3.5 跨学科实践：探究厨房中物态变化问题 教案
文档属性
| 名称 | 3.5 跨学科实践：探究厨房中物态变化问题 教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-08 13:51:02 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
课题 第三章 物态变化
3.5 跨学科实践：探究厨房中的物态变化问题
教学目标
1.物理观念
理解并掌握物态变化在厨房中的应用。
2.科学思维
培养科学思维、实践能力和团队协作能力。
3.科学实验
通过观察和实验，提升观察、记录、分析和解决问题的能力。
4.科学态度与责任
（1）激发对科学现象的好奇心和探索欲，培养实践意识和团队协作精神。
（2）引导学生跨学科探索厨房中的物态变化问题，培养科学思维、实践能力和团队协作能力。
教学重点
厨房中的物态变化问题
教学难点
用物态变化知识解释厨房中的物理现象
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
多媒体
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
在蒸包子时，揭开锅盖会看到包子上方冒“白气”，你知道“白气”是怎样形成的吗？
在煮菜的过程中，开锅的熟食上方冒着“白气”，这个“白气”是怎样形成的？
二、新课讲授、师生互动
（一）项目提出
厨房不仅是加工食材的场所，也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。烹饪过程涉及各种物态变化，例如，水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化等。这些变化不仅是烹饪过程中的自然现象，也是我们掌握烹饪技巧、提高烹饪效率、提升食物品质的关键。我们可以从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
（二）项目分析
我们可以先观察厨房中都有哪些现象与物态变化有关，再分析这些现象中的物理问题。具体任务如下。
1. 观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹饪的影响。
2. 从物理学的视角，对烹饪过程中发现的一些问题提出改进建议或总结认识体会。
3. 实施改进建议，描述实施后的情况，并评估其效果。
（三） 项目分析
1. 观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。例如，由于食用油和水的沸点差异就会形成炸、煮和蒸等不同的烹饪方式。
下面的表格中记录了一些在厨房中观察到的现象和相应的物态变化，请把你的观察结果补充在表格中。
厨房中的现象 涉及的物态变化
为了煮熟饺子，需要持续烧水一段时间 在烧水的过程中，需要不断加热，水沸腾后温度稳定在100 ℃，一些水会从液态变为气态的水蒸气
水沸腾后打开锅盖，会出现大量“白雾” 水蒸气接触周围的冷空气或低温物品，会液化成小水滴
（1）观察与记录
任务1：观察厨房中挑选两种不同烹饪方式下食材的物态变化现象，
1. 炒描述：将食材放入热油锅中迅速翻炒至熟。
物态变化：食材中的水分在高温下迅速汽化，同时食材表面可能因高温而部分碳化（固态到固态的变化，但性质改变）。油脂在高温下汽化也可能发生部分氧化、聚合等化学变化，但这些不属于物态变化范畴。
在家做《荷塘月色》这道菜观察体会炒菜过程中的物态变化现象。
2.爆描述：与炒类似，但火候更猛，时间更短，常用于烹饪脆嫩的食材。
物态变化：与炒相似，食材中的水分迅速汽化，表面可能迅速变熟或略微碳化。
以水爆肚制作为例，焯水时必须沸入沸出，这样涮出来的才会脆嫩。原因在于旺火烹调的菜肴，能使主料迅速受高温，纤维急剧收缩，使肉内的水份不易浸出，吃时就脆嫩。
如果不是用旺火，火力不足，锅中水沸不了，主料不能及时收缩，就会将肉内的水份浸出主料煮老。
3. 熘描述：溜肉段为例，肉段先经过腌制或上浆处理，再用热油滑散至熟，最后加入调味汁快速翻炒成菜。
物态变化：肉段在滑油过程中，表面水分迅速汽化，形成酥脆外壳。调味汁在加热过程中可能部分蒸发，使汤汁浓稠。
4. 炸描述：炸丸子，丸子浸入高温油中炸至金黄酥脆。
物态变化：丸子中的水分在高温油中迅速汽化，同时丸子表面形成酥脆外壳。油脂在高温下可能发生氧化、聚合等化学变化，但这些不影响丸子的物态变化。
5. 煎描述：煎带鱼，少量油在平底锅中加热，鱼段放入锅中煎至两面金黄。
物态变化：带鱼表面与油接触的部分迅速受热，水分汽化形成脆皮。随着加热时间的延长，食材内部也逐渐熟透。
6. 烧、焖、炖描述：这些烹饪方法通常涉及较多的汤汁，食材在汤汁中长时间加热至熟。
物态变化：汤汁在加热过程中逐渐汽化，使汤汁浓缩。食材中的部分水分和可溶性成分溶解在汤汁中，同时食材逐渐吸收汤汁的味道和营养。
7. 蒸描述：馒头放在蒸锅上，利用水蒸气加热至熟。
物态变化：水在蒸锅中沸腾产生水蒸气，水蒸气上升遇到冷的馒头表面时液化成水膜覆盖在馒头上，同时液化放出热量使馒头熟透。
8.烤描述：将肉串放在烤箱或烤架上，利用高温热源（如火焰、电热元件等）加热至熟。
物态变化：肉串表面水分迅速汽化、脂肪熔化，肉串形成脆皮。在高温作用下，肉串部分表面还可能发生焦糖化反应（固态到固态的变化但性质改变）产生特有的香味和色泽。
方法：使用相机或手机记录实验过程，同时填写观察记录表，详细描述物态变化的条件、过程和结果。
2. 从物理学的视角找出这些现象对烹饪过程的影响，对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。还可以撰写一篇观察报告，从物理学的视角分析物态变化规律在烹饪过程中所起的作用，总结认识体会。
任务（2）实验探究
实验：油炸与水煮对比实验
目的：比较不同烹饪方式下食材的物态变化及其对食物品质的影响。
步骤：分别将相同食材制作的元宵放入沸水和热油中烹饪，观察并记录食材颜色、形状和口感的变化。
分析：讨论元宵在水中煮变软， 这是因为水的沸点相对较低， 通常在100°C左右。 在较低的温度下， 食物中的水分不易流失， 保持了食物的原始结构和水分， 使得元宵变软。元宵在油中煮变脆， 这是因为油的沸点远高于水， 通常在160-200°C之间。 在高温油中， 食物表面的水分迅速蒸发， 蛋白质凝固， 形成一层脆皮， 使得元宵变得酥脆。
油炸元宵往往热量很高， 高温下可能产生致癌物， 且多不饱和脂肪酸在高温油炸时容易氧化聚合， 对健康不利。 因此， 油炸元宵虽然美味， 但需适量食用。
以煮饺子为例。从上表中我们知道，煮饺子时会观察到水的汽化和液化现象。要煮熟饺子，是需要一定时间的。虽然加大火力可以加快水的沸腾，但是水沸腾后仍然大火加热并不会使饺子更快煮熟。
这是因为水在沸腾后温度保持不变，继续使用大火只会加速水的汽化，浪费水和燃料。因此，在水沸腾后，应将大火改为小火。
此外，由于水蒸气变成同温度的热水时要放出大量的热，所以锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重。因此，在水煮沸时，若要揭开锅盖须注意避开水蒸气，以免烫伤。
任务（3）现象分析
现象：为什么生饺子会沉，熟的饺子会浮起来？
生饺子下锅后由于所受的浮力小于重力所以下沉，沉到锅底，煮熟后饺子馅中水汽化以及饺子皮的淀粉糊化受热膨胀体积变大，饺子所受浮力变大，重力不变，浮力大于重力，所以饺子上浮，最终漂浮在水面。
任务（3）现象分析
现象：抽油烟机油盒里边的油是怎样形成的？
炒菜时，高温的油和水汽化变成气态，被抽油烟机抽到里面，水蒸气占大部分，这些油和水蒸气绝大部分被油烟机排到外面。
只有少部分的油和水蒸气遇冷液化后变成油和水 (当抽油烟机停止工作时，这些油和水往下流，水再一次蒸发了，而油流到油盒子里。
在家中实验前，请确保你处于安全的操作环境中，并能正确使用各种厨具，家中还应有成年人在场，操作时须注意避免烫伤！
3. 选择一个改进建议，在家人的帮助下，在厨房中进行实际操作，检验效果。
操作时要记录实施过程中的观察结果和有关数据，包括必要的调整措施和遇到的问题。分析实施改进建议后的结果，并与改进前的情况进行比较，看看改进建议是否有效。
任务（4）提出改进建议
针对烹饪过程：提出优化烹饪方法、提高烹饪效率的建议。
针对安全隐患：分析烹饪过程中避免烧干锅的安全隐患，并提出预防措施。
（四）展示交流
整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议，用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报。也可以通过辩论、角色扮演、烹饪比赛等形式进行交流，并互相评价，共同提高。
三、课堂小结、巩固提升
1. 烹饪过程涉及各种物态变化，从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
2.观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。
3.对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。
四、板书设计、理清要点
1. 烹饪过程涉及各种物态变化，从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
2.观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。
3.对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 烧开水，壶嘴冒白气，是水沸腾时的水蒸气
B. 烧开水，壶嘴冒白气，是水沸腾时的水蒸气液化成的小水珠
C. 烧开水，壶嘴冒白气，是水汽化时的水蒸气
D. 烧开水，壶嘴冒白气，是空气中的水蒸气遇到高温时液化而成的
2． 从冰箱中拿出的啤酒瓶，一会儿啤酒瓶外层有水珠，正确的是（ ）
A. 啤酒汽化成的水蒸气
B. 瓶中水蒸气液化成的小水珠
C. 空气中的水蒸气遇到低温的瓶液化成的小水珠
D. 啤酒液化成的水蒸气
3．冰柜的玻璃门内层常会结冰花，说法正确的是（ ）
A. 冰柜内的水凝固而成
B. 房间空气中的水蒸气凝华而成
C. 冰柜内的水蒸气凝固而成
D. 冰柜内的水蒸气凝化而成
4． 大火炒菜的过程中，锅上方冒“白气”，是因为（ ）
A.热菜中水汽化成的水蒸气遇低温空气液化成小水滴
B.热菜中水汽化的水蒸气
C.空气中水蒸气汽化而成
D.空气液化而成
5． 油炸食品比水煮食品更容易熟透，是因为（ ）
A.油的沸点低于水的沸点
B.油的沸点高于水的沸点
C.油中食品温度低于水中食品的温度
D.油中食品的水蒸气更容易凝华
参考答案：1.B；2.C ；3.D ；4.A ；5.B 。
六、布置作业
课外作业 整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
课题 第三章 物态变化
3.5 跨学科实践：探究厨房中的物态变化问题
教学目标
1.物理观念
理解并掌握物态变化在厨房中的应用。
2.科学思维
培养科学思维、实践能力和团队协作能力。
3.科学实验
通过观察和实验，提升观察、记录、分析和解决问题的能力。
4.科学态度与责任
（1）激发对科学现象的好奇心和探索欲，培养实践意识和团队协作精神。
（2）引导学生跨学科探索厨房中的物态变化问题，培养科学思维、实践能力和团队协作能力。
教学重点
厨房中的物态变化问题
教学难点
用物态变化知识解释厨房中的物理现象
教学方法
实验法和讲授法
教学用具
多媒体
教学课时 1课时
教学互动设计
一、创设情景、导入新课
在蒸包子时，揭开锅盖会看到包子上方冒“白气”，你知道“白气”是怎样形成的吗？
在煮菜的过程中，开锅的熟食上方冒着“白气”，这个“白气”是怎样形成的？
二、新课讲授、师生互动
（一）项目提出
厨房不仅是加工食材的场所，也是日常生活中充满物态变化的“实验室”。烹饪过程涉及各种物态变化，例如，水的沸腾、食用油从液态到气态的蒸发、冰冻水饺中的冰在热水中的熔化等。这些变化不仅是烹饪过程中的自然现象，也是我们掌握烹饪技巧、提高烹饪效率、提升食物品质的关键。我们可以从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
（二）项目分析
我们可以先观察厨房中都有哪些现象与物态变化有关，再分析这些现象中的物理问题。具体任务如下。
1. 观察厨房中的物态变化，分析这些物态变化对烹饪的影响。
2. 从物理学的视角，对烹饪过程中发现的一些问题提出改进建议或总结认识体会。
3. 实施改进建议，描述实施后的情况，并评估其效果。
（三） 项目分析
1. 观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。例如，由于食用油和水的沸点差异就会形成炸、煮和蒸等不同的烹饪方式。
下面的表格中记录了一些在厨房中观察到的现象和相应的物态变化，请把你的观察结果补充在表格中。
厨房中的现象 涉及的物态变化
为了煮熟饺子，需要持续烧水一段时间 在烧水的过程中，需要不断加热，水沸腾后温度稳定在100 ℃，一些水会从液态变为气态的水蒸气
水沸腾后打开锅盖，会出现大量“白雾” 水蒸气接触周围的冷空气或低温物品，会液化成小水滴
（1）观察与记录
任务1：观察厨房中挑选两种不同烹饪方式下食材的物态变化现象，
1. 炒描述：将食材放入热油锅中迅速翻炒至熟。
物态变化：食材中的水分在高温下迅速汽化，同时食材表面可能因高温而部分碳化（固态到固态的变化，但性质改变）。油脂在高温下汽化也可能发生部分氧化、聚合等化学变化，但这些不属于物态变化范畴。
在家做《荷塘月色》这道菜观察体会炒菜过程中的物态变化现象。
2.爆描述：与炒类似，但火候更猛，时间更短，常用于烹饪脆嫩的食材。
物态变化：与炒相似，食材中的水分迅速汽化，表面可能迅速变熟或略微碳化。
以水爆肚制作为例，焯水时必须沸入沸出，这样涮出来的才会脆嫩。原因在于旺火烹调的菜肴，能使主料迅速受高温，纤维急剧收缩，使肉内的水份不易浸出，吃时就脆嫩。
如果不是用旺火，火力不足，锅中水沸不了，主料不能及时收缩，就会将肉内的水份浸出主料煮老。
3. 熘描述：溜肉段为例，肉段先经过腌制或上浆处理，再用热油滑散至熟，最后加入调味汁快速翻炒成菜。
物态变化：肉段在滑油过程中，表面水分迅速汽化，形成酥脆外壳。调味汁在加热过程中可能部分蒸发，使汤汁浓稠。
4. 炸描述：炸丸子，丸子浸入高温油中炸至金黄酥脆。
物态变化：丸子中的水分在高温油中迅速汽化，同时丸子表面形成酥脆外壳。油脂在高温下可能发生氧化、聚合等化学变化，但这些不影响丸子的物态变化。
5. 煎描述：煎带鱼，少量油在平底锅中加热，鱼段放入锅中煎至两面金黄。
物态变化：带鱼表面与油接触的部分迅速受热，水分汽化形成脆皮。随着加热时间的延长，食材内部也逐渐熟透。
6. 烧、焖、炖描述：这些烹饪方法通常涉及较多的汤汁，食材在汤汁中长时间加热至熟。
物态变化：汤汁在加热过程中逐渐汽化，使汤汁浓缩。食材中的部分水分和可溶性成分溶解在汤汁中，同时食材逐渐吸收汤汁的味道和营养。
7. 蒸描述：馒头放在蒸锅上，利用水蒸气加热至熟。
物态变化：水在蒸锅中沸腾产生水蒸气，水蒸气上升遇到冷的馒头表面时液化成水膜覆盖在馒头上，同时液化放出热量使馒头熟透。
8.烤描述：将肉串放在烤箱或烤架上，利用高温热源（如火焰、电热元件等）加热至熟。
物态变化：肉串表面水分迅速汽化、脂肪熔化，肉串形成脆皮。在高温作用下，肉串部分表面还可能发生焦糖化反应（固态到固态的变化但性质改变）产生特有的香味和色泽。
方法：使用相机或手机记录实验过程，同时填写观察记录表，详细描述物态变化的条件、过程和结果。
2. 从物理学的视角找出这些现象对烹饪过程的影响，对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。还可以撰写一篇观察报告，从物理学的视角分析物态变化规律在烹饪过程中所起的作用，总结认识体会。
任务（2）实验探究
实验：油炸与水煮对比实验
目的：比较不同烹饪方式下食材的物态变化及其对食物品质的影响。
步骤：分别将相同食材制作的元宵放入沸水和热油中烹饪，观察并记录食材颜色、形状和口感的变化。
分析：讨论元宵在水中煮变软， 这是因为水的沸点相对较低， 通常在100°C左右。 在较低的温度下， 食物中的水分不易流失， 保持了食物的原始结构和水分， 使得元宵变软。元宵在油中煮变脆， 这是因为油的沸点远高于水， 通常在160-200°C之间。 在高温油中， 食物表面的水分迅速蒸发， 蛋白质凝固， 形成一层脆皮， 使得元宵变得酥脆。
油炸元宵往往热量很高， 高温下可能产生致癌物， 且多不饱和脂肪酸在高温油炸时容易氧化聚合， 对健康不利。 因此， 油炸元宵虽然美味， 但需适量食用。
以煮饺子为例。从上表中我们知道，煮饺子时会观察到水的汽化和液化现象。要煮熟饺子，是需要一定时间的。虽然加大火力可以加快水的沸腾，但是水沸腾后仍然大火加热并不会使饺子更快煮熟。
这是因为水在沸腾后温度保持不变，继续使用大火只会加速水的汽化，浪费水和燃料。因此，在水沸腾后，应将大火改为小火。
此外，由于水蒸气变成同温度的热水时要放出大量的热，所以锅中冒出的水蒸气造成的烫伤要比热水烫伤更严重。因此，在水煮沸时，若要揭开锅盖须注意避开水蒸气，以免烫伤。
任务（3）现象分析
现象：为什么生饺子会沉，熟的饺子会浮起来？
生饺子下锅后由于所受的浮力小于重力所以下沉，沉到锅底，煮熟后饺子馅中水汽化以及饺子皮的淀粉糊化受热膨胀体积变大，饺子所受浮力变大，重力不变，浮力大于重力，所以饺子上浮，最终漂浮在水面。
任务（3）现象分析
现象：抽油烟机油盒里边的油是怎样形成的？
炒菜时，高温的油和水汽化变成气态，被抽油烟机抽到里面，水蒸气占大部分，这些油和水蒸气绝大部分被油烟机排到外面。
只有少部分的油和水蒸气遇冷液化后变成油和水 (当抽油烟机停止工作时，这些油和水往下流，水再一次蒸发了，而油流到油盒子里。
在家中实验前，请确保你处于安全的操作环境中，并能正确使用各种厨具，家中还应有成年人在场，操作时须注意避免烫伤！
3. 选择一个改进建议，在家人的帮助下，在厨房中进行实际操作，检验效果。
操作时要记录实施过程中的观察结果和有关数据，包括必要的调整措施和遇到的问题。分析实施改进建议后的结果，并与改进前的情况进行比较，看看改进建议是否有效。
任务（4）提出改进建议
针对烹饪过程：提出优化烹饪方法、提高烹饪效率的建议。
针对安全隐患：分析烹饪过程中避免烧干锅的安全隐患，并提出预防措施。
（四）展示交流
整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议，用幻灯片、海报或视频记录等形式汇报。也可以通过辩论、角色扮演、烹饪比赛等形式进行交流，并互相评价，共同提高。
三、课堂小结、巩固提升
1. 烹饪过程涉及各种物态变化，从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
2.观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。
3.对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。
四、板书设计、理清要点
1. 烹饪过程涉及各种物态变化，从物理学的视角观察、分析这些现象，了解食材烹饪中的问题，并提出改进的建议。
2.观察厨房中的物态变化，描述这些物态变化发生的条件、过程与结果。分析物态变化的有关规律或相关参数对烹饪的影响。
3.对烹饪中可能存在的问题提出具体的改进建议。进一步说明这些建议是怎样优化烹饪过程或解决安全隐患的，并解释这些建议的科学依据。
五、达标练习、反馈矫正
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 烧开水，壶嘴冒白气，是水沸腾时的水蒸气
B. 烧开水，壶嘴冒白气，是水沸腾时的水蒸气液化成的小水珠
C. 烧开水，壶嘴冒白气，是水汽化时的水蒸气
D. 烧开水，壶嘴冒白气，是空气中的水蒸气遇到高温时液化而成的
2． 从冰箱中拿出的啤酒瓶，一会儿啤酒瓶外层有水珠，正确的是（ ）
A. 啤酒汽化成的水蒸气
B. 瓶中水蒸气液化成的小水珠
C. 空气中的水蒸气遇到低温的瓶液化成的小水珠
D. 啤酒液化成的水蒸气
3．冰柜的玻璃门内层常会结冰花，说法正确的是（ ）
A. 冰柜内的水凝固而成
B. 房间空气中的水蒸气凝华而成
C. 冰柜内的水蒸气凝固而成
D. 冰柜内的水蒸气凝化而成
4． 大火炒菜的过程中，锅上方冒“白气”，是因为（ ）
A.热菜中水汽化成的水蒸气遇低温空气液化成小水滴
B.热菜中水汽化的水蒸气
C.空气中水蒸气汽化而成
D.空气液化而成
5． 油炸食品比水煮食品更容易熟透，是因为（ ）
A.油的沸点低于水的沸点
B.油的沸点高于水的沸点
C.油中食品温度低于水中食品的温度
D.油中食品的水蒸气更容易凝华
参考答案：1.B；2.C ；3.D ；4.A ；5.B 。
六、布置作业
课外作业 整理汇总自己的发现、所学到的知识以及提出的改进建议。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录