3.4 升华和凝华 教学设计-2024-2025学年人教版（2024）物理八年级上册

本文围绕“升华和凝华”展开，介绍其概念、吸放热特点等核心知识。承接物态变化前序课程，为后续热学知识奠基。通过实验探究、现象分析等环节，培养学生物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 本设计创新点在于结合生活实例与趣味实验，采用分组实验、小组讨论等教法。既提升学生运用知识解释现象的能力，为教师提供清晰授课路径，又增强课堂互动性，有效突破教学难点。

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 八年级 学期 秋季 课题 第4节 升华和凝华 教学目标 知道升华和凝华的概念，能举例说明生活中的升华、凝华现象。 了解升华吸热、凝华放热的特点，解释相关现象（人工降雨、樟脑丸变小）。 能用所学知识分析自然现象，培养观察和分析能力，认识物态变化的普遍性。 重难点 重点：识别升华和凝华现象，掌握其吸放热特点。 难点：理解 “直接” 变化的含义，区分升华与汽化、凝华与凝固的差异，解释复杂场景中的物态变化。 教学过程 一、课程导入（情境创设，引发思考） 教师活动： 生活现象提问： “同学们，冬天晾在室外的衣服结冰后也能变干，这是为什么？ 固态的樟脑丸放在衣柜里，过一段时间会消失，它去哪儿了？” 引导学生结合生活经验回答，初步感知物质不经过液态直接变化的现象。 魔术表演引入： 教师提前准备一个密封玻璃瓶，内装少量碘颗粒（暗紫色固体）。 用酒精灯加热玻璃瓶底部，观察瓶内逐渐出现紫色蒸气；停止加热后，冷却的瓶壁附着黑色固体。 提问：“碘经历了哪些状态变化？为什么没有出现液态？” 学生活动： 积极思考并回答教师提问，对碘的“消失”和“重现”产生好奇心。 观察实验现象，初步猜测物质可能直接从固态变为气态。 设计意图： 通过生活实例和趣味实验，激发学习兴趣，自然引出课题，为后续探究奠定基础。 二、探究升华现象（实验观察，归纳概念） 教师活动： 明确问题： “什么是升华？哪些物质会发生升华现象？” 分组实验指导： 实验1：碘的升华与凝华 学生分组操作：将少量碘颗粒放入试管，用酒精灯加热，观察碘颗粒逐渐减少并形成紫色蒸气； 停止加热后，冷却试管，观察内壁黑色固体的形成。 提问：“紫色蒸气是碘的什么状态？黑色固体是如何产生的？” 实验2：干冰（固态二氧化碳）的升华 教师演示：向烧杯中倒入少量干冰，观察杯口出现“白雾”（实际是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴）； 提问：“干冰直接变成了什么？‘白雾’是干冰吗？” 学生活动： 实验操作与观察： 记录碘颗粒受热后直接变为紫色蒸气，冷却后蒸气直接变为黑色固体的现象。 观察干冰迅速变小并产生“白雾”的过程，理解干冰直接从固态变为气态。 讨论与总结： 各组派代表描述实验现象，教师引导学生归纳： 升华：物质从固态直接变为气态的过程，需要吸热。 凝华：物质从气态直接变为固态的过程，需要放热。 教师深化讲解： 结合实验现象，强调升华和凝华是互逆过程； 举例说明： 升华：冬天雪人变小、灯泡钨丝变细； 凝华：霜的形成、树枝上的“雾凇”。 设计意图： 通过实验探究和对比分析，帮助学生直观理解升华和凝华的概念，突破教学难点。 三、分析生活中的升华与凝华现象（联系实际，深化理解） 教师活动： 现象解析： 展示图片或视频： 北方冬天窗户玻璃上的冰花； 人工降雨的原理（干冰升华吸热使水蒸气液化）。 提问：“冰花出现在窗户的内侧还是外侧？为什么？” 小组讨论： 分组讨论以下问题，并派代表回答： 为什么冰冻的衣服也能晾干？ 霜和露的形成有什么不同？ 学生活动： 结合实验结论和生活经验，分析现象成因： 冰花是室内水蒸气遇冷凝华形成的，出现在内侧； 冰冻衣服变干是冰直接升华的结果； 霜是凝华现象，露是液化现象。 教师补充与纠正： 强调凝华与液化的区别：凝华直接变为固态，液化变为液态； 纠正常见误区： “白气”是液化现象，不是凝华； 升华现象中物质跳过液态，但并非所有固态变气态都是升华（如熔化后汽化需区分）。 设计意图： 通过案例分析，巩固升华和凝华的概念，培养学生运用物理知识解释自然现象的能力。 四、实验探究：影响升华快慢的因素（科学探究，培养能力） 教师活动： 提出问题： “哪些因素会影响升华的快慢？如何设计实验验证？” 实验设计指导： 提供材料：碘颗粒、干冰、酒精灯、烧杯、温度计、秒表等； 引导学生从温度、表面积、空气流动速度等角度设计实验。 学生活动： 分组实验： 实验方案1：比较相同质量的碘颗粒在常温下和加热条件下的升华速度； 实验方案2：将干冰粉碎后与块状干冰对比，观察升华快慢； 实验方案3：用风扇吹干冰，观察空气流动对升华的影响。 数据记录与分析： 各组记录实验现象，总结影响升华快慢的因素： 温度越高，升华越快； 表面积越大，升华越快； 空气流动越快，升华越快。 教师点评与拓展： 表扬学生的创新设计，强调控制变量法的重要性； 提问：“升华吸热在生活中有哪些应用？”引导学生思考制冷剂、舞台烟雾效果等实例。 设计意图： 通过自主探究实验，培养学生的科学思维和实验能力，深化对升华条件的理解。 五、升华与凝华的能量转化（理论联系实际，提升认知） 教师活动： 能量转化分析： 提问：“升华过程需要吸热还是放热？凝华呢？能量如何转化？” 结合实验现象，讲解： 升华吸热（内能增加），凝华放热（内能减少）； 举例：干冰升华吸热用于冷藏食品，霜的形成释放热量保护农作物。 跨学科联系： 引导学生思考：“升华和凝华在化学变化中有何不同？” 强调物理变化中分子结构不变，仅状态改变。 学生活动： 结合实验和生活实例，讨论能量转化过程； 完成课堂练习： 判断下列现象是吸热还是放热： a. 干冰制造舞台烟雾； b. 冬天树枝上的雾凇形成； c. 用久了的灯泡钨丝变细。 教师点评与总结： 纠正错误答案，强调升华吸热、凝华放热的规律； 布置课后任务：观察并记录一种升华或凝华现象，分析其能量转化过程。 设计意图： 通过能量分析，帮助学生理解升华和凝华的本质，建立物理与生活的联系，培养科学态度。 六、课堂小结与作业布置（总结提升，巩固新知） 教师活动： 知识梳理： 与学生共同回顾本节重点： 升华和凝华的定义及条件； 生活中的实例（如冰冻衣服变干、霜的形成）； 影响升华快慢的因素； 升华吸热、凝华放热的能量转化。 易错点强调： 区分“白气”与凝华现象（“白气”是小水滴，属于液化）； 升华和凝华是物理变化，分子结构不变。 学生活动： 整理笔记，提出疑问，教师解答； 完成课后作业： 基础题：课本习题第2、4题； 拓展题：设计实验证明“空气流动速度影响升华快慢”； 实践题：调查人工降雨中干冰的作用原理，撰写小报告。 设计意图： 通过总结与分层作业，帮助学生构建知识体系，满足不同层次学生的学习需求，培养实践能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$