第3节升华和凝华[上学期]

第三节 升华和凝华
一、目标导航
[知识与技能]
了解升华凝华现象，能说出物质升华时要吸收热量，凝华时要放出热量，并能用升华和凝华解释一些典型的现象
[科学思考]
培养学生的观察、分析和推断的能力。
[解决问题]
能够分析日常生活中见到的升华和凝华现象。
[解决问题]
通过演示实验，培养学生仔细观察深入思考的良好习惯。
二、要点扫描
[课标解读]
《升华和凝华》这一节属于《科学课程标准》安排的五个学习领域中的“物质科学” 领域，通过本节学习使学生认识到，物质不仅可以从固态和液态，液态和气态之间转化，而且可以在固态和气态之间直接转化，从而对物态变化过程有一个较全面的讨论。
[内容分析]
本节在教科书的第133~136页，它由日常生活中日光灯用久了为什么会变黑引入，通过碘升华和凝华的实验引出升华和凝华的概念。明确概念以后，列举了生活中有关升华和凝华的例子加深对概念的理解，最后通过对几种熟悉的自然现象：云、雨、雾、露、霜的解释，巩固物质的三态变化。
本节的教学重点是碘升华和凝华的实验及升华和凝华的概念。
[学情分析]
学生前面己经学过物态变化中的四种，即熔化、凝固、汽化和液化，升华和凝华现象虽不罕见（如樟脑块的升华，秋冬的霜），却不易被学生注意，因为这些过程进行较为缓慢，气体又看不见，所以难以被直接观察到。小学常识课本中没讲过，这些都给学生学习增加了一定的难度。因此本节要做好碘的升华和凝华实验，让学生亲眼目睹这些现象，用事实说话。引导学生根据观察到的樟脑块变小消失，冬夜的霜出现象等分析推断现象的发生过程。
[学法点拨]
（1）设疑引入，激发兴趣
由问题物质能否在固态和气态之间直接转化？用设疑激发学生的积极思维和求知欲，调动学生学习的积极性。
（2）实验演示，直观易懂
通过演示碘的升华和凝华实验，让学生直接观察升华和凝华现象，学生容易接受。
（3）渗透科学的生活性，科学源于生活，生活又离不开科学，从生活现象引出问题，又用所学的知识解释生活的现象。
[经验介绍]
本节由日常生活中日光灯用久了为什么会变黑引入，通过碘升华和凝华的实验引出升华和凝华的概念。用事实说话，引导学生根据观察到的樟脑块变小消失，冬夜的霜出现象等分析推断现象的发生过程。
三、教学文档
[课前准备]
250毫升的烧杯、125毫升的圆底烧瓶、石棉网、火柴、少量的水和碘、细沙
[教学流程]
（一）复习引入，设疑讨论
1、引入：寒冬沙水结冰、春暖冰雪消融、雨过天晴、湿草变干、掀开茶杯盖水珠落下，自然界中的这些现象包含了前面学过的哪些物态变化过程？
熔化（吸热） 汽化（吸热）
固 ———— 液 ————— 气
凝固（放热） 液化（放热）
2、设疑：物质可以在固态和液态、液态和气态之间转化，是否可以在固态和气态之间直接转化？
3、学生思考回答
[设计范围：通过复习温故而知新，从复习中引出问题，激发学生的求知欲和学习兴趣]
（二）实验演示，观察分析
1、发表意见
同学们对物质是否能从固态直接变成气态，存在两种不同意见，下面我们来做个小实验探究一下。
2、实验探究
介绍实验仪器，指导学生仔细观察实验现象。
演示升华：装搭好仪器，放3—4颗米粒大小的碘粒加热
观察并讨论：加热后不久，你观察到烧杯中有什么现象出现了？这些红色气体从哪里来？固态碘少了，有没有液体出现？可见紫红色的气体是从固体碘直接变化而来。
演示凝华：大量紫红色气体出现后停止加热
观察讨论：你观察到烧杯中有什么变化？紫色气体哪里去了？紫黑色的小晶粒是什么？固态碘是由紫红色的气体直接变成的。
4、结论：固态和气态可以直接转化
升华：物质直接从固态变为气态的过程 吸热
凝华：物质直接从气态变为固态的过程 放热
5、思考：升华过程是吸热还是放热？凝华呢？
回顾碘升华实验，酒精灯加热后出现碘蒸气，说明升华要吸热，联系熔化、汽化的相反过程要放热的事实，推断升华的相反过程，凝华也是放热。
[设计意图：通过碘的升华和碘蒸气的凝华实验，让学生亲眼目睹这些现象，能更好地理解升华和凝华的现象，并通过实验培养学生的观察能力、分析和推断能力]
（三）联系实际，生活中升华和凝华的现象及应用
实例1：放在衣橱里的樟脑丸到哪里去了？
实例2：比较新旧两只灯炮，讨论用久了的灯泡为什么会发黑？
实例3：出示雾凇图片、猜想寒冷的冬天，针状雾凇这种自然现象是怎样形成的？
应用1：利用干冰（固态二氧化碳）防止食品腐烂。
应用2：利用干冰进行人工降雨。
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[设计意图：通过对这些实例、应用的讨论和解释，把科学教学与生活实际相联系，让学生充分意识到生活处处是科学，科学就在身边]
（四）简单介绍云、雨、雪、雾、露、霜的形成过程。
1、出示云、雨、雪、雾、露、霜的图片，说明都是水发生物态变化形成的。
2、读图P135降水形成过程示意图，说明该图粗略反映了降水的形成过程。引导学生从“暖湿气流上升”开始，通段分析云和雨是怎样形成的？说明降水不仅指降雨，还包括降雪等其他形式。
3、粗略归纳说明云、雨、雪、雾、露、霜的形成过程
[设计意图：出示这些美丽的图片，让学生感受大自然的神奇，说明它们都是水发生物态变化形成的，以激发学生的学习热情，通过读
图培养学生的读图能力及分析能力]
四、学业诊断
1、以“学到了什么”为线索，师生共同回忆本节课学过的知识和方法。
2、讨论：能够利用电冰箱制造出露、雾和霜吗？叙述具体的方法，小组讨论，具体实施要求学生课外去做，然后全班交流。
[设计意图：通过课堂小结，使知识系统化条理化，并使学生内化为自己的知识，把课内的知识向课外延伸，让学生在校园、家庭、社会生活中活用科学知识，营造主动探究的氛围]
五、精彩存盘
1、夏天，一同学为了解渴，从冰箱中取出一支冰棍，发现
（1）硬的冰棒上粘着花花的“粉”
（2）一剥去包装纸，冰棒上就冒“烟”
（3）他将这支冰棒放在茶杯中，不一会儿，杯外壁“出汗”
试解释上述三种现象？
2、人们常说“昨晚下霜了”这霜是天上落下来的吗？
3、下列都是要吸热的过程是？
A、熔化、凝固、汽化
B、液化、升华、凝华
C、熔化、液化、升华
D、熔化、汽化、升华
4、下例哪些现象是凝华而成的
A、冰的形成 B、雾的形成
C、霜的形成 D、露水的形成
六、资料链接
1、什么是人工降雨？
通俗地讲，人工降雨就是选择有利于降水的云团，用人工的方法（飞机或高炮）将“催化剂”送入云层，促使本不会降水的云降水，或者加大降水，故又称为“人工增雨”。
云是由微小的水滴或冰晶组成，由于空气的浮力作用而成了悬浮于空中的“水资源”，只有当云的体积增大到一定程度，空气的浮力“托不住”它时，才会成为雨滴落到地面。人工降雨，就是向云体内补充足够的冰晶（催化剂），促使上升气流发展，微小的水滴增大成雨滴或增加降水量。从而有效地进行农田抗旱或解决人畜用水以及森林防火的问题。它是气象部门直接开展抗旱的重要科技手段。
人工降雨的服务对象主要有以下几个方面：
（1）农田、农作物、蔬菜、果园等降雨抗旱；
（2）库区蓄水发电、灌溉；
（3）林区降雨森林防火、灭火等。
2、如何开展人工降雨？
人工降雨目前主要有飞机和高炮两种作业方式，或是飞机高炮科学配合、立体抗旱。飞机人工降雨的优点是作业范围大，受益面积大，但费用昂贵，且当云中对流发展旺盛时，飞机作业危险性大。高炮人工降雨的优点是方便、快捷，易于操作，特别适用于山区、小范围的抗旱，且费用低（每次作业只需3000元左右，但产生效益可达几十万元），投入产出比高达1：40，此外，高炮人工降雨不受强对流天气的限制，但每次作业的受益面积没有飞机的大。这保证人工降雨的顺利进行，各级人民政府都相继成立了人工降雨领导小组，具体的人工降雨作业，均有当地的气象局人工降雨办公室负责操作