沪粤版初中物理八上 4.4 升华和凝华 教案

《升华和凝华》教学设计
教学目标
知识与技能知道物质的升华和凝华；知道升华需要吸热，凝华需要放热；知道生活中典型的升华和凝华现象，并能用升华和凝华知识解释生活、生产中一些现象；过程与方法经历碘的升华和凝华的探究过程，培养实事求是的科学态度，尝试从实验现象中分析归纳出相关结论，建立分析物理过程的思维方法。情感态度价值观在经历升华、凝华的概念的探索过程中，体会合作探究学习的快乐；经历分析生活中的升华凝华现象，感受大自然的奇妙，并形成科学的分析物理现象的好习惯。
重点
理解升华、凝华的概念及其特点；会用物理知识解释相关现象。
难点
理解升凝华概念；解释一些南方少见的升凝华现象。
主要学法
发现式、合作式、实验观察法、小组讨论式、归纳学习。
主要教法
启发性、引导式、实验教学、讨论式、传授式。
教学仪器
学生
内装碘颗粒带塞子的80ml试管、夹子、酒精灯、火机；内装碘颗粒带塞子的50ml锥形瓶、两个500ml烧杯、开水、冷水、抹布；培养皿；装樟脑丸的不透明瓶子(备用)。
教师
真空罩、白百合纸花、勺子、碘颗粒、电瓶导线；电灯泡；带盖黑铁罐、干冰、培养皿、大勺子；果盘、透明圆柱容器、开水瓶、小彩灯、花；（魔术棒、抹布、手套、摄像头、电源线、水壶）。
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
自我点评
一.引出问题
活动1：魔术——真空罩里的白色花瓣变蓝引导：1.
黑色固态颗粒；2.花瓣上洒淀粉溶液；
3.紫色的气态碘；观察：真空罩里白花的变化；表扬：肯定学生很仔细观察现象。
邀请一名同学近距离参与魔术，用于：说出固碘黑色、启动魔术开关、更清晰看到碘气紫色；观察：1.花瓣的颜色变蓝；2.有紫色的气体（烟？）生成。分析：固态碘变气态；淀粉液遇到碘变蓝。
1.提兴趣；2.抛问题：固态碘是怎么样变成气态的？
学科渗透：在初一生物课的“馒头实验”基础上，设计变色实验引课，学生更容易接受、更感兴趣。
二.猜想与质疑
提问：固态碘是怎么样变成气态的呢？猜想引导：固体可以发生熔化变成液体，液体汽化变成气态。那么，刚才气态碘的形成是否也是经历了这样的过程？
猜想：先熔化后汽化。
利用熔化条件，为后面顺理成章的得出升华条件准备
允许学生按照已有的知识去猜想，去犯错！
三.设计并进行实验；
设计引导：1.要让碘熔化需要什么条件？2.实验室里一般的加热方法是酒精灯加热、水浴加热法；3.介绍改进装置结构图、如何拿（约倾斜45度最好）、预热、外焰加热、受热点距碘偏上1cm处；4.安全教育：固态碘消失即刻停止加热、切要小心不打烂试管、碘气有毒切记不能打开胶塞；观察引导：如果是先熔化后汽化，则试管内应该会出现？——液态碘。提问1：有没有看到有液态碘出现？——有，说明了什么？表扬：肯定学生的实验和观察能力。追问2：没有看到液态碘的，能否说明固态碘也是可以直接变成气态而不经历液态的过程呢？引导：为了让大家得到更有说服力的结论，下面我们改变一下加热条件，利用水浴加热法再做一次实验。这次，我们用的实验器材是带胶塞的锥形瓶。（介绍仪器）强调：从侧面观察、小心开水烫伤。观察引导：注意观察碘从固态变为气态的过程中，是否有液态碘出现。
回答：加热（吸热）。聆听。。。。。活动2：用酒精灯加热试管中的碘，并观察试管中是否出现液态碘。回答1：有/没有。（附图1：说明有）（附图2——说明没有）；归纳1：说明，固态碘可以先熔化后汽化成气态碘。猜想2：是的。活动3：水浴加热锥形瓶中的碘颗粒；观察：是否有液态碘出现。1.观察结果：始终没有液态碘出现。2.学生归纳2：碘也可以直接从固态变成气态；（要求：将锥形瓶一直放在热水中不动，以免发出噪声。）
学生建立起比较强烈的现象冲击：加热条件不同，物态变化的情况不同。
敢于正视教学中出现的各种可能现象，让学生对概念的理解更加透彻，培养实事求是的科学态度。熔化现象的涉入，不但不显重复多余，反而更能凸显学生参与发现问题、解决问题的过程，更有利于对升华概念和条件的理解。
四.理性分析；形成升华概念
教师：为什么水浴加热的过程都没有看到液态碘出现呢？下面，同学们可以结合以下资料进行小组讨论。（投影资料：碘的熔点：113.7℃
；酒精灯火焰温度约为500
℃；水的沸点：100
℃）补充：说明，一些物质，在温度没有达到熔点时，可以从固态直接变成气态。包括刚才酒精灯加热碘，发现在出现液态碘前，我们就先看到了紫色的碘气（如图）。
讨论结果：由于水温始终低于碘的熔点，所以实验过程中不可能出现液态碘；而酒精灯火焰温度高于碘的熔点，所以有液态碘出现。
得出升华的概念——升华：物质由固态直接变成气态的现象。
引导：当温度没有达到熔点时，一些物质可以由固态直接变成气态。
五.升华的条件
启发提问：之前所学的四种物体变化过程都设及到了热量的得与失，同学们结合刚才的实验，你们认为升华过程需要吸热还是放热？
学生：吸热；因为刚才的实验都是在加热的条件下进行的。
得出升华的条件——吸热。
之前的活动都涉及到不同的加热条件，很利于学生获得“升华吸热”的感知
六.通过探究活动，形成凝华概念及条件。
提问：固态碘能直接变为气态。请大家猜想，气态碘能否变为固态呢？追问：猜想的依据是什么引导：（请关注桌面上的试管）试管内部发生了什么变化？追问：你们觉得在这个过程是要吸热还是放热呢？追问：那么碘从气态变成固态的过程中有没有液态碘出现呢。指导：接下来，请同学们将锥形瓶从热水中取出后，浸入冷水中。强调：注意观察此过程中是否有液态碘出现。
学生：能！学生：试管内紫色气体消失变成黑色固体学生：放热活动4：将锥形瓶浸泡在冷水里。现象：紫色气态消失，始终没有出现液态碘，固态碘主要凝在瓶塞上了！（给特写图）归纳3：碘也可以从气态直接变成固态——凝华；凝华放热。
启发学生利用“逆过程”的思想，建立凝华概念及特点。3．凝华：物质从气态直接变成固态的现象。4.凝华放热
方法的得出比较轻松，放进冷水中效果立竿见影；此活动利于建立分析问题的思维方法。
七.知识应用——解读生活中的升华、凝华现象七.
知识应用——升华致冷在生活中的应用
传授：升华凝华现象普遍存在于我们的生活中。大家能否举出一些例子？点评：冰雹较复杂。冰可以是凝固而成。表扬：大家很善于观察生活。现象：（投影：一新一旧两灯泡）提问1：同学们能否快速判断出哪盏灯是旧的？追问2：旧灯泡的玻璃是怎么变黑的呢？——同学们结合小资料的信息能否进行解释？（投影：灯头结构图—强调：发光体是钨丝；小资料：钨丝的熔点3410
℃，发光时灯丝温度约2000
℃）（最后再给出锥形瓶的瓶塞特写图进行对比）独立思考：以下现象中分别发生什么物态变化？现象1如图:北方的冬天，
-10℃的天气里，冰冻的衣服也能变干。现象2如图：衣柜里的樟脑丸变小了。追问：现象2中问什么不是先熔化后汽化？传授：现象2中，樟脑丸在常温下升华的速度是比较慢的。投影：大家有没有见过这样的现象。（现象3如图：漏气的冰箱门上结着很多霜）过渡：霜是怎么形成的呢。为了让大家理解更透彻，老师想现场制霜！介绍：要完成这件事，我需要一个黑色的铁罐子（表面干燥），和另外一个宝贝——投影：干冰（即：固态二氧化碳，其表面温度可低至-78.5℃），在常温下很容易变成气体，为了让大家更好的观察这一过程，待会儿我分给大家一进行观察。请大家将培养皿放到走道这边。
(?资料6?/?5（转）.mp4?)强调：1.请大家仔细观察有无液体出现；2.不能长时间抓在手上以免冻伤。引导合作分析：罐内的干冰
（升华）
使铁罐温度降低，铁罐（外侧）
相对热的水蒸气遇冷发热凝华成小冰晶附在铁罐上，越积越多就变成了我们所看到的霜（配图片）；自然环境中，如果温度持久低温，就会出现我们传说中的雾凇（附图）。过渡到现象5：其实升华吸热致冷的道理在生活中得到了很好的应用——如：在干旱的季节，人们会利用飞机，将干冰洒进云层，进行人工降雨。合作解析：由于干冰很容易
，使云层周围环境的温度迅速降低，空气中的
遇冷发生液化成小水滴下落，形成降雨。现象6：舞台烟雾提问：同学们常常能看到这样的舞台效果（附图）。那么，大家知道这些烟雾效果是怎么做到的吗？（注意借用人工降雨的道理解释）强调：白气——是空气中的水蒸气液化形成的小水珠。活动6：将干冰放进水晶果盘，为加快升华，可以用热水加热干冰。后续：如果再加点灯光配点音乐，那就更浪漫了。所以干冰越来越被高档餐厅会所所利用（附图）。
生：乌丝、雪、霜、小冰晶。回答1：乙；小组讨论；回答2：钨丝先升华成钨蒸气，再凝华成固态钨附在灯泡内壁形成的。小组讨论现象1：衣服上的冰发生了升华现象；室温低于冰的熔点，所以不可能熔化。现象2：升华——可以打开塑料瓶盖，闻到刺激性的味道，却没有看到瓶内有液态樟脑，说明樟脑发生了升华现象。活动5：将干冰轻轻敲碎（附图），更便于观察；现象1：始终没有液态物质出现，说明干冰发生的是升华现象；周围较冷，底部有白色的霜出现。
现象2：黑铁罐子外围出现非常明显的霜合作回答：升华吸热；外侧；合作回答：升华吸热；水蒸气欣赏回答：与人工降雨的过程相同。欣赏——被还原的舞台烟雾缭绕的效果；
让学生自发地利用“类比”的方式进行“学以致用”：灯管变黑和锥形瓶瓶塞变黑十分相似。从而轻松解决灯泡变黑的难题。顺利过渡到生活中的其它升华、凝华现象。（取出干冰看到白气，顺便提液化即可）干冰对学生太抽象，通过近距离接触更有利于理解升华吸热降温利用制霜经历，形成正确解释升华凝华现象方法——抓住物质的初态、末态；结合升华吸热凝华放热的特点。(利用铁罐子解释北方窗户上的冰花是结在窗内侧；“干冰”环节巧妙解释了生活中以下现象：干冰的升华现象；“白气”的形成；霜、雾凇的形成；人工降雨、舞台烟雾的形成；北方的冬天，玻璃窗上的冰花的形成。
精心设计：本来很抽象的“灯泡变黑”问题，却因为有了之前学生活动3中道具的相似性以及知识的相同性，而迎刃而解。利用现场制霜，加深学生对升华吸热的理解；突破南方人对雾凇的陌生感此处设计，意在激发学生感受运用知识的乐趣，是知识的升华阶段。感受浪漫的氛围，获得应用物理知识美的感受
小结
1.经过这节课的学习，相信大家都有不同的收获，下面请同桌之间相互畅谈、分享自己的收获吧。2.回顾引课中为什么真空罩里会出现紫色气体（解密：有电加热），同时内壁为什么会变黑。
同学间进行收获的交流。也可以让学生代表分享心得。
经过相互交流，更能促进学生所学知识的完整性
知识需要分享
九．课堂回笼
请学生回顾引课的“魔术”，并解释其中涉及的升华、凝华现象。（加热条件：电加热）
现象1：固态碘变成气态碘——有升华、也可能有熔化；现象2：之后气态碘消失：部分凝华成固态碘附在玻璃罩内壁（即为玻璃罩有些蒙的原因）；部分与淀粉溶液反应使花变色。
课堂完整性；解决学生谜团。
十.知识的巩固（可做课堂、课后讨论）
小组讨论：在我们的教室，如果有那么一个小时里，我们的学习工具都很容易升华，那将会怎样？
讨论结果：1.教室里会变得很冷；2.学习工具会消失；3.人要带防毒面具学习等。
巩固新知，提高开展研究的兴趣
这种发散性课题的讨论，更能激活学生的理性思考
十一.课后作业
社会调查：现在交通工具的照明灯，流行使用卤素灯泡（附图）。请您进行社会调查及信息咨询，了解卤素灯是如何避免灯泡发黑，并延长寿命的？
知识与时俱进，学生更具朝气
十二.板书设计
升华和凝华1.升华：物质由固态直接变成气态的现象。2.升华吸热。——（致冷）
3.凝华：物质由气态直接变成固态的现象。4.凝华放热。5.知识的应用
十三.教学反思
实验改进方面：锥形瓶、试管的胶塞必须塞紧；教学思路整理：举生活实例部分应该在“干冰”活动之后，并
只选其中一二进行分享即可；重、难点突破方面：将活动1、2综合，让学生讨论后自设计、
选择器材，评价后进行实验。教师引导方面：尽量巧设提问，启发学生思考和表达，给足学
生活动和展示，体现以学生为主体的课堂。
反思教学，为促进更好的教学。
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