教学基本信息课题升华和凝华1.指导思想物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生科学素养的关键组成部分。在物理教学过程中培养学生的物理核心素养，重要的一环是让学生掌握科学思维。在教学中，通过创设情境激发学生的学习欲望，通过制造矛盾引发学生深入思考，努力为学生创造条件经历必要的学习过程，培养学生的科学思维。物理课程标准中提到要从生活走向物理，从物理走向社会。教学过程中应贴近学生生活，让学生从身边熟悉的生活现象去探究并认识物理规律，同时应将学生认识到的物理知识及科学研究方法与社会实践及其应用结合起来，让学生体会到物理在生产生活中的实际应用。这不仅可以增强学生学习物理的兴趣，还可以培养学生良好的思维习惯。2.教学内容分析升华和凝华一课分成三个部分：升华和凝华的概念、升华和凝华的吸放热规律、升华和凝华的现象解释及应用。本节课的内容贴近学生的生活，但尽管生活中的升华和凝华现象并不罕见，却不容易被学生注意。特别是在学生潜意识中，固态到气态的变化过程必须经过液态阶段，因此教师要帮助学生更深入地研究这一问题，从而认识到升华、凝华现象的存在。本课教学中，教师先引导学生非常直观地观察到用酒精灯加热固态碘的过程中有液态碘出现，再引导学生研究使固态碘直接变为气态的方法。通过这个过程，不仅让学生对升华现象有了更深刻的认识，也在此过程中培养学生崇尚真知的科学态度、运用科学思维方式认识事物和解决问题的能力。此外，关于升华吸热、凝华放热的理解，由于吸放热过程不可见，学生会存在认知障碍。本课教学中，教师引导学生设计实验方案，体会物理中对比等思想，鼓励学生积极寻求有效的问题解决方法。最后，在解释升华、凝华生活现象的过程中，教师鼓励学生将物理知识和生活现象联系在一起，并引导学生运用物理知识分析问题、解决问题，同时培养学生语言表达的准确性、全面性、条理性、规范性。3.学生情况分析1.学生在学习了熔化和凝固、汽化和液化之后，已经了解固态与液态、液态与气态之间的物态变化，但对于固态与气态之间的直接转化缺乏认知。在学生潜意识中，固态和气态直接的变化必须经过液态阶段。升华和凝华是学生学习中容易忽略的两种物态变化，尽管生活中并不罕见，但不容易被学生注意。2.学生通过前期学习已知熔化、汽化需要吸热，凝固、液化需要放热，学生既能从现象分析得出某种物态变化是吸热还是放热，也能通过物体温度的变化分析出某种物态变化过程中物体是吸热还是放热。3.八年级学生有一定的归纳和分析能力，能对较简单的物理现象进行归纳并得出初步结论，思维能力和表述能力还需要进一步加强。4.教学目标一、知识与技能1.知道升华和凝华的概念；2.知道升华过程需要吸热、凝华过程需要放热；3.了解生活、生产中的升华和凝华现象，并能利用所学的知识进行解释。二、过程与方法1.在观察碘升华、凝华的过程中，体验物质在固态、气态之间的直接转化；2.在设计凝华放热实验的过程中，体会对比的思想；3.通过研究水蒸气在同一易拉罐表面同时发生液化和凝华的现象，认识到液化、凝华所需温度条件不同，进一步理解玻璃上的水雾和冰花产生条件的区别。三、情感、态度与价值观1.面对认识冲突时，有探究的热情和解决问题的欲望；2.经历固态与气态物质的直接转化过程，体验科学的神奇，从而提高学习兴趣；3.能用升华和凝华的知识解释生活中的现象，树立会用物理知识指导生活、为社会生活服务的意识。5、教学难点、重点教学重点：升华和凝华的概念，并能够解释相关的生活现象。教学难点：通过实验证明凝华放热。6、实验器材实验器材：教师：试管、纸条、护手霜、固态碘、酒精灯、火柴、易拉罐、冰块、盐、竹夹、红外摄像仪。学生：烧杯（加热水）、水槽（加冷水）、碘锤、易拉罐、冰块、盐、筷子、试管（装有碘粉末）、纸条、护手霜。7.教学过程教学内容及教师活动学生活动设计意图引入【魔术】加热固态碘，使纸条上的指纹显现。过渡：指纹的显现过程利用了我们物理学中的物态变化，今天我们就来学习两种新的物态变化升华和凝华。观察实验现象。通过小魔术的方式引出课题，激发学生的好奇心和学习兴趣。一、升华和凝华的概念。过渡：固态碘变为了气态碘，碘蒸气与纸上残留的油脂发生反应，指纹就显现出来了。问题：固态碘是如何变成气态碘的呢？引导：加热后，碘是由固态直接变成气态了吗？还是经历了其它状态？【视频】用酒精灯加热固态碘。过渡：看来碘可以从固态先经过熔化变成液态、再经过汽化变成气态。那有没有可能像同学们说的，碘由固态直接变成气态呢？问题：1.怎样证明固态碘没有经过熔化直接变成气态？引导：晶体熔化的条件是什么？若使固态碘不熔化，温度应满足什么条件？教师给出碘的熔点和酒精灯的灯焰温度。2.你有什么办法能使固态碘的温度不到熔点？【学生实验】观察碘的升华和凝华。总结交流得到升华和凝华的概念：升华：物质由固态直接变成气态。凝华：物质由气态直接变成固态。思考、提出猜想：1.从固态直接变为气态。2.先从固态变为液态，再变为气态。观察加热过程中是否出现液态碘。思考、回答：1.只要不达到碘的熔点，就不会熔化。2.水浴法。按照蓝色指导卡（见附件）的内容进行实验，观察现象。制造矛盾，引起学生思维冲突，引发学生深入思考，并鼓励学生能多角度分析问题。鼓励学生勇于探究，引导学生用科学的思维方式解决问题，并且在实验中尊重事实和证据。最终通过实验认识到碘可以从固态直接转变为气态。二、升华和凝华的吸放热规律。问题：我们知道，熔化、汽化需要吸热，凝固、液化需要放热。升华过程是吸热还是放热呢？你的依据是什么？问题：凝华过程呢？【视频】碘蒸气凝华放热。1.教师首先给出缺乏“对比”的实验方案，引导学生思考实验原理。改进方案：控制两个烧瓶初始温度相同。观察对比两个温度计的示数变化。问题：1、看到什么现象？2、为什么有碘蒸气的烧瓶中温度较高？1.从“加热”热传递的角度分析；2.从物态变化的方向分析。从物态变化的方向较容易分析，从“遇冷”热传递的角度不易分析。学生分析实验方案，发现实验存在问题并改进。观察、思考、回答：能证明凝华放热。因为两个温度都降低，但是有碘蒸气凝华的烧瓶中温度降低更慢。说明碘蒸气凝华放热。引导学生能从多角度分析问题，鼓励学生面对困难有不懈的探索精神，能大胆尝试，积极寻求有效的问题解决方法。教师提供给学生不完美的实验设计，学生加以“对比”的改进。在改进设计的过程中培养学生缜密的思维和严谨的求知态度，在观察实验的过程中培养学生的实证意识。三、升华和凝华的现象及应用。1.学生列举生活中的升华现象并解释产生原因。预设：冰冻的衣服变干、樟脑球变小、雪人没有熔化却变小2.学生列举生活中的凝华现象并解释产生原因。预设：冰花、雾凇、霜、灯泡内壁变黑问题：现在教室的空气中也有水蒸气，为什么窗户上没有看到冰花？问题：怎样能让教室中的水蒸气在易拉罐表面凝华形成小冰晶？你有什么办法？【学生实验】制霜水蒸气在易拉罐表面凝华。问题：3min后请学生回答是否观察到有霜出现？分析可能的原因？怎样使0摄氏度的冰水混合物温度降低？【学生实验】在冰水混合物中加盐后继续实验。教师对学生的实验成果进行肯定和鼓励。【图片展示】玻璃窗上的水珠和冰花。问题：两者有什么区别？为什么都是水蒸气放热，却一个液化、一个凝华？请同学们观察自己的易拉罐表面，下半部分有霜，霜的上方还有什么？问题：1.水蒸气在易拉罐的不同部位分别发生了两种不同的物态变化，你觉得原因是什么？2.如何测出易拉罐表面的温度？【演示】利用红外成像仪拍摄易拉罐的表面。对现象的深入理解：1.窗户上水雾和冰花产生条件的区别；2.水雾和冰花产生在玻璃内侧还是外侧；3.露水和霜产生条件的区别举例并用物理知识解释这些现象产生的原因。猜想：温度不够低。思考、回答：加冰块使易拉罐温度降低。学生按照粉色指导卡（见附件）内容完成实验并观察。没有霜出现温度不够低。加盐。继续进行实验，观察到易拉罐的底部有明显的霜出现。学生思考回答：可能是玻璃温度不同。现象：底部有霜，霜的上面一部分有小水珠。思考、回答：1.易拉罐上下温度不同。2.温度计，不易测量。观察现象：霜的部分演示深蓝、说明温度最低。水珠部分颜色浅蓝，温度高一些。最上面的部分黄色，温度最高。通过对升华、凝华现象的举例和解释，培养学生利用物理学原理解释生活现象的能力和语言表达能力。在制霜实验过程中，引导学生大胆尝试，并且在尝试过程中不断改进，激发学生解决问题的兴趣和热情。利用红外成像技术，直观显示易拉罐外表面温度，验证学生的猜想，进而帮助学生认识到水蒸气放热后液化、凝华是受温度条件影响的。四、反馈与应用过渡：今天，老师还给同学们带来一样很神奇的东西干冰。【演示】干冰升华课后思考：1、为什么干冰取出来周围会产生大量的白雾呢？2、干冰的应用。观察现象。思考、回答：舞台效果、冰激凌火锅思考并解释引导学生利用所学的物态变化知识解释相关的生活现象，学有所用。五、释疑、总结问题：现在，你能否解释一下，在老师课前采集指纹的时候，固态碘是如何“跑”到指纹上面的？【学生实验】碘熏法采集指纹。小结：碘熏法采集指纹是公安机关在破案时常用的一种方法，可见看起来很简单的物理知识和方法，在实际生活中竟然能起到如此的作用。希望同学们以后也能够尝试将自己学过的物理知识和物理方法应用到生活中去，总结：通过这节课的学习，你有什么收获？结语：希望同学们在今后的学习中能继续保持今天的热情，继续用心探索神奇的物理世界。利用升华的知识进行解释。按照黄色指导卡（见附件）进行指纹采集引导学生将物理与生活联系，发现物理学不但有趣、而且有用，鼓励学生今后继续保持浓厚的学习兴趣学习物理。附件：学生指导卡内容热水用完放到实验台上蓝色指导卡实验： 碘能从固态直接变成气态吗？实验步骤：1、 将碘锤全部放入热水中，观察固态碘的变化。（1）固态碘变为_______态。（2）是否有液态碘出现。________（填“是”或“否”）。2、 出现碘蒸气后，将碘锤从热水中取出，继续观察碘蒸气发生的变化。（1）气态碘变为_______态。（2）是否有液态碘出现。________（填“是”或“否”）。不能用手碰易拉罐粉色指导卡实验：制霜实验水蒸气的凝华。操作步骤：将易拉罐中放入约2/3的冰，用筷子搅拌，观察易拉罐的表面是否出现小冰晶。__________（填“是”或“否”）。黄色指导卡不要让碘蒸气出试管实验： 碘薰法采集指纹。操作步骤：1、 每组两位同学各自将右手食指擦少量的油，将指纹按 到纸条上。2、 打开试管的活塞，将纸条放入试管，将活塞塞紧后放入温水中，等待指纹出现。3、 指纹出现后，将试管放入实验台水槽的凉水中，等碘蒸气凝华为固态后，打开塞子，取出纸条。紫色指导卡1、 取出干冰后，为什么干冰周围会出现白雾？ 2、 生活中，干冰还有哪些应用？ 6 / 6