13.4《升华与凝华》教学设计 ---2025-2026学年沪科版物理九年级上学期

该初中物理教学设计聚焦“升华与凝华”核心知识点，以海南特色美食清补凉创设情境导入，通过回顾熔化、凝固等前序物态变化知识，引导学生提出固态与气态直接转化的探究问题，搭建知识迁移的学习支架。 资料特色在于融合实验探究与数字化技术，如碘锤实验直观呈现升华凝华现象，朗威DisLab系统实时分析温度变化验证吸放热规律，结合AI视频解析冻干技术、人工降雨等应用。通过科学探究培养证据分析能力，物理观念建构物质状态转化认知，助力学生深化理解，也为教师提供易操作的情境化教学方案。

13.4《升华与凝华》教学设计 一、教材分析 本节内容是沪科版教材第十三章《温度与物态变化》第四节的内容，该节内容主要包括升华、凝华及物态变化过程中的吸热、放热。升华和凝华这部分内容是此前所学的熔化和凝固、汽化和液化知识的延续。本节课通过实验来建立升华和凝华概念的过程，认识升华的过程需要吸热，凝华的过程需要放热，帮助学生构建系统的物态变化知识体系，形成“物质的固态、液态、气态之间可以相互转换”这一物质观的知识载体。结合实验研究固态与气态之间能否直接转换的过程，让学生有机会经历基于证据分析结论并作出解释的过程。本节内容与学生的生活实际以及社会生产紧密相关，让学生感悟物理学作为一门与生活、社会、科技紧密相连的自然科学。 二、学情分析 由于生活中常见的升华及凝华现象进行得比较缓慢，而且现象中的气体由于看不见，很难被直接观察到，学生缺乏感性认识，认为固态与气态间的转换需要经历液态的过程，所以，教学中要通过实验现象帮助学生澄清模糊的认识。通过前面对物态变化的学习，学生已经认识到发生物态变化需要吸热或放热，有利于学生顺利完成实验，并通过对实验现象的观察和分析建立升华和凝华概念。初二学生处于从具体形象思维向抽象思维过渡的阶段，从思维的认知角度需要丰富的感性认识作为支撑，培养学生依据观察和实验寻找证据，总结归纳推理得出结论，培养学生的证据意识。因此，教学过程中需要教师创设情境，引导学生基于实验和现象进行思考，促进学生主动建构。升华现象与前面所学的熔化现象发生的条件有什么区别，凝华现象与前面所学的液化现象发生的条件有什么区别，是学生在物态变化学习中的困惑点，因此，教学中要通过实验体验及实例分析帮助学生澄清模糊的认识，知道升华现象与凝华现象发生的温度条件，加深对升华概念与凝华概念的理解。 三、教学重难点 教学重点 1.通过观察实验现象，建立升华和凝华的概念，知道升华需要吸热、凝华需要放热。 2.能用升华与凝华的吸放热特点解释有关现象，了解升华与凝华在生产生活中的应用。 教学难点 1.通过实验探究，了解升华吸热和凝华放热的物理规律。 2.知道升华现象与熔化现象、凝华现象与液化现象发生的温度条件不同。 四、教学目标 1物理观念.通过观察碘的升华和凝华实验，知道固态和液态可以直接相互转化。 2科学探究.通过借助数字温度传感器对升华与凝华过程的进一步探究，知道升华的过程需要吸热，凝华的过程需要放热。 3科学态度.通过能运用升华和凝华的知识解释有关现象，了解升华与凝华现象及其在生产生活中的应用。 4科学责任.通过将所学物理知识运用到实际生活中，感受物理知识在生产生活中的应用以及科技对生活的改变所蕴含的科学之美，树立热爱科学的观念，培养将科技服务于社会的意识。 五、教学准备 朗威DisLab系统、数字温度传感器（2支）、数字温度计（10支）、锥形瓶、水槽、碘锤、烧杯、热水、冷水、干冰、保温杯 六、教学活动 任务1：探究碘的物态变化 1.情境：海南特色美食——清补凉（如图1） 图1 2.实验装置： 碘锤 酒精灯 冷水 热水 图2 表1 问题设计 学习过程 达成素养目标 1.今年是海南自贸港的封关之年，清补凉成为海南美食的特色名片，如何让我们的美食变得更有美感走向世界呢？ 2.回顾前面学习的四种物态变化，哪些过程需要吸热？哪些过程需要放热？ 3.根据前面所学的物态变化，接着，你想继续研究什么问题呢？ （一）探究：物质能否由固态直接变为气态 1.请同学们观察，碘锤中的碘处于什么状态？ 2.若想让碘锤中的碘由固态变为气态，需要如何操作呢？ 3.回顾前面所学的物态变化，加热物质的方式有哪些？ 4.能否用酒精灯直接加热碘锤呢？ 5.能否用水浴法加热碘锤呢？ 6.根据同学讨论的方案，用热水加热碘锤，观察加热前后碘的状态变化。 7.实验中，观察到什么现象？ 8.根据收集到的证据，你能得出什么结论呢？引出升华的概念。 10.从刚才的实验中，你认为升华需要吸热还是放热呢？ （二）探究：物质能否由固态直接变为气态 1.若想研究物质能否从气态直接变为固态？接着将如何操作呢？ 2.根据同学们所说的方法进行实验，观察碘锤冷却前后，碘状态的变化。 3.实验中，观察到什么现象？ 4.根据收集到的证据，你能得出什么结论呢？引出凝华的概念。 5.从刚才的实验中，你认为凝华需要吸热还是放热呢？ 1.学生思考让食物变得更有美感得方法。 2.回顾物质在固态和液态之间的物态变化，及物质在液态和气态之间的物态变化。 3.根据前面所学的物态变化的思路，提出想研究的问题。 1.观察碘锤中碘的状态。 2.学生根据之前所学的物态变化知识推理，需要加热。 3.回顾前面所学的加热物质的方式。 4.根据豆包查阅相关温度值和前面所学的物态变化进行分析。 5.学生根据热水的温度低于碘的熔点进行分析。 6.学生进行分组实验，收集证据。 7.小组代表分享观察到的现象。 8.分析归纳，得出结论。建立升华的概念。 10.学生根据加热碘锤的过程及观察到的现象进行初步判断。 1.升华现象逆向推理，需要冷却。 2.学生进行分组实验，收集证据。 3.小组代表分享观察到的现象。 4.分析归纳，得出结论。建立升华的概念。 5.学生根据冷却碘锤的过程及观察到的现象进行初步判断。 创设情境，激发学生学习兴趣，引发思考。通过温故引新，提出新问题，为新课教学做铺垫。 学生通过观察实验现象，经历由具体现象抽象出物理概念的过程。体会物理概念得出的思维过程，形成正确的物质观。学生基于证据，分析推理，初步推断升华需要吸热，凝华需要放热，培养学生的科学探究能力。（物理观念、科学探究） 任务2：探究升华和凝华的条件 实验装置，如图3所示： 图3 表2 问题设计 学习过程 达成素养目标 1.装置介绍：两个完全相同的锥形瓶，一个瓶装有少量的碘颗粒，另一个瓶未装碘颗粒，用两支温度传感器的探头分别探测两锥形瓶内的温度。利用朗威DIsLab系统和两支温度传感器进行实验，电脑屏幕上可直观显示探头处的温度，并实时绘制“温度——时间”图象。 2.将两锥形瓶同时放入热水中加热，两锥形瓶内的温度升高快慢相同吗？ 3.在加热过程，装有碘的锥形瓶温度上升慢，说明了什么？ 4.将两锥形瓶同时放入冷水中冷却，两锥形瓶内的温度下降的快慢相同吗？ 5.在冷却过程，装有碘的锥形瓶温度下降慢，说明了什么？ 1.学生倾听老师介绍与演示，了解朗威DIs数字化实验系统及实验装置。 2.发现在加热过程，装有碘的锥形瓶发生升华现象，该瓶内的温度上升慢。 3.与未装碘的锥形瓶进行对比分析，说明升华的过程需要吸热。 4.发现在冷却过程，装有碘的锥形瓶发生凝华现象，该瓶内的温度下降慢。 5.与未装碘的锥形瓶进行对比分析，说明凝华的过程需要放热。 利用朗威DIs数字化实验系统直观展示锥形瓶内的温度变化。学生通过对比两个锥形瓶内温度变化的差异，分析装有碘颗粒的锥形瓶温度上升缓慢和下降缓慢的原因，深入理解升华与凝华现象的发生条件。基于实验数据，直观认识到升华过程需要吸热，而凝华过程则需要放热。（科学探究、物理观念） 任务3：应用升华与凝华知识解释现象 情境1： 樟脑丸变小 冰雕没有熔化却变小 情境2： 北方冬天冰冻的衣服直接变干 情境3： 情境4： 表3 问题设计 学习过程 达成素养目标 1.在生活中，升华的现象有哪些？ 2.情境1，下列物质的状态发生怎样的变化？ 3.情境2，北方冬天冰冻的衣服直接变干，这是为什么？发生了什么物态变化？ 4.在古代，人们发现在寒冷的高海拔地区，食物能自然的脱水保存，这种现象为冻干技术的研究提供了灵感。什么是冻干技术？冻干技术有什么优点呢？播放由AI 制作的视频。 5.介绍干冰，引导学生了解干冰在常温一标准大气压下易发生升华的现象，强调干冰的使用注意事项。 6.实验：将干冰倒入小烧杯中，思考：干冰在升华过程中，周围温度有什么变化？学生分组实验，如情境3所示，在干冰升华过程，在烧杯外壁观察到什么的产生？ 7.烧杯外壁的水珠是怎样形成的？ 8.烧杯外壁的霜是怎样形成的？ 9.霜与水珠两者形成的温度有什么区别？ 10.请用数字温度计测一测水珠区域和霜区域的温度分别是多少？发现什么？ 11.凝华现象的形成的温度有什么条件呢？ 12.干冰升华吸热的特点有哪些应用呢？ 13.将干冰倒入热水中，思考：仙气飘飘的白气是怎样产生的？ 14.情境3中的实验现象也渗透着人工降雨的原理。播放由AI生成《人工降雨的》的视频。 15.生活中凝华的现象还有哪些？ 16.戍边战士在零下40℃的边疆守护祖国，站岗军人帽子和口罩上的霜是怎样形成的呢？ 17.播放《重庆武隆雾凇》的视频。 18.回到课前的问题，你能用今天所学的物理知识，如何让我们的美食变得更有美感，让它成为靓丽的名片呢？ 19.课堂小结：这节课你学到了什么呢？ 1.学生列举相关实例。 2.学生自主分析樟脑丸及冰雕的状态发生的变化。 3.学生尝试用今天所学的知识进行分析。 4.从中获得启发：新技术的发明灵感往往来自于生活或自然现象。观看由AI生成的视频，了解冻干技术的原理及冻干技术的优点，感受科技的力量。 5.了解干冰的特点及使用注意事项。 6.学生分组进行实验，将干冰倒入烧杯中，利用升华吸热的知识分析，周围温度的变化。观察干冰在升华过程中，产生的现象。 7.学生根据升华与液化的知识进行分析烧杯外壁水珠的形成的。 8.学生根据升华与凝化的知识进行分析烧杯外壁水珠的形成的。 9.学生根据所学知识进行推理，霜形成的温度需要更低。 10.如情境4所示，学生用数字温度计测量水珠区域和霜区域的温度，发现霜区域的温度更低。 11.通过实验寻找证据，认识凝华发生的条件：温度低于凝固点。 12.学生列举干冰升华吸热特点的相关应用。 13.学生根据升华和液化知识进行分析。 14.将实验现象迁移应用于实际生产中，观看视频，了解人工降雨的基本原理。 15.学生列举相关的凝华现象的实例。 16.应用凝华知识解释霜的形成，感受军人为保护祖国的奉献与担当。 17.感受大自然之美，了解雾凇的形成原理。 18.学生利用所学知识解决实际问题，达到学以致用的能力。 19.学生梳理本节课所获得的收获。 通过应用所学的升华凝华知识解释现象，感受大自然之美，感受物理现象之美，感受中国科技的力量。（情感态度与价值观） 通过实验现象的观察、分析和温度测量体验，认识凝华与液化现象发生的温度条件的区别。（物理观念） 通过实验，体验、观察、分析、迁移、应用，驱动学生了解升华与凝华知识在生产生活实际中的重要价值，增强学生的爱国情怀，树立科技强国的信念。（情感态度与价值观） 布置作业： 1.基础性作业：完成课本24页的课后作业 2.实践作业——人造雾凇 实践器材：一个耐热的玻璃瓶、一小段松枝、樟脑球适量。 实践操作：把樟脑球放在纸上，碾成粉末，倒入玻璃瓶中。将小松枝放进玻璃瓶里，盖上瓶盖。用蜡烛或酒精灯对玻璃瓶缓慢加热。 实践现象： 。 思考：“人造雾凇”的形成过程发生了怎样的物态变化？ 2 学科网（北京）股份有限公司 $