【核心素养目标】第4节升华和凝华 教学设计 苏科版（2024） 八年级上册

第4节、升华和凝华
核心素养
通过分析日常生活中的升华、凝华现象，培养学生运用物理知识分析、解决实际问题的能力。
教学设想
升华和凝华是生活中常见的物理现象，但学生对升华和凝华的概念却很陌生，解释其现象的成因更是困难，所以本课设计了关于升华、凝华的演示实验，分别引入升华和凝华的概念，使学生通过观察实验获得感性认识，加深对概念的理解，同时也激发了学生的学习兴趣。能用物理语言解释生活中的升华、凝华现象是本节课的难点。通过实验和图片向学生展示物态变化的过程，注重培养学生能够清晰描述物态变化过程的语言表达能力。本课的思路是从日常生活最常见的樟脑丸入手，引出“人工造‘雪’”这个活动；通过学生对该活动现象的观察，概括出升华与凝华的特点及定义；紧接着进一步展开碘锤的实验，通过学生的步步推理、论证，最终由现象概括出升华与凝华的条件；在学生对升华与凝华有了初步的了解之后，再由浅入深地引入生活中的升华与凝华现象，锻炼其应用理论知识解决实际问题的能力及简答时的语言组织能力，最终达成本节课的教学目标。
教学目标
物理观念
知道升华和凝华的概念，知道升华要吸热，凝华要放热。
科学思维
能用物理语言解释生活中的升华和凝华现象。
科学探究
观察探究“碘锤”中的物态变化。
科学态度与责任
通过教学活动，激发学生关心环境、乐于探索一些自然现象的物理学原理的热情。
教学重难点及突破
重点
对升华和凝华现象的认识。
难点
能用物理语言解释生活中的升华、凝华现象。
教学突破
略（见“教学设想”）。
教学准备
教师准备
多媒体电脑、展台、自制PPT课件（霜、雪、雹等自然现象，升华吸热和凝华放热在生产生活中的应用的图片）；不锈钢饭盒、水槽、黑色小托盘、干冰、酒精灯、铁架台、石棉网、锥形瓶、瓶塞、松树枝、樟脑丸碘锤、火柴、胶头滴管、烧杯、水、新旧灯泡（旧灯泡需是发黑的）各一个；八年级物理教学光盘
学生准备
1．预习教材上的活动，知道什么是升华和凝华现象，收集生活中有关升华与凝华现象的实例。
2．酒精灯一个、铁架台一个石棉网一个锥形瓶一个、瓶塞一个松树枝一根樟脑丸若干、碘锤一个、火柴一个胶头滴管一个、烧杯一个、水、新旧灯泡（旧灯泡需是发黑的）各一个。
教学过程
一、引入新课观察：
一只干燥的不锈钢容器，现在将装有某种物质(干冰)的塑料袋放入其中，请大家观察一下，过了一会儿后，在容器壁上会有什么现象产生
学生观察、回答。
提问：大家观察到了什么 这种白色的物质是什么状态的
让学生摸一摸。
提问：请大家猜猜看，这种白色的固体可能是什么 它又是由什么物质形成的
学生猜测：水蒸气。
讲述：水蒸气是水的气态形式，在实验中，水由气态直接变成了固态。由此可见，气态与固态之间也存在着某种联系，也可能发生某些变化。这就是今天我们这节课要来共同研究的问题。
点评：激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力，使学生获得感性认识。
二、升华和凝华
物质可以由气态直接变为固态，那么反过来，是否也可以由固态直接变为气态呢
学生讨论并回答。
点评：培养学生逆向思维的能力。
提问：在日常生活中，大家见到过物质由固态直接变为气态的现象吗
学生举例：
1．樟脑丸变小了，变小的樟脑丸由固态直接变为气态。
2．冰冻的衣服变干了：气温降到零摄氏度以下，而冰冻的衣服却能变干，固态的冰直接变为气态的水蒸气。
3．堆雪人：一段时间后雪人变小了，固态的雪直接变为了气态的水蒸气。
……
讲述：以上这些物质由固态直接变为气态的现象，我们称之为升华。
点评：利用学生已有的生活经验，引入概念。
展示：冰雪的图片。
提问：这是一幅关于什么的图片
学生回答：冰、雪。
冰和雪有什么相同之处吗
学生回答；都是水的固态形式。
提问：再请大家比较一下，冰和雪有什么不同之处吗
学生回答：冰的表面光滑、质地坚硬，而雪的表面粗糙、质地疏松，雪花还具有一定的疹状。
展示雪花的照片。冰、雪之所以有这些不同之处，大家猜猜看，可能会与什么有关 常见的冰是由水凝固而成的，那么雪呢 也是由水凝固而成的吗
讲述：下面我们来做一次人工造“雪”的实验，看看“雪”究竟是怎样形成的。
演示实验人工造“雪”：在锥形瓶内放入少许樟脑丸粉末，用酒精灯微微加热，待瓶口有白气冒出后，将一根细的松树枝放入瓶中。几秒钟后停止加热，使其冷却。将树枝从瓶中取出，仔细观察。
实验过程中，提问；加热一会儿，大家观察到了什么现象
学生回答：瓶内有白色的气体产生。
大家猜猜看，这种白色的气体可能是什么
学生回答：气态的樟脑。
提问：树枝上的“雪”是什么物质
学生回答：固态的樟脑。
追问：那么，“雪”是怎样形成的呢 （学生回答）
讲述：这样物质由气态直接变成固态的现象，称之为凝华。
现在，请大家思考一下，自然界中的雪又是怎样形成的呢 在日常生活中，大家还见到过哪些凝华的现象呢
学生回答：雪是由水蒸气凝华而成的。举例：霜、冰花、雾凇。
分别提问；通过前面的学习，大家能不能概括出物质有几种状态 分别是什么 固态和液态之间可以通过哪些物态变化使它们之间发生相互转化 液态和气态之间可以　　突通过哪些物态变化使它们之间发生相互转化
学生分别回答：固态、液态、气态；熔化和凝固；汽化和液化。
讲述：通过今天的学习，我们又知道了固态通过升华可以直接变成气态．而气态可以通过凝华直接变为固态。
点评：培养学生的生活观察能力、实验观察能力，以及猜测和分析能力，通过教师引导帮助学生归纳总结六种物态变化。通过回顾、总结、归纳，构建一个完整的知识体系帮助学生掌握各知识点。
三、升华和凝华的条件
过渡：在前面的学习中，大家了解了在发生每种物态变化时，都需要一定的条件。那么发生升华和凝华时，需要什么条件呢 （出示碘锤）
回忆：大家还知道这个实验装置叫什么吗 在前面的学习中，大家有没有做过碘锤的实验 有没有注意到这个实验装置的玻璃壁上有许多深紫色的小颗粒 这些小颗粒是什么
演示实验：碘的升华和凝华。
操作1：给碘锤的一端微微加热。提问：大家观察到了什么现象
学生回答：里面的气体变紫了。
追问：碘锤的哪一端变成紫色了 紫色的物质有什么变化 紫色的物质由下向上运动，由此可见紫色物质是什么物态的 这种紫色的物质是什么
学生分别回答：下端；紫色逐渐变深变浓，向上端运动；气态；碘蒸气 。
提问：在加热过程中，碘由固态直接变为气态，这是什么现象
学生回答：升华。
提问：对固态的碘加热，使碘发生了升华现象，由此可见物质在升华时需要什么条件
学生回答：加热。
操作2：停止加热，并在碘锤的上端内凹部分滴入少量冷水。
提问：大家观察到了什么现象
学生回答：紫色气体逐渐变淡，在内凹部分内侧有大量的固态碘析出。
提示：学生用手摸一摸，体验内凹部分水较热。
提问：在这个过程中，碘发生了什么物态变化 实验表明，碘在凝华时需要什么条件
学生回答：碘由气态凝华成固态；放热。
归纳：升华吸热，凝华放热。
点评：教师层层深入，步步引导，通过归纳总结，得到概念。
四、解释生活中的物理现象
解释现象1:
展示：舞台烟雾的图片。
欣赏：文艺演出时，人们常常会看到舞台上烟雾缭绕，犹如在仙境中一般，以此来渲染气氛。
提问：大家知道舞台上的烟雾是怎样形成的吗
学生回答：在舞台上撒干冰。
提问：大家知道干冰是什么物质吗
学生回答：固态的二氧化碳。
提问：二氧化碳在常温下是气态的，大家见过二氧化碳气体吗 大家接触过二氧化碳气体吗
学生回答。
讲解：我们周围的空气中就含有二氧化碳气体，我们在呼吸时，呼出的气体中就有不少的二氧化碳气体。由此可知，这种气体是无色无味的。
提问：在上述这个过程中，干冰发生了什么物态变化
学生回答：升华。
追问：升华吸热，使空气的温度升高还是降低 看到的白色烟雾又是什么
学生回答：空气的温度降低，看到的白色烟雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
解释现象2:
出示：两个规格相同的新旧白炽灯泡。
提问：请大家帮我辨别一下，哪只是新的，哪只是旧的
学生辨别。
追问：你是怎么知道的
生回答：灯泡发黑。
继续追问：你知道灯泡上黑色的物质是什么吗
学生回答：钨。
展示两只灯泡，提醒学生观察灯丝的粗细。
设问：用久的灯泡不但会发黑，而且灯丝也会变细，大家知道这是为什么吗
学生解释现象：通电后，灯丝发热发光。由钨做成的灯丝吸热后升华成钨蒸气。灯泡内的钨蒸气放热凝华成固态的钨，附着在玻璃泡上。
解释现象3:
过渡：日常生活中伴随着许多物理现象，你仔细观察过吗
讲述：夏天时，将冰棒从冰箱中取出，揭开包装纸，会发现冰棒在冒“白烟”；再仔细看看，会发现冰棒上有一层“白粉”；将冰棒放入玻璃杯中，几分钟之后，杯壁上会出现水珠，而此时冰棒已融化了一部分。
讨论：上述过程中，有哪些物态变化
学生讨论，并回答：
“白烟”：空气中的水蒸气放热，液化而形成的小水珠。
“白粉”：空气中的水蒸气放热，凝华而形成的小冰晶。
“小水珠”：水蒸气遇冷液化成小水珠。
“冰棒化了”：冰棒吸热熔化。
解释现象4:
农谚：“霜前冷，雪后寒”，你认为这一说法有道理吗 为什么
学生回答：有道理。因为霜是空气中的水蒸气遇冷放热凝华而成的。雪后将发生熔化，雪在熔化时要吸热；同时雪也会发生升华，升华时也要吸热。
点评：培养学生养成注重观察身边物理现象的习惯，学会观察，学会思考问题，会用语言表述、分析、比较、推断，以及会解决一些简单的问题；使学生将积累的生活经验与所学的知识相联系，从而使学生更加热爱生活，善于将物理与生活实际相联系，解释身边的物理现象。
五、交流与小结
概述本节所学内容：物质由固态直接变为气态的过程叫升华；物质由气态直接变为固态的过程叫凝华；升华时要吸热，凝华时要放热；能解释生活中简单的物理现象。
六、布置作业
认真阅读教材“生活　　物理　　社会”的内容，了解人工降雨的原理及过程。
板书设计
第4节、升华和凝华
1．升华：物质由固态直接变为气态的过程叫作升华
凝华：物质由气态直接变为固态的过程叫作凝华。
2．升华时要吸热，凝华时要放执
3．解释生活中简单的物理现象。
教学探讨与反思
在“人工造雪”的实验教学中，要使用纯樟脑制成的樟脑丸，才能使实验效果比较好。在利用干冰制造烟雾的实验中，建议采用粉状的干冰。
从简单易做的小实验入手，让学生参与、体验实验，激发学生的学习兴趣，把学生的注意力集中到本课堂所要探究和解决的问题上。引导学生自主学习，充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，从学生身边熟悉的事例入手，通过实验探究，探索物理现象，揭示物理规律。通过巧妙设计的、能就地取材，简单易做的课后探究实验培养学生的探索兴趣和初步的科学实践能力。
1．物理与生活的完美结合：本节课的思路是从生活中引出物理，再由物理回归生活，充分体现了物理其实就是身边的一门科学，使学生对物理产生亲近感、好奇感，从而使知识的接纳更为自然。
2．学生主体地位的较好体现：本节课不论是实验活动还是教学活动，都真正体现了“以学生为主体”的课堂教学理念。由学生自己发现、总结并补充、完善，而教师则做好协助、引导的工作，让学生通过自身努力，真正享受成功的愉悦。
尽管如此，仍要关注本节课的缺失之处：
（1）课堂教学提问的有效性和指向性不足：对于简单的问题，必须清晰到位，能让学生明确回答方向；而对于重点和难点的问题，则需要通过设置一定的问题串来突破；当发现提问学生答的方向不对时，更要及时调整语言，设置台阶。而在本节课的教学中，尽管经过了准备，课堂上仍出现了一些指向不明的提问，语言也不太准确、精练、到位。在今后的教学中，对于课堂提问的指向性、问题的有效性等．仍需花更多的时间去准备和完善。
（2）由于课堂时间紧凑，课堂结尾可能会仓促一些：学生实验做了，现象也表述了，但课堂缺少了学生动手写的过程，是不完整的。没能使学生在听懂的基础上及时强化巩固，这也是在教学中需要强化的部分。除此以外，课堂还有许多其他要注意的，例如碘锤的加热，教师事先如果引导不够，学生对于为什么要做这个实验，以及对实验现象的解释都会感到很迷茫。
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