13.4《 升华与凝华》课时教案-2025--2026学年沪科版九年级全一册物理

该教案聚焦升华与凝华的定义、吸放热特点及应用，通过冬日冻衣风干视频与冰晶铁丝照片创设情境，引发“冰未化为何变干”的认知冲突，承接熔化、凝固等物态变化知识，搭建“现象-本质”认知支架。 以情境化探究为主线，设计碘升华实验（模型建构）与干冰制造白雾任务（科学探究），结合人工降雨、舞台特效等实例（社会责任），助力学生建立“气-固”直接转化模型（物理观念）。为教师提供可操作的实验与生活案例，帮助学生提升证据推理能力与知识应用思维，落实核心素养培养。

13.4《 升华与凝华》课时教案 学科 初中物理 年级册别 九年级全一册 共1课时 教材 沪科版《九年级物理全一册》 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节课是“温度与物态变化”章节的第四节内容，承接熔化、凝固、汽化、液化等物态变化知识体系，系统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、干冰应用、霜与冰花形成等生活实例，构建“从现象到本质”的认知路径，帮助学生建立物态变化之间的联系。该节内容不仅拓展了学生对物态变化规律的理解，也为后续学习热学能量转换、制冷原理及环境保护议题奠定基础。 学情分析 九年级学生已掌握物质三态及其常见变化形式，具备一定观察与推理能力，但对“直接由固态变气态”或“气态直接变固态”的非典型过程缺乏直观感知。部分学生受日常经验影响，误认为“冰变水再蒸发”是唯一路径，忽视升华的存在。此外，抽象概念如“吸热/放热”在实际情境中理解较难，需借助实验、类比和真实案例进行突破。教师应通过探究式教学激发兴趣，引导学生主动建构科学模型，发展逻辑思维与科学解释能力。 课时教学目标 物理观念 1. 能准确描述升华与凝华的定义，并能结合实例判断其发生过程。 2. 能说明升华过程吸热、凝华过程放热的特点，理解其在自然界与生产生活中的体现。 科学思维 1. 能通过实验现象提出猜想，运用对比推理分析物态变化的本质特征。 2. 能基于证据（如碘实验、霜形成）构建“气-固”直接转化的物理模型。 科学探究 1. 能设计并实施“碘的升华与凝华”实验，记录现象并作出合理解释。 2. 能围绕“干冰为何能制造舞台薄雾”等问题展开小组合作探究，提出假设并验证。 科学态度与责任 1. 能关注人工降雨、臭氧层破坏等现实问题，体会物理知识与社会可持续发展的关联。 2. 能认识到氟利昂的危害，树立环保意识，倡导绿色科技使用。 教学重点、难点 重点 1. 准确识别升华与凝华现象，并能正确命名对应的物态变化过程。 2. 理解升华吸热、凝华放热的特性及其在实际生活中的应用。 难点 1. 建立“气态直接变为固态”或“固态直接变为气态”的空间想象模型，克服传统“必须经过液态”的思维定势。 2. 分析复杂情境下多阶段物态变化过程，如人工降雨中涉及的凝华→熔化→液化全过程。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 碘升华实验装置、干冰、烧杯、热水、玻璃片、投影仪、PPT课件、视频资料 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：寒冬里的秘密【5分钟】 一、创设情境，引出课题 （一）、播放一段视频：冬日清晨，晾晒的湿衣服在零下气温中自然风干，无水滴残留。 1. 教师提问：同学们，你们有没有发现，在寒冷的冬天，即使气温低于0℃，被冻住的衣服也能慢慢变干？这背后隐藏着什么物理秘密？ 2. 引导学生思考：冰是不是先融化成水，再蒸发掉？如果冰没有变成水，那它是怎么消失的？ 3. 教师展示一张真实照片：一根结满冰晶的铁丝横跨院子，两端悬挂着棉衣，几天后棉衣完全干燥，但铁丝上仍有冰痕。 4. 教师设问：为什么棉衣干了，而冰却还在？难道冰“凭空消失了”？ 5. 播放简短动画：冰粒直接“飞走”进入空气，不经过液体状态。 6. 教师总结：这种现象叫做“升华”，是物质从固态直接变成气态的过程。今天我们就来揭开它的神秘面纱！ 7. 板书课题：“第四节 升华与凝华” 二、实验探秘：碘的“隐形之旅”【10分钟】 （一）、介绍实验装置与安全事项 1. 教师展示实验器材：一个密封的玻璃烧瓶，内装少量紫黑色碘颗粒，瓶口盖有玻璃片，下方用酒精灯微微加热。 2. 强调操作规范：加热时保持小火，避免剧烈沸腾；不要直接用手触摸烧瓶；观察时佩戴护目镜。 3. 提醒学生注意：加热过程中，会看到什么颜色的气体出现？它来自哪里？ 4. 指导学生记录实验前后的现象：初始状态（碘为固体块状）、加热中现象（产生紫色蒸气）、停止加热后现象（瓶壁出现紫黑色晶体）。 5. 教师提问：加热时，碘从哪来？为什么瓶壁会有新的固体？是否经历了液态阶段？ 6. 学生分组讨论：根据观察到的现象，推测碘的变化路径。 7. 教师引导归纳：碘在加热时从固态直接变成气态，这是升华；停止加热后，气态碘又直接变回固态，这是凝华。 8. 板书定义：升华——固态→气态；凝华——气态→固态 9. 补充说明：升华过程需要吸收热量，凝华过程则释放热量。 1. 观看视频，思考衣物为何能干。 2. 观察实验装置，聆听教师讲解。 3. 记录实验现象，参与小组讨论。 4. 尝试解释碘的“变身”过程。 评价任务 现象观察：☆☆☆ 概念辨识：☆☆☆ 推理表达：☆☆☆ 设计意图 以真实生活情境切入，激发探究欲望；通过视觉冲击强的视频与直观实验，打破“物态变化必经液态”的认知误区，建立“直接转变”的科学观念；利用问题链引导学生自主推理，培养证据意识与科学解释能力。 探究深化：干冰的魔法时刻【12分钟】 一、任务驱动：制造舞台薄雾 （一）、提出挑战性任务 1. 教师展示一段舞台演出片段：灯光闪烁中，演员脚下升起缕缕青云般的白雾，营造神秘氛围。 2. 教师提问：这些“白烟”是从哪里来的？不是水蒸气，因为水蒸气是看不见的。 3. 告知学生：舞台上使用的是一种叫“干冰”的物质，它是固态二氧化碳。 4. 布置小组任务：每组领取一小块干冰（用隔热手套），放入盛有热水的烧杯中，观察现象并完成实验报告单。 5. 实验要求： - 观察干冰放入热水后的变化：是否有液体生成？是否有大量白雾产生？ - 用玻璃片靠近白雾，感受温度变化。 - 讨论：白雾是如何形成的？干冰发生了什么变化？ 6. 教师巡视指导，提醒学生注意安全，避免吸入过多冷雾。 7. 学生汇报实验结果： - 干冰迅速消失，未见液态痕迹。 - 产生浓厚白雾，且白雾随风飘散。 - 玻璃片接触后变得冰冷。 8. 教师引导分析： - 干冰没有变成液体，而是直接变成了气体——这是升华。 - 升华过程大量吸热，导致周围空气温度骤降。 - 空气中原本存在的水蒸气遇冷液化成无数微小水滴——形成“白雾”。 9. 板书关键点： - 干冰升华 → 吸热 → 降温 → 水蒸气液化 → 白雾 10. 教师强调：真正的“白雾”是液态小水滴，不是干冰本身。 二、拓展延伸：人工降雨的秘密 （一）、播放人工降雨模拟动画 1. 动画呈现：飞机向高空云层喷洒干冰颗粒。 2. 教师提问：干冰进入云层后会发生什么？ 3. 学生回答后，教师补充： - 干冰升华吸热，使云层温度急剧下降。 - 云中水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶。 - 小冰晶聚集长大后下落，在暖区熔化为雨滴。 4. 板书流程图： 干冰升华 → 降温 → 水蒸气凝华 → 冰晶 → 下落 → 熔化 → 雨 5. 引出思考：如果没有干冰，能否实现人工降雨？为什么？ 6. 教师补充：目前我国已禁止使用氟利昂制冷剂，保护臭氧层，体现了科技进步与生态保护的融合。 1. 小组领取干冰，完成实验操作。 2. 观察现象，记录数据。 3. 小组讨论，尝试解释白雾成因。 4. 分享实验发现，倾听他人观点。 评价任务 现象解释：☆☆☆ 过程推演：☆☆☆ 环保意识：☆☆☆ 设计意图 通过“任务—实践—反思”模式，让学生亲历科学探究全过程；将抽象的物态变化与真实应用场景结合，增强知识迁移能力；渗透环保教育，培养学生社会责任感与可持续发展理念。 知识整合：霜与冰花的形成之谜【8分钟】 一、观察生活：窗上的“冰花艺术” （一）、展示图片与实物对比 1. 教师出示两张照片：一张是冬季清晨窗户上的白色结晶图案，另一张是树梢上挂满的“雾凇”美景。 2. 提问：这些美丽的白色晶状物是怎么形成的？它们是水结成的冰吗？ 3. 引导学生回忆：空气中含有水蒸气，当夜晚气温降到0℃以下，水蒸气遇到冰冷的玻璃或树枝时会发生什么？ 4. 教师演示：取一块金属板，置于冰箱冷冻室取出，立即放置于潮湿环境中，观察表面快速结霜。 5. 学生观察并描述：水蒸气直接变成白色固体，没有液体出现。 6. 教师揭示：这是凝华现象！水蒸气直接变为固态冰晶。 7. 板书：凝华 = 气态 → 固态，放热过程。 8. 结合信息窗内容讲解： - 霜不是“冰”，而是水蒸气直接凝华而成。 - 农作物受冻并非因“霜”，而是低温所致，称“黑霜”。 - 无霜期长短反映气候差异，南方长于北方。 9. 教师提问：为什么说“初霜”和“终霜”很重要？ 10. 学生讨论后回答：用于农业种植周期安排，避免霜害。 1. 观察图片与实验现象。 2. 小组讨论霜的成因。 3. 理解“黑霜”与“霜”的区别。 4. 联系农业实际，谈无霜期意义。 评价任务 现象归因：☆☆☆ 知识迁移：☆☆☆ 生活关联：☆☆☆ 设计意图 从自然景观入手，引导学生从身边找科学，提升观察能力与审美感知；通过对比分析，强化“凝华”概念；结合农耕文化背景，实现跨学科融合，落实核心素养中“科学态度与责任”的培养目标。 总结提升：物态变化大地图【5分钟】 一、构建知识网络图 （一）、师生共同绘制“物态变化能量流向图” 1. 教师在黑板中心画出“三态三角形”：固态、液态、气态。 2. 从固态指向液态：标注“熔化（吸热）” 3. 从液态指向气态：标注“汽化（吸热）” 4. 从气态指向液态：标注“液化（放热）” 5. 从液态指向固态：标注“凝固（放热）” 6. 从固态指向气态：标注“升华（吸热）” 7. 从气态指向固态：标注“凝华（放热）” 8. 教师强调：所有“向上箭头”（吸热），“向下箭头”（放热） 9. 提问互动：哪些过程是吸热？哪些是放热？ 10. 学生抢答： - 吸热：熔化、汽化、升华 - 放热：凝固、液化、凝华 11. 教师总结：升华与凝华是两个特殊但重要的过程，它们连接着“固”与“气”之间最直接的通道。 二、课堂小测：快速判断题 （一）、即时反馈练习 1. 教师口头提问，学生举手作答： - (1) 冬天冰冻的衣服变干 → ________ - (2) 窗户上的冰花 → ________ - (3) 干冰制造白雾 → ________ - (4) 雪人逐渐变小 → ________ 2. 学生逐一回答，教师点评并纠正错误。 3. 强调：升华吸热，凝华放热，是判断的关键依据。 1. 跟随教师绘制物态变化图。 2. 参与抢答，巩固记忆。 3. 自我检测，查漏补缺。 评价任务 知识整合：☆☆☆ 快速反应：☆☆☆ 逻辑清晰：☆☆☆ 设计意图 通过可视化图表整合知识体系，帮助学生建立结构化认知；采用即时问答方式检验学习效果，促进深度记忆；强化“吸热/放热”规律的整体把握，为后续热力学学习打下坚实基础。 作业设计 一、基础填空题 1. 物质从________态直接变为________态的过程称为升华，此过程需要________热量。 2. 水蒸气在寒冷物体表面直接变成冰晶的现象属于________，这一过程会________热量。 3. 干冰在常温下迅速消失，是因为它发生了________现象，同时吸收大量热量，导致周围空气温度________。 4. 冬天早晨，草叶上出现的白色粉末是________，它是空气中的水蒸气________形成的。 5. 人工降雨时，向云层喷洒干冰，干冰升华吸热，使水蒸气________成小冰晶，最终形成降雨。 二、情境分析题 6. 某地农民在秋季发现果园里出现了“霜”，担心果树受损。请你用所学知识告诉他： （1）“霜”是什么？它是由什么变化形成的？ （2）“霜”真的会冻坏果树吗？为什么？ （3）如果气温持续低于0℃，即使没有“霜”，果树也可能会被冻伤，这说明什么？ （4）你建议农民如何应对可能的“黑霜”？ 三、拓展探究题 7. 请查阅资料，了解“臭氧层破坏”的原因及后果。结合本节课内容，写一篇不少于150字的小短文，谈谈你对“科技与环境”关系的看法。 【答案解析】 一、基础填空题 1. 固；气；吸收 2. 凝华；放出 3. 升华；降低 4. 霜；凝华 5. 凝华 二、情境分析题 6. （1）“霜”是水蒸气直接凝华形成的白色冰晶，属于凝华现象。 （2）“霜”本身不会冻坏果树，真正造成伤害的是低温环境。 （3）说明农作物受损的根本原因是低温，而非“霜”的存在。 （4）建议采取覆盖保温膜、设置防风屏障、提前灌溉等方式提高地温，预防冻害。 三、拓展探究题 7. 示例：氟利昂曾广泛用于制冷设备，但它会破坏臭氧层，导致紫外线辐射增强。臭氧层是地球的天然屏障，保护生物免受伤害。因此，我们应推广环保型制冷剂，减少温室气体排放。科技的发展不应以牺牲环境为代价，只有坚持绿色创新，才能实现人与自然和谐共生。 板书设计 第四节 升华与凝华 一、升华：固态 → 气态（吸热） 实例：冰冻衣服变干、干冰消失、樟脑球减小 二、凝华：气态 → 固态（放热） 实例：霜、冰花、雾凇、碘的凝华 三、吸热过程：熔化、汽化、升华 放热过程：凝固、液化、凝华 四、应用：舞台薄雾、人工降雨、冰箱制冷 五、环保警示：禁用氟利昂，保护臭氧层 （配合简笔画：三态循环图 + 干冰升腾 + 霜花图案） 教学反思 成功之处 1. 以“寒冬衣物变干”为切入点，贴近生活，激发学生好奇心，课堂参与度高。 2. 实验设计巧妙，碘升华与干冰实验直观性强，学生能清晰观察到“不见液体”的神奇转变，有效突破认知盲区。 3. 将“人工降雨”“舞台特效”等现代科技融入教学，实现知识与现实的无缝对接，增强了学生的科学责任感。 不足之处 1. 部分学生仍混淆“白雾”与“水蒸气”，需加强概念辨析训练。 2. 在“黑霜”概念讲解时，语言略显抽象，部分学生理解不够深入，下次可增加对比实验或视频辅助。 3. 时间分配稍紧，尤其在小组讨论环节，个别组未能充分表达观点，需优化任务指令与时间管理。 学科网（北京）股份有限公司 $