初中物理人教版八年級(jí)上第三章物態(tài)變化第4節(jié)升華和凝華“黃岡杯”一等獎(jiǎng)

升華和凝華一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1．知道升華和凝華的概念，知道升華要吸熱，凝華要放熱。2．知道生活中的升華和凝華現(xiàn)象。（二）過(guò)程與方法1．通過(guò)觀察升華和凝華的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提升觀察能力。通過(guò)分組討論問(wèn)題，解釋現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言的表達(dá)能力。2．通過(guò)識(shí)別生活中常見(jiàn)的物態(tài)變化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀1．通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲，使學(xué)生樂(lè)于了解日常生活中的物理道理。2．通過(guò)教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的關(guān)心，樂(lè)于探索未知事物的情感。二、教學(xué)重難點(diǎn)升華和凝華現(xiàn)象是學(xué)生學(xué)習(xí)中容易忽略的兩種物態(tài)變化，盡管升華和凝華現(xiàn)象并不罕見(jiàn)，但不易被學(xué)生注意，他們總認(rèn)為固態(tài)和氣態(tài)之間的變化必須經(jīng)過(guò)液態(tài)階段。因此教學(xué)過(guò)程中要切實(shí)幫助學(xué)生澄清模糊的認(rèn)識(shí)，可以在實(shí)際教學(xué)中把學(xué)生對(duì)課本知識(shí)的掌握過(guò)程變成學(xué)生自主學(xué)習(xí)和活動(dòng)的過(guò)程，通過(guò)對(duì)已學(xué)知識(shí)的歸納和總結(jié)，提高學(xué)生梳理知識(shí)的能力，鞏固所學(xué)的知識(shí)。同時(shí)讓同學(xué)們自覺(jué)產(chǎn)生固態(tài)與氣態(tài)之間是否會(huì)轉(zhuǎn)變的疑問(wèn)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和求知的欲望。教學(xué)重點(diǎn)：升華和凝華的概念，知道升華要吸熱，凝華要放熱。教學(xué)難點(diǎn)：用升華吸熱、凝華放熱來(lái)解釋自然界和生活中的一些現(xiàn)象。三、教學(xué)策略升華和凝華是物態(tài)變化中的一組現(xiàn)象，與前面學(xué)習(xí)的四種現(xiàn)象一起構(gòu)成完整的物態(tài)變化體系。盡管升華和凝華現(xiàn)象生活中并不難見(jiàn)到，但不易被學(xué)生注意。而且氣體不易看見(jiàn)，難以直接觀察到。本節(jié)課的設(shè)計(jì)與教學(xué)力求從生活和實(shí)驗(yàn)出發(fā)，利用學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和直接經(jīng)驗(yàn)，輔以多媒體課件呈現(xiàn)一些不太常見(jiàn)的現(xiàn)象，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了多種多樣的情境，實(shí)驗(yàn)激趣，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，充分讓學(xué)生觀察、實(shí)踐、思考、動(dòng)口，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性被充分調(diào)動(dòng)，思維活躍，氣氛熱烈，回答問(wèn)題精彩，學(xué)生學(xué)得輕松愉快，不同程度的學(xué)生都得到了提高。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、樟腦丸、松樹(shù)枝、碘、熱水、冷水、酒精燈、碘錘、燒杯等。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課（5分鐘）導(dǎo)入：據(jù)報(bào)道，在新疆羅布泊沙漠曾發(fā)生了一件怪事：當(dāng)時(shí)氣溫約-15℃，沙丘上覆蓋著約5cm～10cm厚的積雪，然而過(guò)了約20min，雪不見(jiàn)了，而腳下卻是干爽的沙地。這一現(xiàn)象令在場(chǎng)的科學(xué)考察隊(duì)員瞠目結(jié)舌。對(duì)于這個(gè)現(xiàn)象，你認(rèn)為雪發(fā)生了怎樣的狀態(tài)變化？演示：把樟腦丸碾成粉末后放入燒瓶中，用酒精燈微微加熱一段時(shí)間后停止加熱，過(guò)一會(huì)兒，放入燒瓶?jī)?nèi)的松枝上出現(xiàn)了潔白的“人造雪景”。提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有沒(méi)有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果、討論總結(jié)得出：固態(tài)的樟腦粉末經(jīng)加熱后能直接變成氣態(tài)的樟腦蒸氣；氣態(tài)的樟腦蒸氣又冷卻直接變成固態(tài)的樟腦粉末。思考討論：物質(zhì)能否由固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)或由氣態(tài)直接轉(zhuǎn)化為固態(tài)？學(xué)生閱讀并有根據(jù)地回答：從當(dāng)時(shí)的氣溫很低，以及干爽的沙地可以判斷雪不可能熔化。只能是直接變成水蒸氣跑掉了。即雪由固態(tài)沒(méi)有經(jīng)過(guò)液態(tài)直接變成了氣態(tài)。

學(xué)生觀察并回答：樟腦狀態(tài)發(fā)生變化的過(guò)程中，沒(méi)有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。充分利用學(xué)生的好奇心，求知欲望和探索欲望，大大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)體現(xiàn)從生活到物理的課程理念。新課教學(xué)（30分鐘）一、升華和凝華讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)：將碘錘放入熱水中，觀察現(xiàn)象；將碘錘從熱水中拿出，再放入冷水中，觀察現(xiàn)象?；卮鹣铝袉?wèn)題：放入熱水前：碘是什么狀態(tài)?放入熱水后：觀察到的什么現(xiàn)象？說(shuō)明碘變成什么狀態(tài)？放入冷水后：觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明碘變成什么狀態(tài)？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有沒(méi)有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)？進(jìn)一步講解：碘的熔點(diǎn)是℃，實(shí)驗(yàn)用的熱水溫度約60℃，將碘錘放入熱水中，碘達(dá)不到熔點(diǎn)也不會(huì)熔化。師生歸納總結(jié)：物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過(guò)程叫升華。物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過(guò)程叫凝華。思考：1．對(duì)燒瓶?jī)?nèi)的冰加熱，觀察到冰先化成了水，后水變干了，這個(gè)過(guò)程中，冰是否發(fā)生了升華？你對(duì)升華和凝華定義中的“直接”兩字是怎樣理解的？2．如果不將碘錘放入熱水中，碘能升華嗎？這說(shuō)明什么？學(xué)生討論并歸納總結(jié)：升華過(guò)程需要吸熱；凝華過(guò)程需要放熱。升華和凝華是互逆過(guò)程。活動(dòng)體驗(yàn)：碘與指紋破案在偵破案件時(shí)，公安人員常常需要從案件現(xiàn)場(chǎng)提取指紋。下面請(qǐng)大家模仿做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，提取自己的指紋。先在一張白紙上按下自己的指紋（現(xiàn)在看不到），放置一旁備用。然后在燒杯內(nèi)放少許碘顆粒，再用玻璃片蓋住燒杯口，用酒精燈對(duì)燒杯微微加熱，待燒杯中出現(xiàn)紫色氣體時(shí)，將玻璃片拿去，用按有指紋的白紙靠近燒杯口并不斷來(lái)回移動(dòng)，注意觀察白紙上有沒(méi)有指紋顯現(xiàn)出來(lái)。要求學(xué)生課后通過(guò)查找資料，解釋提取指紋的道理。體驗(yàn)升華吸熱，教師演示：1．將一個(gè)棉布袋套在二氧化碳滅火器的口部，手按滅火器的手柄，過(guò)一會(huì)兒，棉布袋內(nèi)會(huì)有干冰出現(xiàn)，將干冰迅速放入保溫桶內(nèi)保存。2．在燒杯中放一小塊干冰，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象？用手接觸燒杯底部，有什么感覺(jué)？說(shuō)明什么問(wèn)題？3．在燒杯中放入適量溫水，然后放入一小塊干冰，此時(shí)觀察到水像重新沸騰一樣：水中有大量氣泡，同時(shí)水面上有大量“霧氣”。水中的氣泡是就是固態(tài)干冰升華變成的二氧化碳?xì)怏w。4．在燒杯中放少量溫水，然后放入一大塊干冰，此時(shí)燒杯內(nèi)水的狀態(tài)變化情況是由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，同時(shí)燒杯內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)“霜花”。這是因?yàn)楦杀A時(shí)吸熱，使水快速凝固成冰，同時(shí)空氣中的水蒸氣遇到溫度極低的燒杯壁會(huì)凝華成霜。思考：寒冷的冬天，在窗玻璃上為什么會(huì)有冰花？啟發(fā)學(xué)生回答：（1）冰花的形成屬于什么物態(tài)變化？（2）冰花是什么物質(zhì)凝華而成？（3）冰花是附在房間玻璃的內(nèi)表面還是外表面？（4）為什么冰花只形成在房間玻璃的內(nèi)表面？難道屋外沒(méi)有水蒸氣嗎？讓學(xué)生舉出日常生活或自然現(xiàn)象中有關(guān)升華和凝華的現(xiàn)象，師生、生生共同交流，統(tǒng)一看法。比如：用久的電燈泡燈絲會(huì)變細(xì)，玻璃泡會(huì)顯得黑，這是因?yàn)殒u絲受熱升華形成的鎢蒸氣，使體積減小，鎢蒸氣又在燈泡壁上凝華成極薄的一層固態(tài)鎢；冬夜，室內(nèi)的水蒸氣常在窗玻璃內(nèi)壁上凝華成冰晶；從冰箱里拿出來(lái)的冰棍結(jié)成了一層“霜”；冬天，冰凍的衣服（結(jié)了冰）變干（溫度低于0℃，冰不能熔化，消失的本質(zhì)是冰逐漸升華為水蒸氣了）；冬天，0℃或以下（未達(dá)到熔點(diǎn)）雪人仍逐漸變??；衣箱中的樟腦丸變??；用干冰制造舞臺(tái)上的白霧、用干冰進(jìn)行人工降雨、食品保鮮等。多媒體展示：用干冰人工降雨的過(guò)程。思考：用干冰人工降雨的過(guò)程中包含哪些物態(tài)變化過(guò)程？讓學(xué)生解釋人工降雨，教師作出評(píng)價(jià)并統(tǒng)一觀點(diǎn)，這里干冰到雨經(jīng)歷了三個(gè)物態(tài)變化的過(guò)程，一是干冰的升華降溫；二是水蒸氣遇冷凝華成小冰晶；三是小冰晶下落遇到熱的氣流熔化成小水珠，小水珠越結(jié)越大，小水珠的重力大于上升氣流產(chǎn)生的浮力時(shí)，水珠下落到地面就形成雨。

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)觀察回答：放入熱水前：碘是黑色固體。放入熱水后，碘錘內(nèi)有紫色蒸氣產(chǎn)生，說(shuō)明碘變成氣體。放入冷水后紫色蒸氣慢慢消失，同時(shí)觀察到碘錘內(nèi)壁有黑色顆粒產(chǎn)生，說(shuō)明碘由氣態(tài)變成了固態(tài)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有液態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)。

學(xué)生通過(guò)交流回答：不是升華。冰是先熔化后汽化?！爸苯印本褪俏镔|(zhì)由固態(tài)變成氣態(tài)，或由氣態(tài)變成固態(tài)時(shí)，不經(jīng)過(guò)液態(tài)。

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生觀察、思考并回答：發(fā)現(xiàn)干冰逐漸變小，并且沒(méi)有液體產(chǎn)生，說(shuō)明干冰直接從固態(tài)變成了氣態(tài)，也就是說(shuō)干冰發(fā)生了升華。此時(shí)，用手接觸燒杯底部，感覺(jué)燒杯底部變冷，說(shuō)明升華的過(guò)程需要吸熱。

學(xué)生討論、回答：（1）冰花的形成屬于凝華。（2）冰花是什么水蒸氣凝華而成？（3）冰花是附在房間玻璃的內(nèi)表面。（4）凝華發(fā)生的條件是要放出熱量，房間內(nèi)的水蒸氣由于溫度較高，接觸到溫度較低的玻璃后，放出熱量凝華為冰花；而屋外的水蒸氣由于溫度低無(wú)法放熱，故冰花形成在房間玻璃的內(nèi)表面。

升華和凝華是常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，但卻不易被學(xué)生注意。特別是一些常見(jiàn)的升華和凝華現(xiàn)象都進(jìn)行得較為緩慢，再加上變化前后的氣體看不到、摸不著，學(xué)生幾乎沒(méi)有感性認(rèn)識(shí)。用“碘錘”來(lái)做升華實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象明顯且簡(jiǎn)便易行、安全衛(wèi)生，是觀察升華、凝華現(xiàn)象的一個(gè)重要“窗口”。

學(xué)以致用，增強(qiáng)進(jìn)一步學(xué)習(xí)物理的美好情感。

通過(guò)識(shí)別生活中常見(jiàn)的物態(tài)變化現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

通過(guò)觀察升華和凝華的現(xiàn)象，提升觀察能力。通過(guò)討論問(wèn)題，解釋現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力。

讓學(xué)生了解物理知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，體現(xiàn)從物理到社會(huì)的教學(xué)理念。

二、水循環(huán)學(xué)生閱讀：STS“水循環(huán)”要求：（1）能夠用水的三態(tài)變化解釋自然界的一些水的循環(huán)現(xiàn)象，總結(jié)水的三態(tài)循環(huán)規(guī)律。（2）完成課本水的三態(tài)聯(lián)系填空。（3）思考問(wèn)題：水為何珍貴？水能為人類(lèi)做些什么？破壞水資源會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)哪些危害？我們應(yīng)該怎么辦？（4）對(duì)自己家里的用水進(jìn)行調(diào)查，如每天用水情況（估計(jì)），洗衣用多少水，洗澡用多少水，抽水馬桶用多少水等等，準(zhǔn)備采取哪些措施節(jié)約用水？預(yù)測(cè)在實(shí)施過(guò)程中會(huì)有哪些困難，如何克服？如果完成實(shí)施后每月能夠節(jié)約多少水？可以寫(xiě)成簡(jiǎn)單的調(diào)查報(bào)告。學(xué)生閱讀，并提出自己的見(jiàn)解。

從具體實(shí)例總結(jié)出一般性的規(guī)律，體現(xiàn)從特殊