4.4 《升华和凝华》课时教案-2025--2026学年沪粤版八年级上学期物理

该教案聚焦升华与凝华的定义、吸热放热规律及实例，通过“雪人消失”图片、干冰舞台效果与霜形成微视频创设情境，承接熔化、凝固等前序物态变化知识，以问题链和任务卡为支架引导探究。 特色在于情境导入激发科学探究兴趣，碘升华分组实验与霜形成实验培养科学思维与动手能力，干冰白雾复合过程分析深化质疑创新，三态转化图谱构建物理观念网络，联系生活实例强化社会责任。助力学生提升观察推理能力，为教师提供可操作的情境与实验设计。

4.4 《升华和凝华》课时教案 学科 初中物理 年级册别 八年级上册 共1课时 教材 沪粤版八年级上册《物理》第四章第4节 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容是初中物理物态变化部分的重要组成部分，承接“熔化与凝固”“汽化与液化”之后，引入升华与凝华两种特殊物态变化过程。教材通过碘的升华实验、霜的形成现象等真实情境，引导学生观察并归纳出物质从固态直接变为气态（升华）和从气态直接变为固态（凝华）的本质特征。教学内容紧密联系生活实际，如干冰制冷、人工降雨、灯管发黑等现象，有助于培养学生的科学思维与实践能力。同时，该节内容为后续学习热学知识奠定基础，具有承上启下的作用。 学情分析 八年级学生已掌握基本的物态变化知识，如熔化、凝固、汽化、液化等，具备一定的观察与推理能力。但对“直接转变”的概念缺乏直观体验，容易将升华误认为先熔化再汽化，将凝华误认为液化后冻结。学生虽有好奇心强、动手欲望高的特点，但在实验操作中易忽略安全细节与变量控制。因此需借助可视化实验与生活案例强化认知，通过小组合作探究突破理解难点，提升科学解释能力。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确描述升华与凝华的定义，识别生活中常见的升华与凝华现象，并能用科学术语进行表达。 2. 理解升华过程吸热、凝华过程放热的基本规律，能结合能量视角解释自然与技术应用中的现象。 科学思维 1. 能通过实验观察与数据分析，归纳出物质在特定条件下发生升华或凝华的条件特征，发展逻辑推理能力。 2. 能运用“物质状态三态转化图”构建知识网络，建立物态变化之间的关联性思维模型。 科学探究 1. 能设计并实施“碘的升华与凝华”实验方案，合理选择器材、控制变量、记录现象，提升实验操作素养。 2. 能在教师引导下提出可验证的问题，如“干冰为何产生白雾？”“灯管为何变黑？”，开展探究活动。 科学态度与责任 1. 在实验过程中养成严谨求实的态度，遵守安全规范，增强实验操作责任感。 2. 能关注升华与凝华在环保、能源利用（如人工降雨）、工业生产中的应用价值，树立科技服务于社会的责任意识。 教学重点、难点 重点 1. 准确理解升华与凝华的定义及其典型实例，能正确判断日常现象是否属于这两种物态变化。 2. 掌握升华吸热、凝华放热的基本规律，并能用于解释自然与生活现象。 难点 1. 区分升华与汽化、凝华与液化的本质差异，避免将“直接转变”误解为“间接过程”。 2. 理解干冰产生白雾并非单纯的升华，而是升华+液化复合过程，突破“单一变化”思维定式。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 碘升华实验装置、干冰、热水、搪瓷杯、冰盐混合物、酒精灯、烧杯、PPT课件、板书图示 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：神秘消失的“雪人”【5分钟】 一、创设情境，激发探究兴趣 （一）、展示图片：寒冬中逐渐消失的雪人 1. 教师出示一张冬季雪人照片，背景为阳光明媚的白天，雪人轮廓正在缓慢缩小，但地面积雪未见增多。 2. 提问引导：“同学们，你们有没有见过这样的场景？明明没有下雨，也没有被风吹走，为什么雪人会‘自己’变小了？难道它在‘蒸发’吗？” 3. 引导学生思考：水的三种状态之间通常如何转换？我们熟悉的熔化、汽化、凝固、液化都涉及中间状态，但这个现象似乎跳过了液态阶段。 4. 教师小结：“这可能是一种特殊的物态变化——不经过液体，直接从固体变成气体。今天我们就来揭开这种神奇现象的秘密！” （二）、播放微视频：干冰舞台效果与霜的形成 1. 播放一段短视频：舞台上干冰制造云雾缭绕效果；户外清晨草叶上出现一层薄霜。 2. 提问：“这些现象背后的科学原理是什么？它们之间有什么共同点？” 3. 引导学生观察画面细节：干冰冒白雾、霜出现在低温物体表面，且无液体痕迹。 4. 教师揭示课题：“今天我们将学习一种全新的物态变化——升华与凝华，它们正是这些奇妙现象的幕后主角。” （三）、提出核心问题，明确学习任务 1. 教师板书主问题：“为什么雪人会‘无影无踪’？干冰为何能制造白雾？霜又是怎么来的？” 2. 明确学习目标：①认识升华与凝华的定义；②掌握其吸热/放热规律；③解释生活中的相关现象。 3. 分组任务发布：每组领取一个探究任务卡，围绕“雪人消失”“干冰白雾”“霜的形成”三个子问题展开讨论。 1. 观察雪人照片，思考其变化原因。 2. 观看视频，捕捉关键现象细节。 3. 小组讨论，提出初步猜想。 4. 记录核心问题，准备进入实验探究。 实验探究：揭开碘的“隐身术”【12分钟】 一、设计实验，观察升华现象 （一）、教师演示：碘的升华实验装置搭建 1. 教师取出一支试管，向其中加入约1克固态碘颗粒，用橡胶塞密封试管口。 2. 将试管放入盛有80℃热水的烧杯中，强调实验注意事项：不可用手直接触碰试管壁，防止烫伤；禁止靠近加热源。 3. 指导学生注意观察：试管底部的碘颗粒颜色是否发生变化？试管内是否有紫色气体生成？试管内壁是否有晶体附着？ 4. 教师强调：“我们要像侦探一样，仔细记录每一个细微的变化。” （二）、学生分组实验，完成探究任务卡 1. 每组发放实验材料包：含碘粒、试管、橡胶塞、热水杯、记号笔、任务卡。 2. 学生按步骤操作：将装有碘的试管放入热水中，持续观察3分钟后记录现象。 3. 任务卡要求填写： 实验前碘的状态：______（填“固态”） 实验中现象：__________ 试管内壁出现：__________ 你认为碘发生了什么变化？__________ 4. 教师巡视指导，重点关注学生是否遗漏观察点，及时提醒“注意观察内壁是否有晶体形成”。 5. 鼓励学生用语言描述：“我看到紫色的烟从底部升起，像魔法一样弥漫整个试管。” （三）、归纳升华概念，建立科学定义 1. 教师邀请几组代表汇报实验结果，全班汇总： 所有组均观察到紫色蒸气出现； 试管内壁出现紫黑色晶体。 2. 教师提问：“碘从哪里来？它是不是先变成液体再变成气体？” 3. 引导学生思考：若先熔化，应有液滴出现，但实验中并未发现任何液体。 4. 教师正式定义：“物理学中，把物质由固态直接变为气态的过程，叫做升华。” 5. 板书关键词：**升华 = 固 → 气**，并标注“吸热”符号（↑） 6. 追问：“那么，刚才实验中，试管内壁出现的紫黑色晶体是怎么来的？” 7. 启发学生回忆：“当气体遇冷时会发生什么？” 8. 教师揭示：“这是碘蒸气冷却后直接变成了固体，这就是凝华。” 9. 定义补充：“物质由气态直接变为固态的过程，叫做凝华。” 10. 板书：**凝华 = 气 → 固**，标注“放热”符号（↓） 1. 观察实验装置，理解操作流程。 2. 小组合作完成实验，认真记录现象。 3. 填写任务卡，讨论并表达观点。 4. 参与集体交流，修正认知偏差。 深化理解：霜的成因与干冰之谜【10分钟】 一、拓展探究：霜是如何形成的？ （一）、学生动手实验：模拟霜的形成 1. 教师分发材料：搪瓷杯、冰块、食盐、温度计、纸巾。 2. 指导学生操作：在杯中放入冰与盐的混合物（比例1:3），静置3分钟。 3. 提醒学生：“不要用手触摸杯子外壁，感受其温度变化。” 4. 学生观察：几分钟后，杯外壁出现一层白色粉末状物质。 5. 教师提问：“这层白色物质是什么？它是从哪里来的？” 6. 引导学生对比：空气中含有水蒸气，当水蒸气遇到极冷的杯壁时，会怎样？ 7. 教师总结：“空气中的水蒸气遇冷，不经过液态，直接变成固态的小冰晶，这就是凝华。” 8. 板书：**霜 = 水蒸气（气）→ 冰晶（固）**，强调“直接”二字。 （二）、探究干冰白雾的真相 1. 教师展示一块干冰，置于空气中，观察其周围迅速产生大量白雾。 2. 提问：“这白雾是干冰本身吗？还是其他物质？” 3. 学生猜测：有的说“是二氧化碳气体”，有的说“是水珠”。 4. 教师演示：将干冰放入装有少量水的透明容器中，立刻产生浓厚白雾。 5. 教师揭示：“干冰是固态二氧化碳，它在常温下会迅速升华，吸收大量热量，使周围空气温度骤降。” 6. 追问：“空气降温后，其中的水蒸气会发生什么？” 7. 引导学生思考：水蒸气遇冷会液化成小水珠，形成白雾。 8. 教师明确：“所以，干冰产生的白雾不是干冰本身，而是干冰升华吸热 → 使空气降温 → 水蒸气液化成小水珠。” 9. 强调：这是一个**复合过程**——升华 + 液化。 10. 板书流程图：干冰（固）→ 升华（吸热）→ 空气降温 → 水蒸气液化（放热）→ 白雾 11. 对比澄清：不能说“干冰升华形成白雾”，这是常见误区。 1. 动手制作冰盐混合物，观察现象。 2. 感受杯子外壁的冰冷，记录变化。 3. 讨论霜的成因，尝试用科学术语解释。 4. 观察干冰实验，辨析白雾来源。 知识整合：构建三态转化图谱【8分钟】 一、绘制物态变化关系图 （一）、教师引导学生回顾所有物态变化 1. 教师在黑板中央画出三角形，标出“固”“液”“气”三个顶点。 2. 提问：“我们已经学过哪些变化？分别对应哪条边？” 3. 学生回答：熔化（固→液）、凝固（液→固）、汽化（液→气）、液化（气→液）。 4. 教师补充：“今天我们又知道了两条新路径：升华（固→气）和凝华（气→固）。” 5. 在三角形内部添加两条斜线：一条从“固”指向“气”，另一条从“气”指向“固”。 6. 标注方向箭头与名称： 固 → 气：升华（吸热） 气 → 固：凝华（放热） 7. 强调：“这两条路径是‘捷径’，跳过了液态阶段。” （二）、完成课堂练习：填空三态转化图 1. 教师展示图445（PPT呈现）：方括号内需填物态变化名称，圆括号内填“吸热”或“放热”。 2. 依次提问： 固 → 液：______（熔化）（吸热） 液 → 气：______（汽化）（吸热） 气 → 液：______（液化）（放热） 液 → 固：______（凝固）（放热） 固 → 气：______（升华）（吸热） 气 → 固：______（凝华）（放热） 3. 学生齐答，教师核对答案。 4. 教师强调：“记住：所有‘从低能态向高能态’的变化都吸热，反之放热。” 5. 举例巩固：冰雪融化（吸热）、冬天呵气成雾（放热）。 1. 观察三态转化图，理解结构。 2. 参与问答，补全图示信息。 3. 记忆规律：吸热=能量输入，放热=能量释放。 4. 进行类比联想，加深印象。 应用迁移：解决现实问题【5分钟】 一、情境应用：生活中的升华与凝华 （一）、分析习题，应用所学知识 1. 教师投影题目1：“有些厨师会在食物上放一些干冰，制造烟雾缭绕的效果（图444）。这是利用干冰在常温下（ ）。” A. 迅速液化成二氧化碳的小液滴而形成的 B. 迅速熔化成液态二氧化碳而形成的 C. 迅速升华成二氧化碳气体而形成的 D. 迅速升华成二氧化碳气体，使空气中水蒸气由于降温液化成小水珠而形成白雾 2. 教师引导学生逐项分析： 干冰是固态CO₂，不会液化或熔化（排除A、B）； 升华确实发生，但白雾不是气体本身，而是水珠； 正确答案是D，完整描述了复合过程。 3. 教师强调：“D选项体现了科学思维的完整性。” （二）、讨论灯管发黑现象 1. 投影题目2：“日光灯用久后，灯管的两端会出现黑斑，这些黑斑是钨丝中的钨（ ）。” A. 汽化而成 B. 先升华后凝华而成 C. 升华而成 D. 先汽化后液化而成 2. 教师引导思考： 灯丝工作时温度极高，可达2000℃以上； 钨在高温下会直接从固态变成气态（升华）； 气态钨遇到较冷的灯管两端时，直接凝华为固态，形成黑斑。 3. 学生讨论后得出结论：B正确。 4. 教师总结：“这就是升华与凝华在生活中的真实体现。” （三）、拓展延伸：人工降雨原理 1. 教师简述STSE内容：“用飞机将干冰撒入冷云层，干冰升华吸热，使水蒸气凝华成小冰粒，下落途中熔化为雨。” 2. 提问：“为什么不用普通水？为什么需要干冰？” 3. 学生回答：干冰效率高，快速降温，促进凝华。 4. 教师升华主题：“科技让人类干预自然成为可能，但也需谨慎使用。” 1. 分析选择题，辨析选项。 2. 小组讨论灯管发黑原因，达成共识。 3. 理解人工降雨的科学意义。 4. 体会物理知识的社会价值。 评价任务 实验观察：☆☆☆ 概念辨析：☆☆☆ 应用解释：☆☆☆ 设计意图 通过“雪人消失”真实情境引发好奇，以实验探究为核心，让学生亲历“发现问题—设计实验—观察现象—归纳规律”的科学探究全过程，实现从感性认识到理性建构的跨越；通过干冰、霜、灯管等生活案例，打通“理论—现象—应用”链条，发展科学思维与社会责任意识。 课堂小结：点亮智慧星灯【5分钟】 一、构建知识框架，提炼核心要点 （一）、师生共同梳理本节课内容 1. 教师引导提问：“今天我们学到了什么？” 2. 学生逐一回答： 升华：固态→气态，吸热 凝华：气态→固态，放热 实例：碘升华、霜的形成、干冰白雾、灯管发黑 特点：不经过液态 3. 教师板书“知识树”结构： 树根：物态变化 主干：六种基本变化 枝叶：升华、凝华（新增） 果实：生活应用 （二）、完成“自我评价”任务 1. 教师发放“星星评价卡”：每名学生根据自评填写星级： 我能说出升华与凝华的定义：★ ★ ★ 我能解释干冰白雾的成因：★ ★ ★ 我能判断灯管发黑的原因：★ ★ ★ 2. 学生自主打分，教师收集反馈。 3. 教师总结：“今天的每一位同学都是小小科学家，你们的探究精神值得表扬！” 1. 回顾所学，主动发言。 2. 完成自我评价，反思学习收获。 3. 收集卡片，感受成就感。 评价任务 概念掌握：☆☆☆ 实验参与：☆☆☆ 思维表达：☆☆☆ 设计意图 通过“知识树”可视化总结，帮助学生构建系统化认知；通过自我评价卡实现即时反馈，增强学习动机；鼓励学生自我肯定，培养科学自信与积极学习态度。 作业设计 一、基础巩固 1. 请写出下列现象对应的物态变化名称： （1）衣柜里的樟脑丸逐渐变小：________________ （2）冬天窗户玻璃上出现冰花：________________ （3）湿衣服在阳光下晾干：________________ （4）刚从冰箱拿出的饮料瓶外壁出现水珠：________________ （5）舞台上干冰制造的“云雾”：________________ 2. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）： （1）升华和凝华都发生在高温环境中。（ ） （2）干冰升华时会吸收热量，导致周围温度降低。（ ） （3）霜是由水蒸气液化形成的。（ ） （4）碘在加热时可以直接变成气体，说明它发生了升华。（ ） （5）人工降雨中，干冰的作用是提供凝结核。（ ） 二、能力提升 3. 请用科学语言描述“雪人消失”的全过程，至少包含三个关键词：升华、吸热、水蒸气。 4. 某实验小组想研究“不同物质的升华速率”，请你帮他们设计一个简单的实验方案，包括：实验器材、操作步骤、观察指标。 三、拓展探究 5. 查阅资料，了解“干冰在食品保鲜、医疗冷冻、舞台特效”中的具体应用，并写一篇300字左右的小短文，介绍其中一种用途的科学原理。 【答案解析】 一、基础巩固 1. （1）升华；（2）凝华；（3）汽化；（4）液化；（5）升华+液化 2. （1）×；（2）√；（3）×；（4）√；（5）× 二、能力提升 3. 雪人由固态冰组成，在阳光照射下吸收热量，发生升华，直接转变为水蒸气进入大气，因此雪人逐渐变小，最终消失。 4. 实验方案示例： 器材：碘、萘、两个相同的烧杯、热水、秒表、电子秤 步骤：①称取等质量的碘和萘；②同时放入热水中；③每隔1分钟记录一次质量变化；④比较质量减少速度 观察指标：单位时间内质量减少量 三、拓展探究 5. 示例：干冰在食品保鲜中广泛应用。其原理是：干冰在常温下迅速升华，吸收大量热量，使周围环境温度急剧下降，从而抑制细菌生长，延长食品保质期。例如，在运输生鲜产品时，将干冰包裹在包装箱中，可保持低温状态长达数小时，确保品质新鲜。 板书设计 【主标题】4.4 升华与凝华 🔥 升华：固 → 气（吸热） 例：碘升华、樟脑丸消失、干冰消失 ❄️ 凝华：气 → 固（放热） 例：霜的形成、灯管发黑、雾凇 🌟 关键词：不经过液态 ⚡ 能量规律：吸热→能量输入，放热→能量释放 🌍 生活应用：人工降雨、舞台特效、食品保鲜 🧩 三态转化图： 固 ──→ 液 ──→ 气 ↘ ↙ ←─────── （升华）（凝华） 教学反思 成功之处 1. 以“雪人消失”为真实情境导入，激发学生强烈探究欲，课堂氛围活跃。 2. 实验设计贴近生活，碘升华现象明显，学生获得感强，有效突破“直接转变”认知难点。 3. 通过干冰白雾复合过程讲解，纠正了“升华即白雾”的普遍误解，提升了科学思维深度。 不足之处 1. 部分学生对“凝华”概念仍存在模糊，需在后续课中加强对比训练。 2. 实验时间略紧，个别小组未能充分观察内壁晶体形成，建议增加观察时间或使用显微镜辅助。 3. 作业中“实验设计”题难度偏高，部分学生难以独立完成，应提供更详细支架。 学科网（北京）股份有限公司 $