加热、确保固液均匀共存等）、知道实验步骤、观察实验现象、获悉实验数据处理方法，并获知“晶体熔化具有确定熔点而非晶体没有”科学结论，这已经足够了。

到了高中，学习了分子动理论及晶体与非晶体的微观结构特点后，则可以引导学生解释“晶体熔化具有确定的熔点而非晶体没有”这样的实验现象了。

基于熔化实验实际情况的讨论，号主认为建构理想化的熔化实验过程模型，即熔化之理想实验（即基于科学推理的思维实验）是非常有必要的。

在固体熔化中，通过缓慢均匀加热，克服分子引力做功，即破坏分子结构，使得分子能够自由流动起来，这个过程相当于增加了分子势能。因为是缓慢均匀加热，在熔化过程中，固液均匀共存状态下，被加热系统中各个部位均达到相同的温度，即分子动能都是一样的，而且几乎等于即将突破平衡位置的极限能量状态。另外，有一些分子如果分子动能不同于前述分子动能值，若较小，则从燃烧物中获得能量能够立即达到同样的值（当然，从其它分子动能较大者中获得能量也无不可），若较大，则与固态分子发生非弹性碰撞，把多于的分子动能转化为分子势能，得以突破固体分子引力束缚，使得该分子最终流动起来。如果能够呈现这样的理想化实验过程，那么就能很好地呈现“温度不变”实验现象。

相比较而言，由于晶体具有规则的空间点阵结构，通过改进和优化实际实验条件，其熔化实验过程与前述理想实验相近，而且这个“不变温度”也正是确定的熔点。相反，由于非晶体不具有规则的分子结构，通过改进和优化实验条件，其熔化实验过程也与理想实验相距甚远，即使巧合实现了，这个“不变温度”也是一个随机值。

总之，从理论上而言，晶体具有确定熔化热和熔点，非晶体没有确定的熔化热和熔点；从实验上而言，通过改进和优化实验条件，晶体熔化实验是能够呈现并复现固定熔点实验现象的；而非晶体熔化实验难以呈现、更不可能复现“固定温度”的实验现象。

昨天，号主思考得到三个结论，事实上是从逻辑推理视角论证熔化实验可能的复杂情况及理想情况。这些思考结论与实际实验具有一致性，而且这些思考结论与教材结论并不存在矛盾对立性，相反具有辩证统一性。

通过这一课题的思考与讨论，说明实际教学具有较大的自我创造空间。当然，这个所谓的“创造”，不是指伟大的科学发现，而是指对于科学结论给出具有自我独立思考的科学解释。

公众号推文发布后，能够得到同仁朋友之间的真诚探讨交流，这是号主的莫大荣幸！非常感谢徐老师参与讨论交流！

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值得指出，物理实验不仅仅呈现惊奇的实验现象，也不仅仅训练实验器材的使用，更重要的是做到有目的的做实验。总之，物理实验，不仅仅要强调操作性，更重要的要重视思维性。