2.2水蒸气的凝结 教案
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文档简介
第2课水蒸气的凝结
—、教材分析
本课从日常生活中常见的现象切入，设计了 “研究小水珠的由来”与“认识 更多的凝结现象”两个活动，引领学生经历“示例聚焦(杯盖有水珠)-猜想成 因T制订计划T观察实验T得出结论(提炼概念)-类比举证”的基于探究建构 凝结概念的过程。通过研究杯盖内小水珠的成因，指导学生认识水的凝结现象。 在研究小水珠的成因过程中，教材在设计思路上采用分析与综合的方法，首先猜 想小水珠可能是由什么物体变成的，然后研究小水珠是在什么条件下变成的，最 后在上述基础上建立凝结的概念。
活动一是本课的主体活动，教材旨在引导学生用对比实验的方法研究杯盖内 的小水珠的由来，使学生知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠，探究成因，初步建构 凝结概念。活动二为拓展活动，旨在指导学生认识生活和自然界中其他水的凝结 现象，用更多的证据说明水的凝结属性。活动一是认知基础，活动二是认知的 拓展。
二、 教学目标
1-科学知识
认识水蒸气遇冷会凝结成小水珠。
科学探究
能根据材料设计对比实验来研究杯盖内的小水珠形成的条件。
能按要求做对比实验，初步学会应用差异法分析对比实验的结果。
科学态度
具有基于证据和推理发表自己见解的意识。
在科学探究活动中能主动与他人合作，积极参与交流和讨论。
三、 教学准备
演示材料：带盖的杯子、热水
分组材料：烧杯2个、培养皿2个、热水、冰水
四、 教学建议
课时安排建议：1课时
教学导入
本课用一个演示实验创设问题情境导入课题：教师在杯子里倒入开水，让学 生观察杯盖（杯盖内没有水珠）后，再将杯盖盖在杯子上。1分钟后再打开杯盖 让学生观察到杯盖内产生了小水珠，引导学生提出想要探究的问题，师生共同交 流最后聚焦到“杯盖里的小水珠是从哪里来的”问题上。
教师也可以让学生先列举生活中看到过的类似现象（如露珠，洗澡时镜子上 的水雾等），让学生思考这些小水珠是从哪里来的，再做演示实验，让学生经历从 生活走向科学，从科学走向社会的过程，体验科学就在身边。
活动1 研究小水珠的由来
本活动旨在引导学生通过对比实验，学习怎样控制实验条件，认识杯盖里的 小水珠的由来，初步建立凝结的概念。
1-引导学生针对杯盖内出现的小水珠的事实，引导学生进行初步分析，围绕 小水珠是从哪里来的、小水珠是怎么形成的等问题进行研讨和猜想。在指导学生 猜想时，教师可用问题启发学生：“水可以变成水蒸气，那么水蒸气能变成水吗? 在什么条件下会变成水呢?”培养学生用联系的观点、逆向思维来提出问题、分析 问题、思考问题的习惯。
针对学生的猜想和假设，指导学生制订和设计一个对比实验来进行验证。 中段年级制订计划还需要教师进行引导，这个对比实验教师可以先出示实验材料: 两个烧杯、两个培养皿、热水、冷水，然后引导学生根据材料来设计对比实验。 交流中要引导学生对两个实验装置的条件进行对比，以发现其差异：两个实验中 只有培养皿内的水的温度不同，其他条件都一样。
为了使实验效果明显，两个烧杯盛等量的温水；1号培养皿盛热水，热水 与温水应该有较大的温差；2号培养皿盛冷水，冷水也应该与温水有较大的温差。
小水珠形成的条件是在对比实验的基础上进行归纳，归纳的方法是因果关 系归纳法中的差异法。这种方法很重要，以后的教学中会经常用到。所以在实验 过程中要指导学生注意观察两个实验中出现的现象，并进行对比以发现其差异; 实验结束时，要引导学生对实验结果进行对比，以发现其差异。最后分析“条件 的差异一现象的差异一结果的差异”之间的因果关系，进而构建水蒸气遇冷凝结 成小水珠的概念。教师可引导学生察觉“对比实验”方法要义：当“某个量” （即自变量）改变时，会引起“另一量”（即因变量）怎样变化，同时控制其他量 不变或相同。实验工具的选择就是让实验操作简单，现象明显，同时凸显自变量 和因变量，让人们便于观察而又科学。对比实验是一种特别的搜集证据的方法。 通过有意识地改变某个条件来证明改变的条件和实验结果的关系。对比实验要注 意的问题：一是每次只能改变一个因素；二是确保实验的公平，即除了改变的那 个因素外，其他因素应该保持一致。
拓展活动 认识更多的凝结现象
1-本活动为拓展活动，在学生已经初步建构了水蒸气遇冷会凝结成小水珠的 概念后，引导学生迁移应用到生活中，寻找更多的凝结特征证据，进一步理解凝 结概念，再用概念判断、识别、解释生活中与凝结有关的自然现象。比如初冬早 晨在门窗的玻璃上看到的水珠、浴池顶上的水珠、烧水时水壶盖内的水珠、做饭 时锅盖内壁上的小水珠、早晨草叶上的水珠等。引导学生分析凝结现象的成因时, 教师可以提一些问题启发学生思考，比如“哪里的水蒸气？遇到什么地方的冷?” 促进学生的思考并理解凝结的具体成因。
2.知识的迁移和应用，除了解释问题，更高层次是能够解决问题。教学最后 教师可以设计一个情境问题让学生分析并提出解决的方法。比如“在汽车挡风玻 璃内壁经常会有小水珠的出现，会影响司机的视线，如何解决?”
五、课程资源
1.对比实验
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来 探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验是以正确 的实验操作和观察的方法为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控 制所产生的两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。组织对 比实验的步骤可以分为前后两部分，前一部分主要是组织学生进行实验的操作和 对实验现象进行细致观察的活动。这一步骤具有实验教学的共性，侧重于培养学 生实验和观察的技能。后一部分是学生运用对比分析的方法逐渐深入地发现实验 现象差异以及这种差异中所包含的事物变化的某种规律，从而学到新的知识。对 比实验侧重于培养思维能力和学生获取新知识的过程。在引导学生做对比实验时， 要让学生知道对比什么，怎样比，对比的结果与实验过程条件的变化存在着哪些 因果关系。
2.露的形成
在晴朗无风的夜间，地面辐射散热，迅速降温，有时比靠近地表的薄层空气 还要冷。因此当近地面的薄层空气与冷地面接触后，空气将逐渐冷却到露点（一 般指气压不变、水蒸气无增减的情况下，空气中未饱和水蒸气因冷却而达到饱和 时的温度），空气中的水蒸气就凝结在所接触的物体上。如果此时露点温度在0 °C 以上，在这个接触面上出现微小的水滴，称为露。露的形成必须具备两个条件， 即晴朗的天气和无风。这样的天气，夜间地面辐射散热迅速，近地面的空气有足 够长的时间与冷地面接触，使温度降低（0 °C以上），发生水蒸气凝结。
雨的形成过程
雨是从云中降落的水滴。陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升 到高空后因为过高的气压和过低的温度而不断膨胀形成饱和的水汽，当饱和的水 汽遇到高空中的灰尘或其他飘浮物，就会凝结在一起变成小水滴，当聚集的水汽 达到一定程度，就会被上升气流托向空中，形成飘浮在空中由小水滴组成的云， 它们在云里互相碰撞，合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候，就从云中落 下来，形成雨。雨的成因多种多样，它的表现形态也各具特色，有毛毛细雨，有 连绵不断的阴雨，还有倾盆而下的阵雨。雨水是人类生活中最重要的淡水资源， 植物也要靠雨露的滋润而茁壮成长。但暴雨造成的洪水也会给人类带来巨大的 灾难。
地球上的水受到太阳光的照射后，就变成水蒸气被蒸发到空气中去了。水汽第二单元水的三态变化 在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小，直径只有0.01 ~ 0.02 mm,最大也只有0.2 mm。它们又小又轻，被空气中的上升气流托在空中。 就是这些小水滴在空中聚成了云。这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积要 增大100多万倍。这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？它主 要依靠两个手段，其一是凝结和凝华增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨 滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体四周的水蒸气来使自己凝结和凝华。 如果云体内的水蒸气能源源不断得到供应和补充，使水滴表面经常处于过饱和状 态，那么，这种凝结过程将会继续下去，使水滴不断增大，成为雨滴。但有时云 内的水蒸气含量有限，在同一块云里，水蒸气往往供不应求，这样就不可能使每 个水滴都增大为较大的雨滴，有些较小的水滴只好归并到较大的水滴中去。如果 云内出现水滴和冰晶共存的情况，那么，这种凝结和凝华增大过程将大大加快。 当云中的水滴增大到一定程度时，由于大水滴的体积和质量不断增加，它们在下 降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小水滴，而且还会“吞并”更多的小水滴而 使自己壮大起来。当大水滴越长越大，最后大到空气再也托不住它时，便从云中 直落到地面，成为我们常见的雨水。
—、教材分析
本课从日常生活中常见的现象切入，设计了 “研究小水珠的由来”与“认识 更多的凝结现象”两个活动，引领学生经历“示例聚焦(杯盖有水珠)-猜想成 因T制订计划T观察实验T得出结论(提炼概念)-类比举证”的基于探究建构 凝结概念的过程。通过研究杯盖内小水珠的成因，指导学生认识水的凝结现象。 在研究小水珠的成因过程中，教材在设计思路上采用分析与综合的方法，首先猜 想小水珠可能是由什么物体变成的，然后研究小水珠是在什么条件下变成的，最 后在上述基础上建立凝结的概念。
活动一是本课的主体活动，教材旨在引导学生用对比实验的方法研究杯盖内 的小水珠的由来，使学生知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠，探究成因，初步建构 凝结概念。活动二为拓展活动，旨在指导学生认识生活和自然界中其他水的凝结 现象，用更多的证据说明水的凝结属性。活动一是认知基础，活动二是认知的 拓展。
二、 教学目标
1-科学知识
认识水蒸气遇冷会凝结成小水珠。
科学探究
能根据材料设计对比实验来研究杯盖内的小水珠形成的条件。
能按要求做对比实验，初步学会应用差异法分析对比实验的结果。
科学态度
具有基于证据和推理发表自己见解的意识。
在科学探究活动中能主动与他人合作，积极参与交流和讨论。
三、 教学准备
演示材料：带盖的杯子、热水
分组材料：烧杯2个、培养皿2个、热水、冰水
四、 教学建议
课时安排建议：1课时
教学导入
本课用一个演示实验创设问题情境导入课题：教师在杯子里倒入开水，让学 生观察杯盖（杯盖内没有水珠）后，再将杯盖盖在杯子上。1分钟后再打开杯盖 让学生观察到杯盖内产生了小水珠，引导学生提出想要探究的问题，师生共同交 流最后聚焦到“杯盖里的小水珠是从哪里来的”问题上。
教师也可以让学生先列举生活中看到过的类似现象（如露珠，洗澡时镜子上 的水雾等），让学生思考这些小水珠是从哪里来的，再做演示实验，让学生经历从 生活走向科学，从科学走向社会的过程，体验科学就在身边。
活动1 研究小水珠的由来
本活动旨在引导学生通过对比实验，学习怎样控制实验条件，认识杯盖里的 小水珠的由来，初步建立凝结的概念。
1-引导学生针对杯盖内出现的小水珠的事实，引导学生进行初步分析，围绕 小水珠是从哪里来的、小水珠是怎么形成的等问题进行研讨和猜想。在指导学生 猜想时，教师可用问题启发学生：“水可以变成水蒸气，那么水蒸气能变成水吗? 在什么条件下会变成水呢?”培养学生用联系的观点、逆向思维来提出问题、分析 问题、思考问题的习惯。
针对学生的猜想和假设，指导学生制订和设计一个对比实验来进行验证。 中段年级制订计划还需要教师进行引导，这个对比实验教师可以先出示实验材料: 两个烧杯、两个培养皿、热水、冷水，然后引导学生根据材料来设计对比实验。 交流中要引导学生对两个实验装置的条件进行对比，以发现其差异：两个实验中 只有培养皿内的水的温度不同，其他条件都一样。
为了使实验效果明显，两个烧杯盛等量的温水；1号培养皿盛热水，热水 与温水应该有较大的温差；2号培养皿盛冷水，冷水也应该与温水有较大的温差。
小水珠形成的条件是在对比实验的基础上进行归纳，归纳的方法是因果关 系归纳法中的差异法。这种方法很重要，以后的教学中会经常用到。所以在实验 过程中要指导学生注意观察两个实验中出现的现象，并进行对比以发现其差异; 实验结束时，要引导学生对实验结果进行对比，以发现其差异。最后分析“条件 的差异一现象的差异一结果的差异”之间的因果关系，进而构建水蒸气遇冷凝结 成小水珠的概念。教师可引导学生察觉“对比实验”方法要义：当“某个量” （即自变量）改变时，会引起“另一量”（即因变量）怎样变化，同时控制其他量 不变或相同。实验工具的选择就是让实验操作简单，现象明显，同时凸显自变量 和因变量，让人们便于观察而又科学。对比实验是一种特别的搜集证据的方法。 通过有意识地改变某个条件来证明改变的条件和实验结果的关系。对比实验要注 意的问题：一是每次只能改变一个因素；二是确保实验的公平，即除了改变的那 个因素外，其他因素应该保持一致。
拓展活动 认识更多的凝结现象
1-本活动为拓展活动，在学生已经初步建构了水蒸气遇冷会凝结成小水珠的 概念后，引导学生迁移应用到生活中，寻找更多的凝结特征证据，进一步理解凝 结概念，再用概念判断、识别、解释生活中与凝结有关的自然现象。比如初冬早 晨在门窗的玻璃上看到的水珠、浴池顶上的水珠、烧水时水壶盖内的水珠、做饭 时锅盖内壁上的小水珠、早晨草叶上的水珠等。引导学生分析凝结现象的成因时, 教师可以提一些问题启发学生思考，比如“哪里的水蒸气？遇到什么地方的冷?” 促进学生的思考并理解凝结的具体成因。
2.知识的迁移和应用，除了解释问题，更高层次是能够解决问题。教学最后 教师可以设计一个情境问题让学生分析并提出解决的方法。比如“在汽车挡风玻 璃内壁经常会有小水珠的出现，会影响司机的视线，如何解决?”
五、课程资源
1.对比实验
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来 探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验是以正确 的实验操作和观察的方法为基础，以实验现象为依据，对实验过程中通过人为控 制所产生的两个类似现象之间的差异进行对比分析的一种实验教学过程。组织对 比实验的步骤可以分为前后两部分，前一部分主要是组织学生进行实验的操作和 对实验现象进行细致观察的活动。这一步骤具有实验教学的共性，侧重于培养学 生实验和观察的技能。后一部分是学生运用对比分析的方法逐渐深入地发现实验 现象差异以及这种差异中所包含的事物变化的某种规律，从而学到新的知识。对 比实验侧重于培养思维能力和学生获取新知识的过程。在引导学生做对比实验时， 要让学生知道对比什么，怎样比，对比的结果与实验过程条件的变化存在着哪些 因果关系。
2.露的形成
在晴朗无风的夜间，地面辐射散热，迅速降温，有时比靠近地表的薄层空气 还要冷。因此当近地面的薄层空气与冷地面接触后，空气将逐渐冷却到露点（一 般指气压不变、水蒸气无增减的情况下，空气中未饱和水蒸气因冷却而达到饱和 时的温度），空气中的水蒸气就凝结在所接触的物体上。如果此时露点温度在0 °C 以上，在这个接触面上出现微小的水滴，称为露。露的形成必须具备两个条件， 即晴朗的天气和无风。这样的天气，夜间地面辐射散热迅速，近地面的空气有足 够长的时间与冷地面接触，使温度降低（0 °C以上），发生水蒸气凝结。
雨的形成过程
雨是从云中降落的水滴。陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升 到高空后因为过高的气压和过低的温度而不断膨胀形成饱和的水汽，当饱和的水 汽遇到高空中的灰尘或其他飘浮物，就会凝结在一起变成小水滴，当聚集的水汽 达到一定程度，就会被上升气流托向空中，形成飘浮在空中由小水滴组成的云， 它们在云里互相碰撞，合并成大水滴，当它大到空气托不住的时候，就从云中落 下来，形成雨。雨的成因多种多样，它的表现形态也各具特色，有毛毛细雨，有 连绵不断的阴雨，还有倾盆而下的阵雨。雨水是人类生活中最重要的淡水资源， 植物也要靠雨露的滋润而茁壮成长。但暴雨造成的洪水也会给人类带来巨大的 灾难。
地球上的水受到太阳光的照射后，就变成水蒸气被蒸发到空气中去了。水汽第二单元水的三态变化 在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小，直径只有0.01 ~ 0.02 mm,最大也只有0.2 mm。它们又小又轻，被空气中的上升气流托在空中。 就是这些小水滴在空中聚成了云。这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积要 增大100多万倍。这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？它主 要依靠两个手段，其一是凝结和凝华增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨 滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体四周的水蒸气来使自己凝结和凝华。 如果云体内的水蒸气能源源不断得到供应和补充，使水滴表面经常处于过饱和状 态，那么，这种凝结过程将会继续下去，使水滴不断增大，成为雨滴。但有时云 内的水蒸气含量有限，在同一块云里，水蒸气往往供不应求，这样就不可能使每 个水滴都增大为较大的雨滴，有些较小的水滴只好归并到较大的水滴中去。如果 云内出现水滴和冰晶共存的情况，那么，这种凝结和凝华增大过程将大大加快。 当云中的水滴增大到一定程度时，由于大水滴的体积和质量不断增加，它们在下 降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小水滴，而且还会“吞并”更多的小水滴而 使自己壮大起来。当大水滴越长越大，最后大到空气再也托不住它时，便从云中 直落到地面，成为我们常见的雨水。