跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题 2024-2025学年人教版八年级上册物理

2024人教版新教材物理八年级上册同步讲练学案（全国通用） 第三章 物变态化 专题3.5 跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题 核心素养学习目标 1．物理观念：观察厨房中常见食物、调味品在不同温度下表现出的不同物态，多角度形成关于物质基本属性的认识。 2．物理思维： 通过烧开水、煮饺子等厨房中的实践探究过程，结合物态变化相关知识进行科学论证，从而对厨房中的相关事例和现象做出合理的分析和解释。 3．科学探究： 通过学生自主设计开放性实验，探究厨房中各种事例所包含的物态变化相关知识，以课前实践、课上交流的方式，完成问题、证据、解释和交流的探究过程。 4．科学态度与责任： 通过探究学习厨房中的物态变化事例，提高学生的生活技能，增强学生学以致用的意识，倡导学生健康饮食的生活方式。知识解读易错警示示 课堂任务1　项目提出——煮饺子 课堂任务2　项目分析 1．实施目标：①煮熟；②不破皮、不粘连；③用时短。 2．影响因素：①锅的种类选择；②火候的把控；③水量的多少；④饺子自身的特点。 课堂任务3　项目实施 项目一（学习用铁锅把水饺煮熟的过程及其过程中蕴含的物理知识） 1．将铁锅中的水加热至沸腾后，将饺子放入锅中(慢点放，防止烫伤)，此时锅中的水是否沸腾？没有沸腾。这是因为水未达到沸点，此时应通过搅动的方式来防止饺子粘锅及互相粘连。 2．盖紧锅盖，约5～10min后，锅中水再次沸腾，锅盖上方腾起的大量白雾是水蒸气液化形成的。若此时将一饭勺放入锅中静置足够长的时间，溢入勺中的水最终会不会沸腾？不会。这是因为锅中和勺中的水最终都会达到100 ℃，勺中水无法持续吸热。 3．舀一勺凉水倒入锅中，搅动、盖好锅盖，等待再次沸腾，重复上述步骤2～3次，就会发现水饺鼓鼓地浮在水面上，这是因为饺子馅中的水分发生了汽化。 4．若饺子馅为肉馅或速冻水饺，为确保煮熟，可在水沸腾3次后改用小火继续煮3 min左右。 项目二（学习用高压锅把水饺煮熟的过程及其过程中蕴含的物理知识） 1．将水倒入高压锅中加热至沸腾(加盖不密封)，然后将饺子放入锅中，稍微搅动，加盖密封、加压力阀，继续加热。 2．约5min后，压力阀被蒸汽顶起，发出呲呲的声音，关闭燃气灶。此时锅内水温高于100 ℃，这是因为锅内气压大于标准大气压。 3．将高压锅搬至水池，浇上冷水让其锅身逐渐冷却，锅内气压逐渐降低”，待压力阀停止喷气后，打压锅盖，发现上面附着大量水珠，这是锅内水蒸气遇冷液化形成的。 课堂任务4　展示交流（应该回答下面几个具体问题） 1．向其他同学展示你的具体实验情况和结果。 ①锅的种类，水饺为现包”还是“速冻”的，是荤”还是“素”水饺。 ②水饺数量，用水量，总用时，破皮的饺子数。 2．小组讨论，通过对比分析，总结整理煮饺子过程中的一些小窍门。 ①煮饺子用大锅好还是小锅好？为什么？ ②如何防止将饺子煮破皮？ ③灌汤水饺是直接将汤灌倒饺子里的吗？查询资料并交流讨论灌汤水饺的汤是如何出现的？注意！ 易错点：展示交流环节的真实性问题 1. 在展示交流中，汇报的数据一定是真实的，不是虚设的； 2. 跨学科实践活动必须亲身参与，不能用假大空的数据说话； 3. 展示成果时，把课堂任务完成外，也可以把参与活动取得的其他收获汇报出来。 典例精讲明确考向向 【例题】在探索厨房中物态变化这个跨学科实践活动中，老师给同学们的探究项目之一：煮饺子 实施目标：①煮熟；②不破皮、不粘连；③用时短。 影响因素：①锅的种类选择；②火候的把控；③水量的多少；④饺子自身的特点。 项目实施采用两种办法： 【办法一】 （1）将铁锅中的水加热至沸腾后，将饺子放入锅中(慢点放，防止烫伤)，此时锅中的水没有沸腾，这是因为　　　　，此时应通过　　　　的方式来防止饺子粘锅及互相粘连。 （2）盖紧锅盖，约5--10min后，锅中水再次沸腾，锅盖上方腾起的大量白雾是　　　　形成的。若此时将一饭勺放入锅中静置足够长的时间，溢入勺中的水最终会不会沸腾，这是因为　　　　。 （3）舀一勺凉水倒入锅中，搅动、盖好锅盖，等待再次沸腾，重复上述步骤2～3次，就会发现水饺鼓鼓地浮在水面上，这是因为饺子馅中的水分发生了　　　　。(填物态变化名称) （4）若饺子馅为肉馅或速冻水饺，为确保煮熟，可在水沸腾3次后改用　　　　(填“大”或“小”)火继续煮3 min左右。 【办法二】 （1）将水倒入高压锅中加热至沸腾(加盖不密封)，然后将饺子放入锅中，稍微搅动，加盖密封、加压力阀，继续加热。 （2）约5min后，压力阀被蒸汽顶起，发出呲呲的声音，关闭燃气灶。此时锅内水温　　　　(填“高于”或“低于”)100 ℃，这是因为锅内气压　　　　(填“大于”或“小于”)标准大气压。 （3）将高压锅搬至水池，浇上冷水让其锅身逐渐冷却，锅内气压逐渐　　　(填“升高”或“降低”)，待压力阀停止喷气后，打压锅盖，发现上面附着大量水珠，这是　　形成的。 【展示交流】 （1）向其他同学展示你的具体探究情况和结果。 （2）小组讨论，通过对比分析，总结整理煮饺子过程中的一些小窍门。 ①煮饺子用大锅好还是小锅好？为什么？　　　　。 ②如何防止将饺子煮破皮？　　　　。 ③灌汤水饺是直接将汤灌倒饺子里的吗？查询资料并交流讨论灌汤水饺的汤是如何出现的？　　　　。 【答案】见解析 【解析】【办法一】 （1）水未达到沸点；慢慢搅动或同一方向搅动。 （2）水蒸气液化；锅中和勺中的水最终都会达到100 ℃，勺中水无法持续吸热 （3）汽化　（4）小 【办法二】 （2）高于；大于　 （3）降低；锅内水蒸气遇冷液化 【展示交流】 （2）①大锅，因为一是大锅水多，放入饺子后水温下降得少，能更快煮熟；二是饺子上浮后有更多的空间，不易粘连。 ②用大锅煮，放水多些，多搅动。 ③不是。将调制好的汤料放在冰箱中冷冻，然后切成小块，包在饺子内，饺子煮熟后，固态汤料熔化变成液态，灌汤水饺中便出现汤。 方法总结思维进阶 探索厨房中的物态变化问题跨学科实践活动，需要把煮水饺全过程学习好外，也可以设计在野外缺水的环境怎样收集水的有价值的课题。在学习过程中需要注意： (1)学习策略建议 跨学科实践要紧密结合物理教学内容，体现综合性和实践性，注重激发学生的求知欲和学习热情，促进学生学以致用，养成良好学习 习惯，提升团队意识和协作能力。 A.选择具有综合性、实践性的课题。结合当地特点，围绕现实生 活和社会发展的热点问题，从多学科角度观察、思考和分析问题，挖 掘、选取有教育意义的素材，将其改造成跨学科实践的问题或任务。B.合理制订跨学科实践方案。以问题的解决过程为线索设计方 案，将跨学科实践的课题分解为若干驱动性任务，以观察、实验、设 计、制作、调查等方式设计活动，将跨学科实践的课题转化为可操作 的教学设计和实施方案。 C.科学引导、循序渐进实施跨学科实践。布置适当的预习任务, 引导学生提前了解活动的流程和要求，以及所需知识、方法和设备 等；进行合理分组，使学生能相互取长补短、共同完成活动。引导学 生主动学习、独立思考、大胆设计、敢于创新，在学生遇到困难时给 予适当的指导和帮助。 D.重视活动成果的呈现和交流。注重活动总结，以设计作品、制作模型、撰写报告等多种形式呈现成果。根据物化形式的特点，组织 开展成果展览、报告会、研讨会等多种方式的交流活动。 (2)情境素材建议 “跨学科实践”主题的情境素材很丰富，如与日常生活议题、实 践操作、社会发展热点等有关的素材均可选择。下面侧重提出与日常 生活、工程实践、社会发展相关的情境素材建议。 A.与日常生活相关的素材：观察和体验人在活动或劳动过程中的 杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多 学科知识解释生活现象；举办“自行车中的科学知识挑战赛”，以自 行车为研究对象，确定挑战赛规则，通过趣味比赛引导学生理论联系 实际，综合解决问题。 B.与工程实践相关的素材：举办关于我国古代科技发明的作品展 览；举办“简易滑翔机制作比赛”，让学生利用所学知识分析原理、 绘制设计图、选用材料、制作样机，进行比赛；了解水火箭的原理、 结构、材料等，小组合作设计并制作简单的水火箭。 与社会发展相关的素材：设计一个节能环保小屋，思考如何在 保护和改善环境的前提下利用太阳能、地热能、风能等能源，从地理 位置、气候、成本等方面讨论每种能源利用的可行性，尝试制作节能 环保小屋模型；举办“新材料研制与应用报告会”，小组合作收集和 整理相关资料，在课堂上进行成果展示与答辩。 课节精练达标培优 模拟演练 （满分100分，答题时间30分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评） 1.（30分）请将六种物态变化及相应的吸放热情况正确填写在图中的括号中。 2．（30分）在日常生活中，人们发明了很多保存食物的方法，请结合物态变化相关知识解释下列事例中所包含的原理。 ①北方的冬天，在菜窖中放几桶水能防止菜窖中的蔬菜被冻坏，是因为　　　　。 ②放在冰箱中的食物用保鲜膜包裹是为了防止　　　　。 ③夏天，将剩饭菜用纱布袋罩住并将纱布末端浸在水中，置于通风处，可防止饭菜因气温过高而很快变质，这是因为　　　　。 ④在真空低温环境中制作的脱水蔬菜可以长期保存不会变质，在真空低温状态下，更容易通过　　　　的方式去除蔬菜中的水分。 ⑤包好的饺子放在冰箱冷冻室中存放一个月后，拿出煮熟仍新鲜如初，此过程中水饺中的水分发生的物态变化是　　　　。 3. （40分）根据你在厨房观察妈妈煮水饺的过程，谈谈怎样煮水饺科学好吃？ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024人教版新教材物理八年级上册同步讲练学案（全国通用） 第三章 物变态化 专题3.5 跨学科实践：探索厨房中的物态变化问题 核心素养学习目标 1．物理观念：观察厨房中常见食物、调味品在不同温度下表现出的不同物态，多角度形成关于物质基本属性的认识。 2．物理思维： 通过烧开水、煮饺子等厨房中的实践探究过程，结合物态变化相关知识进行科学论证，从而对厨房中的相关事例和现象做出合理的分析和解释。 3．科学探究： 通过学生自主设计开放性实验，探究厨房中各种事例所包含的物态变化相关知识，以课前实践、课上交流的方式，完成问题、证据、解释和交流的探究过程。 4．科学态度与责任： 通过探究学习厨房中的物态变化事例，提高学生的生活技能，增强学生学以致用的意识，倡导学生健康饮食的生活方式。 知识解读易错警示示 课堂任务1　项目提出——煮饺子 课堂任务2　项目分析 1．实施目标：①煮熟；②不破皮、不粘连；③用时短。 2．影响因素：①锅的种类选择；②火候的把控；③水量的多少；④饺子自身的特点。 课堂任务3　项目实施 项目一（学习用铁锅把水饺煮熟的过程及其过程中蕴含的物理知识） 1．将铁锅中的水加热至沸腾后，将饺子放入锅中(慢点放，防止烫伤)，此时锅中的水是否沸腾？没有沸腾。这是因为水未达到沸点，此时应通过搅动的方式来防止饺子粘锅及互相粘连。 2．盖紧锅盖，约5～10min后，锅中水再次沸腾，锅盖上方腾起的大量白雾是水蒸气液化形成的。若此时将一饭勺放入锅中静置足够长的时间，溢入勺中的水最终会不会沸腾？不会。这是因为锅中和勺中的水最终都会达到100 ℃，勺中水无法持续吸热。 3．舀一勺凉水倒入锅中，搅动、盖好锅盖，等待再次沸腾，重复上述步骤2～3次，就会发现水饺鼓鼓地浮在水面上，这是因为饺子馅中的水分发生了汽化。 4．若饺子馅为肉馅或速冻水饺，为确保煮熟，可在水沸腾3次后改用小火继续煮3 min左右。 项目二（学习用高压锅把水饺煮熟的过程及其过程中蕴含的物理知识） 1．将水倒入高压锅中加热至沸腾(加盖不密封)，然后将饺子放入锅中，稍微搅动，加盖密封、加压力阀，继续加热。 2．约5min后，压力阀被蒸汽顶起，发出呲呲的声音，关闭燃气灶。此时锅内水温高于100 ℃，这是因为锅内气压大于标准大气压。 3．将高压锅搬至水池，浇上冷水让其锅身逐渐冷却，锅内气压逐渐降低”，待压力阀停止喷气后，打压锅盖，发现上面附着大量水珠，这是锅内水蒸气遇冷液化形成的。 课堂任务4　展示交流（应该回答下面几个具体问题） 1．向其他同学展示你的具体实验情况和结果。 ①锅的种类，水饺为现包”还是“速冻”的，是荤”还是“素”水饺。 ②水饺数量，用水量，总用时，破皮的饺子数。 2．小组讨论，通过对比分析，总结整理煮饺子过程中的一些小窍门。 ①煮饺子用大锅好还是小锅好？为什么？ ②如何防止将饺子煮破皮？ ③灌汤水饺是直接将汤灌倒饺子里的吗？查询资料并交流讨论灌汤水饺的汤是如何出现的？ 注意！ 易错点：展示交流环节的真实性问题 1. 在展示交流中，汇报的数据一定是真实的，不是虚设的； 2. 跨学科实践活动必须亲身参与，不能用假大空的数据说话； 3. 展示成果时，把课堂任务完成外，也可以把参与活动取得的其他收获汇报出来。 典例精讲明确考向向 【例题】在探索厨房中物态变化这个跨学科实践活动中，老师给同学们的探究项目之一：煮饺子 实施目标：①煮熟；②不破皮、不粘连；③用时短。 影响因素：①锅的种类选择；②火候的把控；③水量的多少；④饺子自身的特点。 项目实施采用两种办法： 【办法一】 （1）将铁锅中的水加热至沸腾后，将饺子放入锅中(慢点放，防止烫伤)，此时锅中的水没有沸腾，这是因为　　　　，此时应通过　　　　的方式来防止饺子粘锅及互相粘连。 （2）盖紧锅盖，约5--10min后，锅中水再次沸腾，锅盖上方腾起的大量白雾是　　　　形成的。若此时将一饭勺放入锅中静置足够长的时间，溢入勺中的水最终会不会沸腾，这是因为　　　　。 （3）舀一勺凉水倒入锅中，搅动、盖好锅盖，等待再次沸腾，重复上述步骤2～3次，就会发现水饺鼓鼓地浮在水面上，这是因为饺子馅中的水分发生了　　　　。(填物态变化名称) （4）若饺子馅为肉馅或速冻水饺，为确保煮熟，可在水沸腾3次后改用　　　　(填“大”或“小”)火继续煮3 min左右。 【办法二】 （1）将水倒入高压锅中加热至沸腾(加盖不密封)，然后将饺子放入锅中，稍微搅动，加盖密封、加压力阀，继续加热。 （2）约5min后，压力阀被蒸汽顶起，发出呲呲的声音，关闭燃气灶。此时锅内水温　　　　(填“高于”或“低于”)100 ℃，这是因为锅内气压　　　　(填“大于”或“小于”)标准大气压。 （3）将高压锅搬至水池，浇上冷水让其锅身逐渐冷却，锅内气压逐渐　　　(填“升高”或“降低”)，待压力阀停止喷气后，打压锅盖，发现上面附着大量水珠，这是　　形成的。 【展示交流】 （1）向其他同学展示你的具体探究情况和结果。 （2）小组讨论，通过对比分析，总结整理煮饺子过程中的一些小窍门。 ①煮饺子用大锅好还是小锅好？为什么？　　　　。 ②如何防止将饺子煮破皮？　　　　。 ③灌汤水饺是直接将汤灌倒饺子里的吗？查询资料并交流讨论灌汤水饺的汤是如何出现的？　　　　。 【答案】见解析 【解析】【办法一】 （1）水未达到沸点；慢慢搅动或同一方向搅动。 （2）水蒸气液化；锅中和勺中的水最终都会达到100 ℃，勺中水无法持续吸热 （3）汽化　（4）小 【办法二】 （2）高于；大于　 （3）降低；锅内水蒸气遇冷液化 【展示交流】 （2）①大锅，因为一是大锅水多，放入饺子后水温下降得少，能更快煮熟；二是饺子上浮后有更多的空间，不易粘连。 ②用大锅煮，放水多些，多搅动。 ③不是。将调制好的汤料放在冰箱中冷冻，然后切成小块，包在饺子内，饺子煮熟后，固态汤料熔化变成液态，灌汤水饺中便出现汤。 方法总结思维进阶 探索厨房中的物态变化问题跨学科实践活动，需要把煮水饺全过程学习好外，也可以设计在野外缺水的环境怎样收集水的有价值的课题。在学习过程中需要注意： (1)学习策略建议 跨学科实践要紧密结合物理教学内容，体现综合性和实践性，注重激发学生的求知欲和学习热情，促进学生学以致用，养成良好学习 习惯，提升团队意识和协作能力。 A.选择具有综合性、实践性的课题。结合当地特点，围绕现实生 活和社会发展的热点问题，从多学科角度观察、思考和分析问题，挖 掘、选取有教育意义的素材，将其改造成跨学科实践的问题或任务。B.合理制订跨学科实践方案。以问题的解决过程为线索设计方 案，将跨学科实践的课题分解为若干驱动性任务，以观察、实验、设 计、制作、调查等方式设计活动，将跨学科实践的课题转化为可操作 的教学设计和实施方案。 C.科学引导、循序渐进实施跨学科实践。布置适当的预习任务, 引导学生提前了解活动的流程和要求，以及所需知识、方法和设备 等；进行合理分组，使学生能相互取长补短、共同完成活动。引导学 生主动学习、独立思考、大胆设计、敢于创新，在学生遇到困难时给 予适当的指导和帮助。 D.重视活动成果的呈现和交流。注重活动总结，以设计作品、制作模型、撰写报告等多种形式呈现成果。根据物化形式的特点，组织 开展成果展览、报告会、研讨会等多种方式的交流活动。 (2)情境素材建议 “跨学科实践”主题的情境素材很丰富，如与日常生活议题、实 践操作、社会发展热点等有关的素材均可选择。下面侧重提出与日常 生活、工程实践、社会发展相关的情境素材建议。 A.与日常生活相关的素材：观察和体验人在活动或劳动过程中的 杠杆模型，从具体事例分析省力杠杆和省距离杠杆，尝试综合运用多 学科知识解释生活现象；举办“自行车中的科学知识挑战赛”，以自 行车为研究对象，确定挑战赛规则，通过趣味比赛引导学生理论联系 实际，综合解决问题。 B.与工程实践相关的素材：举办关于我国古代科技发明的作品展 览；举办“简易滑翔机制作比赛”，让学生利用所学知识分析原理、 绘制设计图、选用材料、制作样机，进行比赛；了解水火箭的原理、 结构、材料等，小组合作设计并制作简单的水火箭。 与社会发展相关的素材：设计一个节能环保小屋，思考如何在 保护和改善环境的前提下利用太阳能、地热能、风能等能源，从地理 位置、气候、成本等方面讨论每种能源利用的可行性，尝试制作节能 环保小屋模型；举办“新材料研制与应用报告会”，小组合作收集和 整理相关资料，在课堂上进行成果展示与答辩。 课节精练达标培优 模拟演练 （满分100分，答题时间30分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评） 1.（30分）请将六种物态变化及相应的吸放热情况正确填写在图中的括号中。 【答案】如图所示： 【解析】（1）物质由气态直接变成固态的过程，为凝华。这个过程需要放热； （2）物质由固态直接变成气态的过程，为升华，这个过程需要吸热； （3）物质由固态变成液态的过程，为熔化，这个过程需要吸热； （4）物质由液态变成固态的过程，为凝固，这个过程需要放热； （5）物质由液态变成气态的过程，为汽化，这个过程需要吸热。 2．（30分）在日常生活中，人们发明了很多保存食物的方法，请结合物态变化相关知识解释下列事例中所包含的原理。 ①北方的冬天，在菜窖中放几桶水能防止菜窖中的蔬菜被冻坏，是因为　　　　。 ②放在冰箱中的食物用保鲜膜包裹是为了防止　　　　。 ③夏天，将剩饭菜用纱布袋罩住并将纱布末端浸在水中，置于通风处，可防止饭菜因气温过高而很快变质，这是因为　　　　。 ④在真空低温环境中制作的脱水蔬菜可以长期保存不会变质，在真空低温状态下，更容易通过　　　　的方式去除蔬菜中的水分。 ⑤包好的饺子放在冰箱冷冻室中存放一个月后，拿出煮熟仍新鲜如初，此过程中水饺中的水分发生的物态变化是　　　　。 【答案】①水凝固放热 ②食物中的水汽化(蒸发) ③加快水的蒸发吸热，产生致冷效果，有助于食物保鲜 ④升华 ⑤先凝固后熔化 【解析】①北方的冬天，在菜窖中放几桶水，水结冰凝固放热，蔬菜吸热温度升高，能防止菜窖中的蔬菜被冻坏。 ②放在冰箱中的食物用保鲜膜包裹控制食物表面空气流动，防止了食物中的水汽化(蒸发)。 ③夏天，将剩饭菜用纱布袋罩住并将纱布末端浸在水中，置于通风处，可防止饭菜因气温过高而很快变质，这是因为加快水的蒸发吸热，产生致冷效果，有助于食物保鲜。 ④在真空低温环境中制作的脱水蔬菜可以长期保存不会变质，物质由固态直接变成气态为升华。在真空低温状态下，更容易通过升华的方式去除蔬菜中的水分。 ⑤包好的饺子放在冰箱冷冻室中存放一个月后，拿出煮熟仍新鲜如初，此过程中水饺中的水分发生的物态变化是先凝固后熔化。 3. （40分）根据你在厨房观察妈妈煮水饺的过程，谈谈怎样煮水饺科学好吃？ 【解答】煮饺子的过程主要包括以下几个步骤：‌ （1）准备阶段：‌首先，‌在锅中加入适量的水，‌然后开启大火将水烧开。‌这一步是为了确保饺子在煮的过程中能够均匀受热，‌避免粘锅或破裂。‌ （2）下饺子：‌当水烧开后，‌将饺子轻轻下入锅中。‌为了避免饺子粘在一起或粘锅，‌可以在水中加入适量的盐或者大葱尖，‌这样不仅可以防止饺子粘连，‌还能让饺子皮更加筋道。‌ （3）搅拌：‌用勺子沿着锅边轻轻搅动，‌目的是防止饺子粘锅或相互粘连。‌这一步非常重要，‌因为如果饺子粘在一起，‌它们将无法均匀受热，‌可能导致部分饺子熟得不均匀或破裂。‌ （4）加水：‌当水再次烧开时，‌需要加入适量的凉水。‌对于肉馅饺子，‌通常需要加三次水；‌而对于素馅饺子，‌加两次水即可。‌加水的目的是为了降低水温，‌使饺子能够缓慢加热至熟，‌避免外熟内生的情况发生。 （5）煮熟：‌经过几次加水和煮沸后，‌饺子会逐渐浮到水面，‌并且膨胀变大。‌当所有的饺子都浮起来并且膨胀时，‌说明它们已经煮熟了。‌此时可以关火，‌将饺子捞出。‌ （6）享用：‌将煮熟的饺子捞出后，‌可以根据个人口味选择不同的调料进行调味，‌然后就可以享用美味的饺子了。‌ 通过上述步骤，‌可以确保煮出的饺子不仅美味可口，‌而且形状完整，‌不会出现粘连或破裂的情况。‌ 学科网（北京）股份有限公司 $$