初中物理-升華和凝華教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

知識與技能

1．知道升華和凝華的概念。

2．知道升華要吸熱，凝華要放熱。

3．知道生活中常見的升華和凝華現(xiàn)象。

過程與方法

1．組織學(xué)生觀察并利用日常生活中一些常見的現(xiàn)象來理解升華和凝華的定義。

2．師生共同探究升華和凝華實(shí)驗(yàn)過程，理解升華吸熱和凝華放熱現(xiàn)象。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1．通過教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生關(guān)心環(huán)境，樂于探索一些自然現(xiàn)象的物理學(xué)道理。

2．通過小組活動(dòng)、課堂討論與交流培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和自主學(xué)習(xí)的能力。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，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)過液態(tài)階段。因此教學(xué)過程中要切實(shí)幫助學(xué)生澄清模糊的認(rèn)識，可以在實(shí)際教學(xué)中把學(xué)生對課本知識的掌握過程變成學(xué)生自主學(xué)習(xí)和活動(dòng)的過程，通過對已學(xué)知識的歸納和總結(jié)，提高學(xué)生梳理知識的能力，鞏固所學(xué)的知識。同時(shí)讓同學(xué)們自覺產(chǎn)生固態(tài)與氣態(tài)之間是否會轉(zhuǎn)變的疑問，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和求知的欲望。

本節(jié)設(shè)計(jì)從升華和凝華的現(xiàn)象出發(fā)，在讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，感知什么是升華，什么是凝華。設(shè)計(jì)人造雪和碘的升華和凝華實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)重難點(diǎn)的突破，做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是控制加溫，教材中使用熱水對碘加熱(或用酒精燈對燒瓶底的碘進(jìn)行加熱)來揭示固體升華是需要吸熱的，其逆過程讓氣態(tài)碘在冷水中放熱凝華來揭示氣體凝華需要放熱。根據(jù)碘受熱的升華現(xiàn)象在教學(xué)中應(yīng)補(bǔ)充說明升華吸熱的應(yīng)用(例如用干冰在舞臺上制造霧氣)。要注意碘蒸氣有毒，做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把它封閉起來，以免影響學(xué)生健康。

課堂上引導(dǎo)同學(xué)通過小組活動(dòng)完成設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)歸納課本中的重點(diǎn)知識。同時(shí)，再用學(xué)過的知識來解釋一些前面討論的現(xiàn)象和問題。然后，對學(xué)生收集的知識進(jìn)行討論和交流，并給予一定的評價(jià)和指導(dǎo)。通過對STS課外知識的閱讀，拓展學(xué)生的知識面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。教學(xué)過程

導(dǎo)入新課

情景引入

多媒體投影幾幅生活中的圖片：用久的電燈泡、冬天窗戶上的“冰花”、吉林松花江畔的“霧凇”、舞臺演出時(shí)的“白煙滾滾”等內(nèi)容。

引導(dǎo)學(xué)生思考：普通燈泡和日光燈用久了，其燈絲為什么會變細(xì)？玻璃壁為什么會發(fā)黑？黑色的物質(zhì)是怎么形成的？“霧凇”是怎樣形成的？美麗的窗花到底是如何形成的？舞臺上的白煙究竟是什么？它又是怎么形成的呢？

故事導(dǎo)入

故事1：1779年冬天，在彼得堡的一個(gè)寒夜，街道上幾乎不見行人，但是，在市中心一個(gè)大廳里卻燈火輝煌。六千支燃燒著的巨型蠟燭，把大廳里烘托得熱氣騰騰。這里正在舉行盛大的舞會，夫人小姐、名流雅士擁滿大廳，在樂曲聲中翩翩起舞，有的人還淌著汗。正當(dāng)大家跳得如癡如狂的時(shí)候，一位小姐突然暈倒在地，旁邊的人不知如何是好。這時(shí)有人喊道：“快快打開窗戶?！贝蜷_窗戶后，刺骨的寒風(fēng)涌入大廳，奇怪的現(xiàn)象出現(xiàn)了：大廳里竟然飛起雪花，紛紛揚(yáng)揚(yáng)的雪花落到人們的頭發(fā)和衣服上。在場的人無不目瞪口呆。這究竟是怎么回事？大廳里的雪花從何而來呢？

故事2：據(jù)《新民晚報(bào)》載2001年5月10日，陰天，氣溫約為－15℃，第二天中午12時(shí)，科考隊(duì)到達(dá)x疆羅布沙漠小河墓地前200米左右時(shí)，沙丘上均勻地覆蓋著約5～10厘米的積雪，茫茫無涯，然而過了約20min，奇怪的事發(fā)生了：就在科考隊(duì)手忙腳亂地從沙漠車上卸下器材設(shè)備，開始向小河墓地靠近的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)腳下踩的不再是雪地，而是干爽的沙地。再遠(yuǎn)望四周，一眼望不到邊的沙漠中哪有雪的影子？雪到哪兒去了？氣溫一直在零下十四五攝氏度左右，天空陰沉，不見陽光，就是雪化了，沙土也至少應(yīng)該是濕的，可抓一把土，手感依然干爽疏松。

請你用所學(xué)過的知識回答：這雪為什么不見了？

實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入

“人工造雪”實(shí)驗(yàn)：在錐形瓶內(nèi)放入少許樟腦丸粉末，再將一根細(xì)的松樹枝放入，然后將瓶子密封。點(diǎn)燃酒精燈緩慢加熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察瓶內(nèi)有什么現(xiàn)象發(fā)生。

實(shí)驗(yàn)中注意觀察的現(xiàn)象：

(1)緩慢加熱過程中，觀察錐形瓶底部樟腦丸粉的狀態(tài)變化；觀察瓶內(nèi)有何現(xiàn)象發(fā)生。

(2)停止加熱冷卻時(shí)，仔細(xì)觀察錐形瓶壁及松枝上有何現(xiàn)象發(fā)生。

學(xué)生活動(dòng)：觀察瓶內(nèi)有無液體產(chǎn)生，認(rèn)真分析觀察的結(jié)果，進(jìn)行小組討論，用自己的語言概括樟腦丸粉末在實(shí)驗(yàn)過程中的變化情況。

引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果、討論總結(jié)得出：

(1)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；

(2)氣態(tài)的樟腦蒸氣又冷卻直接變成固態(tài)的樟腦粉末。

復(fù)習(xí)導(dǎo)入

(1)自然界中的物質(zhì)常見的存在狀態(tài)主要有哪些？

(2)發(fā)生在固態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)化過程分別叫什么？吸熱還是放熱？發(fā)生在液態(tài)和氣態(tài)之間的轉(zhuǎn)化過程分別叫什么？吸熱還是放熱？

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)？

試一試：你能舉出生活中由固態(tài)直接變成氣態(tài)或由氣態(tài)直接變成固態(tài)的例子嗎？

推進(jìn)新課

一、實(shí)驗(yàn)演示：碘的物態(tài)變化

儀器與器材：密封的細(xì)長玻璃瓶(內(nèi)裝有幾粒碘)，方座支架，試管夾，酒精燈等。

實(shí)驗(yàn)方法：

1．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，首先觀察密封在玻璃瓶內(nèi)碘粒的外觀。

2．將裝有碘粒的玻璃瓶在方座支架的試管內(nèi)夾持好，然后用酒精燈對玻璃管內(nèi)的碘粒加熱，注意觀察碘粒是否經(jīng)過熔化再變?yōu)樽仙珰怏w。這時(shí)碘發(fā)生了什么現(xiàn)象？

3．熄滅酒精燈，注意觀察在玻璃管冷卻的過程中碘蒸氣是否經(jīng)過液化再變成固態(tài)的碘。這時(shí)碘發(fā)生了什么現(xiàn)象？在容器壁看到了什么現(xiàn)象？

4．通過實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿玫绞裁唇Y(jié)論？

5．為什么要用酒精燈加熱，不加熱行嗎？

現(xiàn)象觀察：碘受熱(顏色由黑變紫，碘由固態(tài)變成氣態(tài))和遇冷(顏色由紫變淺，逐漸變黑，瓶壁上有細(xì)小發(fā)亮的晶粒形成，無液體流下)后狀態(tài)變化情況。

分析論證得出結(jié)論：固體與氣體之間可以直接轉(zhuǎn)化。

二、升華和凝華

1．師生歸納總結(jié)：(板書)

升華：物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫升華。

凝華：物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫凝華。

2．學(xué)生思考并交流討論：升華過程需要吸熱還是放熱？凝華過程需要吸熱還是放熱？

可用實(shí)驗(yàn)演示：教師要引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明自己的猜想。

為使現(xiàn)象明顯，教師用酒精燈加熱燒瓶中的碘。

(1)微微加熱，紫色蒸氣出現(xiàn)后進(jìn)行觀察。提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考：紫色蒸氣是從哪里來的？

(2)移開酒精燈，紫色蒸氣逐漸減少而消失，酒精燈加熱，紫色蒸氣又重新出現(xiàn)，蒸氣上升而消失。提問：紫色蒸氣的產(chǎn)生是放熱所致，還是吸熱所致？蒸氣上升消失到哪里？

(3)移開酒精燈待蒸氣消失后，取下燒瓶，讓學(xué)生看燒瓶底部，有一層碘的晶體。提問：這層紫色物質(zhì)是什么？是從哪里來的？為什么會產(chǎn)生這層物質(zhì)？

學(xué)生交流結(jié)果，處理信息：實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碘可以由固態(tài)直接變成氣態(tài)，此時(shí)要加熱；也可以由氣態(tài)直接變成固態(tài)，此時(shí)沒有加熱，而是對外放熱。

學(xué)生討論并歸納總結(jié)：升華過程需要吸熱；凝華過程需要放熱。升華和凝華是互逆過程。

活動(dòng)體驗(yàn)：碘與指紋破案：

在偵破案件時(shí)，常常需要從現(xiàn)場提取指紋，下面請大家模仿做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用酒精燈加熱(宜小火以減緩碘升華的速度)燒杯(先用玻璃片蓋住)中的碘顆粒，待燒杯中出現(xiàn)紫色氣體時(shí)，將玻璃片拿去，用按有指紋(但看不見)的白屏靠近燒杯口并不斷來回移動(dòng)，注意觀察白屏上有沒有指紋顯現(xiàn)出來。請同學(xué)們動(dòng)手做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)一回小小偵探家。學(xué)生利用課桌上的器材，動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。不少學(xué)生驚呼指紋能顯示出來，臉上露出了笑容。(教師要求學(xué)生課后通過查找資料，解釋提取指紋的道理。)

3．知識遷移，學(xué)會運(yùn)用

學(xué)生舉例，交流

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，對學(xué)生的舉例、積極參與給予鼓勵(lì)，同時(shí)教育學(xué)生要注意觀察日常生活中的霜、冰花、舊燈泡內(nèi)壁上的黑色物質(zhì)，分別判斷出屬于什么物態(tài)變化。(如雪、冰雹的形成，冰凍衣服也會干，積雪未熔化，但一天比一天少，衛(wèi)生球逐漸變小、消失、有氣味等)

(1)升華現(xiàn)象：①冬天，冰凍的衣服也能晾干；②衛(wèi)生球變?。虎塾镁昧说臒艚z變細(xì)。

(2)凝華現(xiàn)象：①冰棒表面的“白粉”；②寒冬的夜晚，窗戶玻璃內(nèi)表面上的冰花；③用久了的燈泡變黑(先升華后凝華)。

【拓展】

干冰及其應(yīng)用

干冰，雖然它的名字帶著一個(gè)冰字，卻和水結(jié)成的冰沒有什么關(guān)系，事實(shí)上它是由無色的氣體——二氧化碳形成的。如果把二氧化碳裝在一個(gè)鋼瓶里，再加壓，它就會變成和水一樣的液體了，如果溫度再低一些，那么二氧化碳就會變成白色的、好似雪花一樣的東西，這就是干冰。這種固體不經(jīng)熔化就可直接變成氣體，這大概是大家叫它干冰的原因吧。干冰的溫度可達(dá)－78.5℃，由于干冰溫度很低，它急劇升華的時(shí)候，會使周圍的溫度迅速降低，空氣里的水蒸氣就會凝結(jié)成霧。攝影棚里的云霧繚繞的景象就是利用這個(gè)原理形成的。

干冰具有良好的制冷作用，因此可以用來保鮮食品，干冰可以用于人工降雨，悶熱的夏天有時(shí)遲遲不下雨，這種情況下就可將裝有干冰的炮彈射到烏云密布的天空，不一會兒大雨就傾盆而下。

仔細(xì)觀察下圖并作出解釋

固態(tài)的二氧化碳(干冰)，它是將二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行壓縮、冷卻而成的，溫度可達(dá)零下78.5℃，如果將它放在空氣中，會長出如圖的冰狀胡須。

解析：固態(tài)的二氧化碳在空氣中發(fā)生升華現(xiàn)象時(shí)，吸收了周圍空氣中的熱量，周圍空氣中的水蒸氣熱量被吸后，就發(fā)生了凝華現(xiàn)象。

【多媒體展示】用干冰人工降雨的過程。

具體過程：

干冰進(jìn)入云層，就很快升華成氣體，并從周圍吸收大量的熱，使空氣的溫度急劇下降，于是高空中的水蒸氣液化成小水珠，這些小水珠逐漸變大就形成雨落了下來。

讓學(xué)生解釋人工降雨，教師作出評價(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。指出干冰易升華吸熱還可用來：①給食品降溫，②在舞臺上制造“白霧”等。

舞臺“白霧”：舞臺上噴撒的干冰升華需從周圍空氣中吸收大量的熱，從而使空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水滴，這些小水滴懸浮在空中就形成了我們看到的所謂“白霧”。廣泛用于舞臺、劇場、影視、慶典等制作放“煙”效果。

制冷防腐：當(dāng)用火車運(yùn)載鮮魚時(shí)，它就守衛(wèi)在鮮魚的旁邊，起制冷防腐的作用。干冰外表像冰，可作為防腐劑，它比冰優(yōu)越得多。干冰熔化時(shí)不會像冰那樣變成液體，它全部升華，四周干干凈凈。干冰冷卻的溫度比冰低得多，而且干冰升華后產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，能抑制細(xì)菌的繁殖生長。

常見的自然現(xiàn)象

提出問題：自然界中霧、露、云、霜、雪、雹是常見的自然現(xiàn)象，那么它們是怎么形成的？

討論交流：學(xué)生分組思考，討論。

(1)露是在天氣較熱的時(shí)候，空氣中的水蒸氣于清晨前遇到溫度較低的樹葉、花草等，液化成小水珠附著在它們的表面上，這是一種液化現(xiàn)象。

(2)霧和云的情況相同，都是水蒸氣在空氣中遇冷液化成為小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，在地面附近稱為霧，在高空處則稱為云，因此霧和云都是水蒸氣液化現(xiàn)象，不是冰的熔化現(xiàn)象。

(3)霜是在地表的水蒸氣遇到攝氏零度以下的溫度，直接凝化為固體。

(4)雪是天氣較冷的時(shí)候，空氣中的溫度低于零攝氏度，水蒸氣在空中凝華成固態(tài)，為六角形的冰晶(叫雪花)，在飄降時(shí)相互結(jié)合形成雪片或雪團(tuán)。

(5)雹是冰球，它的形成較復(fù)雜，云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于0℃的高空，凝結(jié)成小冰珠，小冰珠在下落時(shí)，其外層受熱熔化成水，并彼此相結(jié)合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強(qiáng)就會再升入高空，在其表面凝結(jié)一層冰殼。經(jīng)過多次上下翻騰，能結(jié)合成較大的冰珠，當(dāng)上升氣流托不住它時(shí)，冰珠就落到地面上，形成冰雹。

思考題：俗話說“霜前冷，雪后寒”，試用所學(xué)的有關(guān)知識加以解釋。

因?yàn)樗强諝庵械乃魵饽A成的小冰粒，凝華過程要放熱，而水蒸氣能夠向空氣中放熱的條件是氣溫低于水蒸氣溫度，故只有在足夠低的氣溫下，水蒸氣才會凝華成霜，因?yàn)橄滤獣r(shí)氣溫較低，人常感到冷。下雪天氣溫度本來就低，下雪后，雪在熔化時(shí)要向周圍空氣吸熱，而使本來較低的溫度進(jìn)一步下降，因而雪后寒。

學(xué)生自由閱讀：STS“水循環(huán)”

提出要求：(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)完成課本圖3.4-2水的三態(tài)聯(lián)系填空。

(3)思考問題：水為何珍貴？水能為人類做些什么？破壞水資源會給人類帶來哪些危害？我們應(yīng)該怎么辦？

(4)對自己家里的用水進(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)測在實(shí)施過程中會有哪些困難，如何克服？如果完成實(shí)施后每月能夠節(jié)約多少水？可以寫成簡單的調(diào)查報(bào)告。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)象并不少見，但不易被學(xué)生注意，而且氣體不易看見，難以直接觀察到。本節(jié)課的設(shè)計(jì)力求從生活和實(shí)驗(yàn)出發(fā)，利用學(xué)生的感性認(rèn)識和直接經(jīng)驗(yàn)，輔以多媒體課件呈現(xiàn)一些不太常見的現(xiàn)象，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了多種多樣的情境，實(shí)驗(yàn)激趣，問題驅(qū)動(dòng)，充分讓學(xué)生觀察、實(shí)踐、思考、動(dòng)口，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，能夠讓學(xué)生學(xué)得輕松愉快，穿始終。課堂形式豐富多彩，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實(shí)踐能力。師生能使用普通話，作業(yè)布置合理、適當(dāng)。本節(jié)課有些瑕疵：導(dǎo)入音頻太長，對工能實(shí)施師生互動(dòng)合作學(xué)習(xí)，學(xué)生動(dòng)起來，課堂活起來，效果較好。教師能宏觀調(diào)控學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，激發(fā)學(xué)生參與的熱情。能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)小組的作用，使學(xué)情調(diào)查全面、準(zhǔn)確、針對性強(qiáng)。課堂氣氛熱烈、和諧、民主，學(xué)習(xí)積極主動(dòng)，讀、說、議、評、寫貫業(yè)中出現(xiàn)的問題處理簡單。1．下列說法中，正確的是()。

A．嚴(yán)冬，冰凍的衣服也會干，這是因?yàn)楸A為水蒸氣

B．飯桌上冒出的熱氣是水蒸氣

C．初冬的早晨常見到的霜是由水蒸氣凝固而形成的

D．夏天看到棒冰冒的“白汽”，這是棒冰熔化后蒸發(fā)的水蒸氣

答案：A

2．演出時(shí)