4 升華和凝華 教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年教科版物理八年級(jí)上冊(cè)

4升華和凝華教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年教科版物理八年級(jí)上冊(cè)學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具設(shè)計(jì)思路本節(jié)課設(shè)計(jì)思路圍繞“升華和凝華”這一物理現(xiàn)象展開(kāi)，緊密結(jié)合教科版物理八年級(jí)上冊(cè)相關(guān)內(nèi)容，以實(shí)驗(yàn)演示、小組討論、課堂練習(xí)等方式，引導(dǎo)學(xué)生探究物質(zhì)狀態(tài)變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題的能力。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識(shí)，提高物理素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解升華和凝華的概念，并能區(qū)分它們與汽化和液化的區(qū)別。

②掌握升華和凝華現(xiàn)象的物理過(guò)程，包括能量變化和狀態(tài)變化。

③能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活中常見(jiàn)的升華和凝華現(xiàn)象。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①深入理解升華和凝華過(guò)程中能量轉(zhuǎn)換的微觀機(jī)制。

②準(zhǔn)確判斷物質(zhì)在不同條件下的狀態(tài)變化，包括溫度、壓力等因素的影響。

③將升華和凝華現(xiàn)象與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，如制冷技術(shù)、氣象學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，幫助學(xué)生直觀理解升華和凝華現(xiàn)象。

2.通過(guò)小組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)和批判性思維。

3.設(shè)計(jì)角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生模擬物質(zhì)狀態(tài)變化過(guò)程，加深對(duì)概念的理解。

4.利用多媒體課件展示不同狀態(tài)變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程，增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和趣味性。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)升華和凝華現(xiàn)象的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們是否注意到過(guò)冬天的窗戶上會(huì)有霜？這是怎么形成的呢？”

展示一些關(guān)于霜凍、霧凇的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受升華和凝華現(xiàn)象的魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹升華和凝華的基本概念和它們?cè)谧匀唤缰械闹匾裕瑸榻酉聛?lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.升華和凝華基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解升華和凝華的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解升華和凝華的定義，包括它們是如何在不同條件下發(fā)生的。

詳細(xì)介紹升華和凝華的物理過(guò)程，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解能量轉(zhuǎn)換和狀態(tài)變化。

3.升華和凝華案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解升華和凝華的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的升華和凝華案例進(jìn)行分析，如水蒸氣在冷卻表面凝結(jié)成露珠，或冰在寒冷環(huán)境中直接升華為水蒸氣。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解升華和凝華的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用這些知識(shí)解釋周圍的現(xiàn)象。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與升華和凝華相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“升華和凝華在氣象學(xué)中的應(yīng)用”或“升華和凝華在生活中的例子”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)升華和凝華的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)升華和凝華的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括升華和凝華的基本概念、物理過(guò)程、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)升華和凝華在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用這些知識(shí)。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生觀察并記錄生活中的升華和凝華現(xiàn)象，嘗試解釋它們的原因，并撰寫一篇小報(bào)告。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-物質(zhì)狀態(tài)變化實(shí)驗(yàn)視頻：收集不同物質(zhì)在不同條件下的狀態(tài)變化過(guò)程，如冰融化成水、水蒸氣凝結(jié)成霜等實(shí)驗(yàn)視頻，幫助學(xué)生直觀理解升華和凝華現(xiàn)象。

-自然界中的升華和凝華現(xiàn)象圖片集：包括霜凍、霧凇、露水等自然現(xiàn)象的圖片，展示升華和凝華在自然界中的廣泛存在。

-物質(zhì)狀態(tài)變化相關(guān)的科普文章：選取一些科普文章，介紹升華和凝華的科學(xué)原理以及它們?cè)趯?shí)際生活中的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-觀察與記錄：鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中觀察和記錄升華和凝華現(xiàn)象，如霜凍、露水、霧凇等，并嘗試用所學(xué)知識(shí)解釋這些現(xiàn)象。

-小組探究：組織學(xué)生進(jìn)行小組探究活動(dòng)，研究不同條件下升華和凝華現(xiàn)象的發(fā)生，如溫度、壓力、濕度等因素的影響。

-制作物理模型：引導(dǎo)學(xué)生利用身邊的材料制作簡(jiǎn)單的物理模型，如水蒸氣凝結(jié)成露水的模型，加深對(duì)升華和凝華現(xiàn)象的理解。

-科學(xué)小論文：鼓勵(lì)學(xué)生撰寫關(guān)于升華和凝華現(xiàn)象的小論文，總結(jié)所學(xué)知識(shí)，并嘗試提出自己的見(jiàn)解。

-家庭實(shí)驗(yàn)：引導(dǎo)學(xué)生在家中嘗試簡(jiǎn)單的升華和凝華實(shí)驗(yàn)，如冰塊放入密封容器中觀察其升華過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用能力。

-結(jié)合實(shí)際應(yīng)用：讓學(xué)生思考升華和凝華現(xiàn)象在制冷技術(shù)、氣象學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用，如空調(diào)制冷原理、人工降雨技術(shù)等，提高學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的應(yīng)用意識(shí)。

-課外閱讀：推薦學(xué)生閱讀相關(guān)科普書籍或資料，如《物態(tài)變化的故事》、《物理世界的奧秘》等，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)升華和凝華的基本概念、物理過(guò)程及其在自然界和生活中的應(yīng)用。

2.總結(jié)升華和凝華現(xiàn)象的特點(diǎn)，如能量轉(zhuǎn)換、狀態(tài)變化等。

3.強(qiáng)調(diào)升華和凝華現(xiàn)象與汽化和液化的區(qū)別，幫助學(xué)生建立正確的物質(zhì)狀態(tài)變化觀念。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單選題：

（1）下列哪種現(xiàn)象屬于升華？A.水變成水蒸氣B.冰變成水C.水蒸氣變成露水D.水蒸氣變成霜

（2）升華和凝華過(guò)程中，物質(zhì)的內(nèi)能會(huì)發(fā)生什么變化？A.增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定

（3）下列哪種情況會(huì)導(dǎo)致凝華現(xiàn)象發(fā)生？A.溫度升高B.壓力增大C.濕度減小D.溫度降低

2.判斷題：

（1）升華和凝華是物質(zhì)狀態(tài)變化中的一種現(xiàn)象，它們之間沒(méi)有區(qū)別。（）

（2）升華和凝華過(guò)程都是吸熱過(guò)程。（）

（3）在升華過(guò)程中，物質(zhì)的內(nèi)能會(huì)增大。（）

3.簡(jiǎn)答題：

請(qǐng)簡(jiǎn)述升華和凝華現(xiàn)象的定義，并舉例說(shuō)明它們?cè)谧匀唤绾蜕钪械膽?yīng)用。

4.應(yīng)用題：

夏天，我們常用干冰來(lái)制冷。請(qǐng)解釋干冰在制冷過(guò)程中是如何發(fā)生升華的，并說(shuō)明這個(gè)過(guò)程對(duì)制冷效果的影響。典型例題講解1.例題：

某固體物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至100℃時(shí)開(kāi)始升華，若繼續(xù)加熱至200℃，該物質(zhì)完全升華。求該固體物質(zhì)的升華熱。

解答：

設(shè)該固體物質(zhì)的質(zhì)量為m，升華熱為L(zhǎng)。

根據(jù)熱量守恒定律，固體物質(zhì)吸收的熱量等于其升華熱，即：

Q=mL

其中，Q為固體物質(zhì)吸收的熱量，m為固體物質(zhì)的質(zhì)量，L為升華熱。

由于固體物質(zhì)在100℃時(shí)開(kāi)始升華，在200℃時(shí)完全升華，因此升華過(guò)程中溫度變化ΔT為100℃。

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，固體物質(zhì)吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加，即：

Q=ΔU

其中，ΔU為固體物質(zhì)內(nèi)能的增加。

由于固體物質(zhì)在升華過(guò)程中，其內(nèi)能的增加等于升華熱，即：

ΔU=mL

因此，升華熱L可以表示為：

L=ΔU/m

由于ΔU=Q，代入上式得：

L=Q/m

所以，該固體物質(zhì)的升華熱L為Q除以m。

2.例題：

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1克冰加熱至0℃開(kāi)始融化，再加熱至100℃完全變成水蒸氣。求冰融化成水所需的熱量。

解答：

設(shè)冰的融化熱為L(zhǎng)f，水的比熱容為c，冰和水的質(zhì)量分別為m_ice和m_water。

冰融化成水所需的熱量Q_ice可以表示為：

Q_ice=Lf*m_ice

其中，Lf為冰的融化熱。

水加熱至100℃所需的熱量Q_water可以表示為：

Q_water=c*m_water*ΔT

其中，ΔT為水的溫度變化，即100℃。

由于冰融化成水后，質(zhì)量不變，即m_ice=m_water，所以：

Q_ice+Q_water=Lf*m_ice+c*m_water*ΔT

由于m_ice=m_water，可以簡(jiǎn)化為：

Q_ice+Q_water=Lf+c*ΔT*m_ice

代入已知數(shù)據(jù)，得到：

Q_ice+Q_water=Lf+c*100*m_ice

所以，冰融化成水所需的熱量Q_ice為：

Q_ice=Lf+c*100*m_ice-Q_water

3.例題：

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1克水加熱至100℃開(kāi)始沸騰，再加熱至200℃完全變成水蒸氣。求水沸騰成水蒸氣所需的熱量。

解答：

設(shè)水的沸點(diǎn)熱為L(zhǎng)_vap，水的比熱容為c，水的質(zhì)量為m_water。

水沸騰成水蒸氣所需的熱量Q_vap可以表示為：

Q_vap=L_vap*m_water

其中，L_vap為水的沸點(diǎn)熱。

水加熱至100℃所需的熱量Q_heat可以表示為：

Q_heat=c*m_water*ΔT

其中，ΔT為水的溫度變化，即100℃。

所以，水沸騰成水蒸氣所需的熱量Q_vap為：

Q_vap=L_vap*m_water+Q_heat

4.例題：

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1克干冰加熱至-78.5℃開(kāi)始升華，再加熱至室溫25℃完全變成二氧化碳?xì)怏w。求干冰升華所需的熱量。

解答：

設(shè)干冰的升華熱為L(zhǎng)_sub，干冰的比熱容為c_sub，干冰的質(zhì)量為m_sub。

干冰升華所需的熱量Q_sub可以表示為：

Q_sub=L_sub*m_sub

其中，L_sub為干冰的升華熱。

干冰加熱至室溫所需的熱量Q_heat可以表示為：

Q_heat=c_sub*m_sub*ΔT

其中，ΔT為干冰的溫度變化，即25℃-(-78.5℃)=103.5℃。

所以，干冰升華所需的熱量Q_sub為：

Q_sub=L_sub*m_sub+Q_heat

5.例題：

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將1克水加熱至100℃開(kāi)始沸騰，再加熱至200℃完全變成水蒸氣。求水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需的總熱量。

解答：

設(shè)水的沸點(diǎn)熱為L(zhǎng)_vap，水的比熱容為c，水的質(zhì)量為m_water。

水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需的總熱量Q_total可以表示為：

Q_total=L_vap*m_water+c*m_water*ΔT

其中，ΔT為水的溫度變化，即100℃。

所以，水從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需的總熱量Q_total為：

Q_total=L_vap*m_water+c*m_water*100內(nèi)容邏輯關(guān)系1.物質(zhì)狀態(tài)變化的基礎(chǔ)概念

①物質(zhì)的三種基本狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)

②狀態(tài)變化的概念：物質(zhì)在一定條件下，由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過(guò)程

2.升華和凝華現(xiàn)象的描述