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物理八年级大单元整体教学设计
第三章 《物态变化》
本章内容分析
本单元的主要内容有温度、温度计及其使用、熔化和凝固、蒸发和沸腾、液化、升华和凝华。通过本单元的学习，可以使学生了解温度，会正确使用常用的温度计测量温度，知道熔化和凝固。汽化液化、升华和凝华等自然现象中蕴含的物理知识。物态变化的现象与学生的生活联系紧合，趣味性强，没有太多定量的计算。另外，本单元涉及的科学探究活动较复杂，因此首次安排了完整的科学探究活动--“探究固体熔化时温度的变化规律”，以帮助学生科学探究建立完整的认识，培养科学探究能力。
本章课标要求
1.1.1 描述固、液和气三种物态的基本特征。列举自然界和生活中不同状态的物质及其应用。
1.1.2说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理，会用常见温度计测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。
1.1.3 经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点，了解物态变化过程中的吸热和放热现象。用物态变化的知识说明自然界和生活中的有关现象。
1.1.4 用水的三态变化说明自然界中的一些水循环现象。了解我国和当地的水资源状况，有关心环境和节约用水的意识。
本章核心素养
物理观念：
十五个概念——温度、物态变化、熔化、凝固、晶体、非晶体、熔点、凝固点、汽化、液化、蒸发、沸腾、沸点、升华、凝华。
两个区别——晶体和非晶体的区别、蒸发和沸腾的区别。
物理思维：两种方法——控制变量法、图象法。
科学探究：三个实验——探用温度计测量水的温度、探究固体熔化时温度的变化规律、探究水沸腾时温度变化的特点。
科学态度与责任：通过对生活中常见现象的深入探究和理解，掌握物理规律，培养学生认识科学本质，形成探索自然的内在动力。
单元教学目标
（一）内容目标
1.知道温度及摄氏温度的规定。
2.通过观察和实验，了解温度计的结构及工作原理。
3.会用温度计测量温度。
4. 通过“用温度计测量水的温度”的实验，学会温度计的使用方法，体会观察和测量的意义。
5. 能区别物质的气态，液态和固态三种形态，知道物质的固态和液态之间是可以转化的。
6. 了解熔化和凝固，能用熔化和凝固的知识解释生活中的现象。
7. 知道熔化曲线和凝固曲线的物理含义。并知道晶体和非晶体的区别。
8. 知道物质的液态和气态之间是可以转化的。了解汽化和液化，解释生活中的有关现象。
9. 能通过实验观察水的沸腾现象，了解沸点的概念。
10. 能区别沸腾和蒸发。
11. 通过观察碘的升华与凝华实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的。
12. 知道升华和凝华，了解升华要吸热，凝华要放热。
（二）学业目标
1. 了解一些生活环境中常见的温度值，感受物理与生活的紧密联系。
2. 通过探究实验，使学生学会用图象探究物理规律的方法。
3. 能通过实验，用图象描述水沸腾时温度的变化情况。知道沸腾图象的物理含义，进一步体会图象在探究物理规律中的作用。
4. 能用升华和凝华的知识，解释生活中的现象。
5.了解水循环过程中水的三态变化，培养关心环境和节约用水的意识。
五、教学重点：
1.液体温度计的原理、构造及正确使用。
2.物质的三态及其基本特征。
3.六种物态变化及其吸、放热情况。
4.地球上的水循环、节约用水与水资源保护，重点实验。
六、教学难点：
1.练习使用温度计。
2.观察水的沸腾。
3.探究冰、烛蜡的熔化特点。
七、学情分析，教学建议：
学生对本单元内容原本就有一定的基础,对一些物态变化现象并不陌生,且教学要求不高，主要是了解一些基本的规律，然后应用这些规律解决生产和生活中某些简单的问题，理解起来并不困难.所以，要将培养学生的设计能力、动手实验能力和合作探究能力作为本单元的重点。
建议鼓励学生多搜集资料并互相交流讨论，让学生真正理解知识：对于“白气”就是“水蒸气”、摸起来热的物体温度一定高、摸起来冷的物体温度一定低等学生凭自己的主观想象或经验、感受获得的错误信息，要及时纠正。
建议多举例，讲明分析的思路和判断的依据：学生虽然熟悉生活中的各种物态变化现象，但区分起来，却不知从何入手。
建议让学生自己去发现、归纳,从而激发学生学习的积极性：有些学生在实验过程中观察不够仔细或没有耐心，教师可适当引导,如注意物态变化前后温度的变化,出现了什么现象等。
八、本章活动主题：
高温反而不沸腾？
众所周知，水存在固态、液态、气态三相。在1标准大气压下，把固态的冰加热到0℃，它会融化成液态的水；继续把水加热到100℃，它会沸腾汽化成气态的水蒸气。这是生活常识，也是人们对“相变”这种物理现象最直观的认知。
然而这个常识并非在任何情况下都奏效。比如，如果将水滴到150℃的铝板上会发生什么？人们大概会觉得，热源的温度已经高于水的沸点了，水滴接触铝板后应当迅速汽化。然而如果你做一做实验，比如炒菜时，先把平底锅加热，再倒上水，你会发现水滴会悬浮在锅底上滑来滑去，维持一段时间的液态而不是迅速蒸发成水蒸气。这种现象人们很早就发现了，德国医生和神学家约翰·莱顿弗罗斯特（Johann Leidenfrost）在1751年最早描述了这种现象，因此它也被命名为“莱顿弗罗斯特效应”。
水在接触温度高于水沸点的热源后，反而不会沸腾，而是保持液态，这是为什么呢？原因其实很简单，水滴和高温热源的接触面上会蒸发出一个隔热的水蒸气层，它隔开了顶部的水和热源继续接触，从而阻断了整个水滴的沸腾过程。莱顿弗罗斯特效应带来了一些麻烦，如果你想让水尽快沸腾得到水蒸气的话，这个效应阻碍了热源向水传热的过程。早在蒸汽时代，许多锅炉设计师就发现，温度高的锅炉产生蒸汽的效率反而更低。另外，液态水经常被用作一种导热介质，而莱顿弗罗斯特效应的存在，使得在对一些高温物体降温的操作中，液态水并没有那么高效。
而2022年1月发表在《物理评论·流体》的一篇论文中，研究人员发现了一件好玩的事情：如果想要把热量从热源上迅速地转移，你不应该往热源上加水，而应该加冰。
九、教学过程性评价细目设计
学习任务 温度和温度计 物态变化 探究固体熔化时温度的变化规律 探究水沸腾时温度变化的特点
优秀 1.理解温度的概念并会应用,熟知温度计的结构及工作原理。 2.能在生活实际中应用温度计、体温计测量温度。 3.熟知生活中常见的温度值,能够对环境温度问题发表见解。 4.掌握温度计的使用方法。 1.能描述固、液和气三种物态的基本特征,熟知三种物态是可以相互转化的，并能举例。 2.熟知熔化和凝固，能用熔化和凝固的知识解释生活中的现象。 3.熟知液态和气态之间是可以相互转化的,熟知汽化和液化现象。 4.能区别蒸发和沸腾,掌握液化的方法。 5.熟知物质在固态和气态之间是可以直接相互转化的。 6.熟知升华和凝华的概念及特点,熟练掌握升华吸热、凝华放热。 7.掌握升华和凝华的知识，并能解释生活中的现象。 1.通过探究固体熔化时温度的变化规律,掌握物质发生状态变化的条件。 2.熟知晶体和非晶体的区别,熟知晶体、非晶体熔化(凝固)时的图象特点。 3.熟知不同晶体的熔点不同，同种晶体的熔点和凝固点相同。 1.能通过实验观察水的沸腾现象,掌握沸点的概念。 2.能用图象描述水沸腾时温度的变化情况,掌握沸腾的条件及图象的意义。
良好 1.理解温度的概念,了解温度计的结构及工作原理。 2.会使用温度计、体温计测量温度。 3.知道生活中常见的温度值,尝试对环境温度问题发表自己的见解。 4.通过“用温度计测量水的温度”实验,了解温度计的使用方法。 1.会描述固、液和气三种物态的基本特征,通过具体实例了解三种物态是可以相互转化的。 2.了解熔化和凝固，能用熔化和凝固的知识解释生活中的现象。 3.知道液态和气态之间是可以相互转化的,了解汽化和液化现象。 4.能区别蒸发和沸腾,了解液化的方法。 5.了解物质在固态和气态之间是可以直接相互转化的。 6.知道升华和凝华的概念及特点,知道升华吸热、凝华放热。 7.能用升华和凝华的知识解释生活中的现象。 1.通过探究固体熔化时温度的变化规律,感知物质发生状态变化的条件。 2.知道晶体和非晶体的区别,知道晶体、非晶体熔化(凝固)时的图象特点。 3.知道不同晶体的熔点不同，同种晶体的熔点和凝固点相同。 1.能通过实验观察水的沸腾现象,了解沸点的概念。 2.能用图象描述水沸腾时温度的变化情况,理解沸腾的条件及图象的意义。
合格 1.理解温度的概念,了解温度计的结构及工作原理。 2.会使用温度计、体温计测量温度。 3.知道生活中常见的温度值。 4.了解温度计的使用方法。 1.会描述固、液和气三种物态的基本特征,了解三种物态是可以相互转化的。 2.了解熔化和凝固。 3.知道液态和气态之间是可以相互转化的,了解汽化和液化现象。 4.能区别蒸发和沸腾,了解液化的方法。 5.了解物质在固态和气态之间是可以直接相互转化的。 6.知道升华和凝华的概念及特点,知道升华吸热、凝华放热。 1.通过探究固体熔化时温度的变化规律,感知物质发生状态变化的条件。 2.了解晶体和非晶体的区别,知道晶体、非晶体熔化(凝固)时的图象特点。 3.了解不同晶体的熔点不同，同种晶体的熔点和凝固点相同。 1.能通过实验观察水的沸腾现象,了解沸点的概念。 2.能用图象描述水沸腾时温度的变化情况,了解沸腾的条件及图象的意义。
评价指标 评价等级及分值 得分
一级指标 二级指标 优 良 （10-8） 一般 （7-5） 需要改进（4-0） 生评 他评 师评
活动态度（15%） 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对课有较高的学习兴趣 对课知识学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责，努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下努力实现预定任务 认真参与，在同伴协助下实现未能预定任务
合作交流（20%） 与人合作 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 基本能和同学配合，做好自己分内工作 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题
探究实验（30%） 动手操作 能熟练操作试验器材，并在规定时间内完成试验任务 操作器材较熟练，能够完成试验任务，但有缺陷 器材操作很陌生，不能完成实验任务，或者效率太低
观察分析 能够根据实验现象和课堂分析，得出完整的实验结论 根据实验现象和课堂分析，只能得出部分实验结论 根据实验现象和课堂分析，几乎不能得出实验结论
成果展示（35%） 汇报 交流 物理术语运用准确，语句通顺，表情丰富 物理术语运用较准确，语句比较通顺 没有使用物理术语 ，过于口语化
十、教学流程图（思维导图展现整个整体单元教学的思路及课时安排）
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第三章 物态变化
第2节 熔化和凝固（第1课时）
第2节 熔化和凝固（第1课时）
课题
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节属于物态变化的基础章节之一，而熔化和凝固是物质最基本的特性之一，其物态变化的现象是生活中最常见、最熟悉的。学好本节对学习其他物质的特性有迁移作用。同时，本节课也是初中物理学习过程中具有探究内容的课，对学生的探究能力的培养起到作用是显而易见的。通过这节课的学习为今后探究型课题的学习打下坚实的基础。
2.学习者分析 八年级学生已经具备一定的观察、动手能力，形象思维比较好。学生喜欢动手，并可以提出一些问题，但归纳总结的能力有待进一步提高，对于较为抽象的知识理解比较困难。
3.学习目标确定 1.通过举例与实验，知道物态及物态变化，及变化时的吸热和放热情况。 2.通过探究“固体熔化过程温度随时间变化规律”的实验，知道晶体熔化的规律，晶体与非晶体的区别。 3.通过实例列举，了解熔化现象在实际生活生产中的应用。
4.学习评价设计 学习评价自我评价表项目评价内容掌握情况很好一般不好科学知识1知道物态及物态变化。 2知道晶体与非晶体熔化时温度的变化规律。3了解熔化现象在实际生活生产中的应用。学科能力通过观察海波和松香熔化过程温度随时间变化的实验，着重培养观察能力、分析和解决问题的能力。 对比海波与松香熔化过程的温度-时间图像，知道晶体和非晶体的区别，培养实验探究，总结归纳的能力。科学态度通过熔化在生活中的应用实例，能够体会物理的趣味性、实用性。
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：创设情境
天气热的时候，从冰柜中拿出的冰，一会儿就变成了水，再过一段时间水干了，变成看不见的水蒸气，跑得无影无踪。这是为什么呢？ 多媒体展示 学生观察、思考、讨论：固态、液态和气态是物质常见的三种状态。 抓住学生好奇的心理特点由情景导入新课让学生对即将学习的知识产生浓厚的学习兴趣。
任务二：物态及其变化
体验：（1）将蜡烛点燃后倾斜一个角度放置在空火柴盒的上方，你能观察到什么现象？ （2）将冰棒放在空烧杯中，过一会儿，你能发现什么现象？ 学生操作实验，发现烧杯中只剩下半杯糖水。 这些现象可以说明物质的状态发生了怎样的变化？ 总结： 1，物质通常有三种状态，即固态液态和气态。如冰、水、水蒸气就是水这种物质的三种状态。 2.物质的状态不是一成不变的。当物体温度发生变化时，物质的状态也往往发生改变。 3.物质各种状态之间的变化叫物态变化。 学生进行实验，回答观察到的现象：蜡烛逐渐变成烛油往下滴，滴入空火柴盒、冷却后变成了蜡块。冰棒化成水。 学习从具体实例抽象出物理概念。
任务三：熔化
图片展示“冰棍化了”，提问：铁能熔化吗？用什么方式可以使铁熔化？ 课件展示图片“铁熔化成铁水”，提出问题： 铁在熔化过程中状态是怎么变的呢？ 学生观察图片，思考、回答，并总结出：物质从固态变成液态的过程叫做熔化。 增强学生的感性认识，从而理解熔化的概念。
任务四：探究固体熔化时温度的变化规律
结合生活中冰的熔化过程，想一想，冰的熔化需要什么条件，不同的物质熔化时温度将会如何变化？ 实验目的：探究固体熔化时温度的变化规律 提出问题：不同物质在由固态变成液态的过程中，温度的变化规律相同吗？ 猜想假设： 不同物质在由固态变成液态的过程中，温度可能会升高？ 不同物质在由固态变成液态的过程中，温度可能会保持不变？ 制定计划、设计实验：你认为这次探究需要哪些实验器材？采用什么研究方法？如何比较哪种物质的变化情况？ 在学生制定计划设计实验的基础上，教师适当补充自己的意见，让学生自主设计实验方案： 研究海波（硫代硫酸钠）和蜡的熔化过程。参照下图选择需要的实验器材。 进行实验与收集证据： 将温度计插入试管后，待温度升至40 °C左右开始，每隔大约1 min 记录一次温度；在海波或者蜡完全熔化后再记录4～5 次。 分析与论证： 图3.2-2 和图3.2-3 中的纵轴表示温度，温度的数值已经标出；横轴表示时间，请你自己将数值写上。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点，然后将这些点连接起来，便得到熔化时温度随时间变化的图象。 海波熔化图像 蜡的熔化图像 引导学生仔细分析实验现象，找出规律。学生讨论交流，最后总结得出固体熔化时温度的变化规律。 评估：回想实验过程，有没有可能在什么地方发生错误？ 进行论证的根据充分吗？实验结果可靠吗？ 交流合作：与同学进行交流。你们的结果和别的小组的结果是不是相同？如果不同，怎样解释？ 进行实验与收集证据 将温度计插入试管后，待温度升至40 ℃左右 开始，每隔大约1 min 记录一次温度；在海波或者蜡完全熔化后再记录4～5 次。 成果展示：分别选择2—3小组将海波或石蜡熔化图像投影在黑板上。 海波的熔化图像 石蜡的熔化图像 提问：比较海波和石蜡熔化图像，温度变化有什么不同？ 晶体 非晶体 学生开始思考、设计、提出问题等 学生思考实验缺陷， 教师点拨引导实验设计的更加合理化。 学生开始讨论、分析、论证、绘制图像 学生交流讨论评估 写出实验报告。 学生思考、交流 生1：海波在AB段温度不断上升，在BC段温度却保持不变，在CD段温度又再上升 生2：海波在AB段为固体；在BC段为固液共存，且固体减少，液体增多；在CD段为液体 生3：AB段是熔化前；BC段为正在熔化；CD段为熔化后 生4：石蜡在熔化过程中，吸热，温度不断上升； 生5：石蜡在熔化过程中，没有明显的状态变化，先变成粘稠状态，后变稀，最后是液体 培养学生的动手能力，运用数学的知识找到两个物理量的关系，提高解决物理问题的能力。 培养学生优化实验设计的能力，在原有实验设计的基础上，剖析存在的缺陷，找到改善的方法，进一步实现设计的合理科学化。 鼓励学生合作探究，体验科学探究的乐趣，更好的培养学生主动探究能力和创新精神。 对比海波和松香的熔化曲线，引出晶体与非晶体的概念。
任务五：晶体与非晶体
晶体：熔化过程有固定的熔点，如海波。 非晶体：熔化过程没有固定的温度，如松香 生活中常见的晶体：冰、海波、各种金属、石英 、水晶、食盐、萘等。 生活中常见的非晶体：松香、石蜡、蜂蜡、沥青、玻璃等。 自学指导：阅读课本56页小资料《几种晶体的熔点》；知道冰和常见晶体的熔点 常见晶体的熔点：钨，3410℃，制作灯丝；锡，232℃，保险丝/焊丝；冰，0℃，冰雪熔化时天气寒冷；水银，-39℃，常温下为液态。 学生交流、思考，总结出晶体和非晶体的区别：晶体熔化时的温度叫熔点。非晶体没有熔点。 学生了解其他晶体的熔点。 分析总结晶体熔化温度图像，了解生活中常见晶体物质，学会通过熔点判断物质的作用。
任务六：熔化在生活中的应用
1.熔化吸热降温： 夏天，人们喜欢吃海鲜，要把它运往内地，为什么要用冰块来保存？ 2.熔化重塑改变物体形状：塑料颗粒熔化制成塑料盆，二氧化硅颗粒制成玻璃 3.思考：把正在熔化的冰拿到温度为0℃的房间里，冰能不能继续熔化？ 学生思考、讨论，并回答问题：冰块熔化吸热使冰冻食品保鲜。 学生思考、讨论，并回答问题：不能，熔化的冰为0摄氏度，在0℃的房间里无法继续吸热，因为热量要从高温物体向低温物体传递，冰熔化需要持续吸热，所以冰不能继续熔化。 通过列举熔化现象在生活生产中的应用，引导学生思考并做出解释，同时学以致用，理解熔化现象在生活中的应用。
任务七：总结反思
通过本节课的学习，你学到了什么？你还有什么问题？ 学生对本节课内容进行总结，梳理所学的知识，构建思维导图。 引导学生对所学的知识进行归纳、总结，提升学生的交流表达能力。
6.板书设计 第2节 熔化和凝固（第1课时）
7.作业与拓展学习设计 1.萘的熔点为80℃，那么80℃的萘处于（ D ） A.固态 B.液态 C.固液共存 D.以上三种都有可能 2.如图是冰熔化过程中温度随时间变化的图像；下列分析正确的是（ C ） A.冰溶化过程特续了5min B.处于0C的冰一定是固液共存状态 C.冰在AB段和CD段都要吸热 D.冰在BC段之间温度不变，不吸热也不放热 3.【多选】如图所示为甲、乙两种物质的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（ CD ） A.甲物质是晶体，乙物质是非晶体 B.乙物质熔化过程经历了4min C.乙物质在210C时处于固液共存状态 D.乙物质在BC段温度不变但要吸热 【拓展】课后实验探究：利用家里的简易工具探究冰块熔化时温度的变化规律。
8.特色学习资源分析、技术手段应用说明 多媒体、铁架台、酒精灯、火柴、石棉网、烧杯（200mL）、水、试管、温度计、海波、蜡、萘、铁、铜、铝、玻璃、橡胶、塑料、松香、沥青等。
9.教学反思与改进 本节课以生活中常见的物理现象为起点，以物理知识为载体让学生进行科学探究，通过让学生亲自动手实验，加深学生对科学探究过程的体验和物理知识的认识。在这节课的学习中，对于学生来说既有知识上的收获，更有方法上的收获和能力上的提高。
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