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。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：