13.4 升华与凝华 教学设计 2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦“升华与凝华”核心知识，通过“不一样的吹气球方法”视频导入，衔接熔化、凝固等前序物态变化知识，引导学生从生活现象切入，构建物态变化知识体系。 资料以实验探究为核心，通过碘的升华凝华实验、干冰实验培养学生科学探究能力，结合樟脑球消失、霜的形成等实例深化物理观念，助力学生用科学思维解释舞台烟雾、人工降雨等现象，提升知识应用能力，为教师提供清晰教学路径。

第十三章 温度与物态变化 第4节 升华与凝华 一、教学目标 1. 物理观念 · 学生能准确理解升华与凝华的概念，明确升华是物质从固态直接变为气态的过程，凝华是物质从气态直接变为固态的过程。 · 能列举生活中常见的升华与凝华实例，如樟脑球消失、霜的形成、灯泡钨丝变细等。 · 理解升华过程需要吸热、凝华过程需要放热，并能解释相关现象中的能量变化。 2. 科学思维 · 通过观察碘的升华与凝华实验，培养学生的观察能力和分析能力，能从实验现象中归纳出物态变化的规律。 · 在解释自然现象和生活应用的过程中，锻炼学生的逻辑思维能力，能运用升华与凝华的知识进行推理和解释。 · 体会物理模型在研究物态变化中的作用，提高学生的抽象思维能力。 3. 科学探究 · 经历探究碘的升华与凝华实验过程，学习科学探究的基本方法，包括提出问题、设计实验、进行实验、收集证据、分析论证等。 · 能对实验现象进行准确记录和分析，得出科学结论，并与同学交流讨论，培养学生的科学探究能力和合作交流能力。 4. 科学态度与责任 · 激发学生对物态变化现象的探究兴趣，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。 · 引导学生关注升华与凝华现象在生活和生产中的应用，如人工降雨、舞台烟雾等，体会物理学与社会发展的联系，增强学生的社会责任感。 · 培养学生理论联系实际的意识，能运用所学知识解释生活中的物理现象，解决简单的实际问题。 二、教学重难点 1. 重点 · 升华与凝华的概念及实例。 · 升华吸热、凝华放热的规律及应用。 2. 难点 · 用升华与凝华的原理解释自然现象和生活应用。 · 理解升华与凝华过程中能量的转化。 三、教学过程 【新课导入】 [教师活动]：课件播放“不一样的吹气球方法”视频，视频中展示通过某种方式使气球在未充气的情况下膨胀。 [教师提问]：同学们，视频中气球是如何膨胀的呢？这其中可能涉及到什么物理现象？ [学生活动]：学生观看视频，思考并回答，可能猜测与某种物质的状态变化有关。 [教师过渡语]：大家的猜测很有道理，这种现象可能与我们今天要学习的升华和凝华有关。（板书课题：第4节 升华与凝华） 【新知探究】 （一）升华现象的探究 [教师活动]：展示碘升华凝华管，介绍实验器材。 [教师提问]：同学们，观察碘升华凝华管中的碘，它现在是什么状态？如果对其加热，会发生什么现象呢？ [学生活动]：学生观察碘的状态，回答是固态，猜测加热后可能会变成气态。 [教师活动]：[PPT展示实验装置图]演示加热碘升华凝华管的实验，引导学生观察现象。 [教师提问]：加热后碘发生了什么变化？这种变化是直接从固态变成液态再变成气态吗？ [学生活动]：学生观察到碘直接从固态变成紫色的气态，回答不是经过液态，而是直接变成气态。 [师生总结]：[PPT展示升华概念]物质从固态直接变成气态的过程叫升华，升华过程中物质需要吸热。并不是所有物质都能发生升华现象，只有冰、碘、樟脑、干冰等少数物质在一定条件下才能发生升华。 [教师活动]：[PPT展示樟脑球、冰冻衣服晾干等图片] [教师提问]：这些生活现象中，哪些属于升华现象？为什么？ [学生活动]：学生思考并回答，樟脑球变小、冰冻衣服晾干属于升华现象，因为它们都是从固态直接变成气态。 [教师总结]：对，这些都是常见的升华现象，升华过程中物质需要吸收热量，比如樟脑球升华时吸收周围的热量，从而逐渐变小。 （二）凝华现象的探究 [教师活动]：[PPT展示霜的形成、玻璃窗上的冰花等图片] [教师提问]：同学们，这些现象中物质的状态发生了怎样的变化？它们是如何形成的呢？ [学生活动]：学生观察图片，思考并回答，可能是气态直接变成固态。 [教师活动]：[PPT播放干冰实验视频]展示干冰周围出现的现象。 [教师提问]：视频中干冰周围的白雾是怎么形成的？这其中涉及到什么物态变化？ [学生活动]：学生观看视频，讨论并回答，干冰升华吸热，使周围空气温度降低，空气中的水蒸气遇冷变成小水珠，可能涉及到液化。 [教师引导]：大家观察得很仔细，干冰升华确实会吸热，不过我们今天要重点探讨的是凝华现象。大家想想，冬天早晨菜叶上的霜是怎么来的呢？ [学生活动]：学生思考并回答，可能是空气中的水蒸气遇冷直接变成固态。 [师生总结]：[PPT展示凝华概念]物质从气态直接变成固态的过程叫凝华，凝华过程中物质需要放热。比如霜就是空气中的水蒸气在温度很低时直接凝华形成的小冰晶。 [教师活动]：[PPT列举生活实例]灯泡用一段时间后钨丝会变细、变黑，放在衣橱中的樟脑丸会越来越小最后消失，在严寒的冬天一直冰冻着的衣服也可以晾干，这些属于升华还是凝华现象呢？寒冷的天气早上菜叶上结一层霜属于什么现象？ [学生活动]：学生讨论并回答，灯泡钨丝变细、樟脑丸变小、冰冻衣服晾干属于升华现象，菜叶结霜属于凝华现象。 [教师总结]：没错，灯泡钨丝在高温下升华变成钨蒸气，钨蒸气遇到冷的灯泡内壁又凝华成固态钨，所以灯泡会变黑。这体现了升华和凝华现象在生活中的具体表现。 （三）解释生活现象 [教师活动]：[PPT展示冬天玻璃窗上的冰花图片] [教师提问]：在寒冷的冬天，玻璃窗的表面会有冰花，这是怎么形成的呢？ [学生活动]：学生思考并回答，可能是室内的水蒸气遇到冷玻璃变成了固态。 [教师总结]：[PPT分析原理]冬天室内温度较高，室内高温的水蒸气遇到冷的玻璃，会直接凝华形成冰花，所以冰花出现在玻璃窗的内侧。 [教师活动]：[PPT展示舞台烟雾场景图片] [教师提问]：舞台上的白雾是如何形成的呢？ [学生活动]：学生回忆干冰实验，回答干冰升华吸热，使空气变冷，周围的高温空气遇冷液化形成小水珠。 [教师补充]：[PPT强调]大家说得对，干冰升华时吸收大量的热，使周围空气温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴，这些小水滴聚集在一起就形成了我们看到的白雾。这是升华吸热在实际生活中的应用。 [教师活动]：[PPT展示人工降雨剖析图] [教师提问]：人工降雨是怎么实现的呢？请大家结合升华和凝华的知识分析一下。 [学生活动]：学生分组讨论，尝试解释人工降雨的过程。 [师生总结]：[PPT分步解析]将干冰“喷”入高空中，干冰升华吸热，使冷空气层的温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷直接凝华变成小冰晶；小冰粒变大而下降，遇到暖流熔化为雨点降落。这一过程涉及到升华、凝华和熔化等多种物态变化。 （四）物态变化过程中的吸热和放热 [教师活动]：[PPT展示物态变化吸放热关系图] [教师提问]：请大家回顾之前学过的物态变化，结合升华和凝华，完成水的三种状态（冰、水、水蒸气）之间转化过程的吸放热关系补充。 [学生活动]：学生在纸上画出转化关系图，填写吸热或放热。 [教师巡视]：指导学生完成，提醒注意升华吸热、凝华放热。 [师生总结]：[PPT呈现完整关系图]固态冰熔化成液态水吸热，液态水汽化变成水蒸气吸热，固态冰升华变成水蒸气吸热；水蒸气液化成液态水放热，液态水凝固成固态冰放热，水蒸气凝华成固态冰放热。升华和凝华分别是吸热和放热过程。 [教师活动]：[PPT讲解三个致冷作用] [教师提问]：蒸发、升华、熔化都有致冷作用，你能举出生活中的例子吗？ [学生活动]：学生举例，如夏天在室内洒水降温（蒸发吸热），用干冰升华吸热来运输贮藏食物，超市用冰块熔化吸热保鲜海鲜。 [教师总结]：[PPT强调]这三种致冷作用在生活中应用广泛，比如冷藏车就是利用干冰升华吸热来保持低温环境，保鲜食品。 [教师活动]：[PPT分析冰箱制冷原理] [教师提问]：冰箱是如何实现制冷的呢？制冷剂在冰箱内发生了哪些物态变化，是吸热还是放热？ [学生活动]：学生思考并回答，制冷剂在蒸发器中汽化吸热，在冷凝器中液化放热。 [教师补充]：[PPT说明]除了汽化和液化，升华和凝华的吸放热规律也在很多科技领域有重要应用，大家要学会将这些知识联系起来。 【课堂小结】 [教师活动]：引导学生回顾本节课所学内容。 [教师提问]：通过本节课的学习，你学到了哪些关于升华和凝华的知识？ [学生活动]：学生自主总结，回答升华和凝华的概念、吸放热规律、生活中的实例及应用。 [师生总结]：[PPT梳理知识要点] 一、升华现象：物质从固态直接变成气态叫升华，升华吸热。 二、凝华现象：物质从气态直接变成固态叫凝华，凝华放热。 三、生活现象解释：冰花、舞台白雾、人工降雨等原理。 四、物态变化吸放热规律：升华吸热，凝华放热，与其他物态变化的吸放热关系。 【课堂训练】 [教师活动]：[PPT出示练习题] 1. 为了便于保存，人们常把果蔬加工成冻干食品。在制作中先把果蔬放入冷库，让果蔬中的水______（选填“吸热”或“放热”）凝固成冰，然后在特殊条件下使冰______（填物态变化名称）为气态，从而保持果蔬的色、香、味和营养成分。 1. 放在衣橱中防虫用的樟脑丸，主要成分是一种无色晶体，熔点为175℃。打开衣橱发现樟脑丸变小，满衣橱都是樟脑丸的气味。小明认为“樟脑丸变小”发生的物态变化是先熔化再汽化，小明的观点是________（选填“正确”或“错误”）的，理由是：___________________________________________________。 1. 如图所示为气象飞机通过在空中喷洒干冰（固态二氧化碳）的方式进行人工降雨的示意图，飞机喷洒出的干冰在空气中________（选填“吸收”或“放出”）热量，发生________变为气体，导致周围空气中的一部分水蒸气发生________（后两空均填物态变化名称）变成小水滴，小水滴凝结在一起从空中落下，形成雨。 [学生活动]：学生独立完成练习题。 [教师讲解]：核对答案，分析解题思路，强调升华和凝华的概念及应用。 [答案]：1. 放热；升华 2. 错误；衣橱内的温度达不到樟脑丸的熔点，樟脑丸不会熔化 3. 吸收；升华；液化 【布置作业】 1. 课本课后习题。 1. 调查生活中还有哪些利用升华或凝华的实例，下节课分享。 四、板书设计 第十二章 温度与物态变化 第4节 升华与凝华 一、升华 1. 概念：固态→气态（直接） 2. 特点：吸热 3. 实例：樟脑球消失、冰冻衣服晾干、钨丝变细 二、凝华 1. 概念：气态→固态（直接） 2. 特点：放热 3. 实例：霜、冰花、灯泡变黑 三、生活应用 1. 舞台烟雾：干冰升华吸热，水蒸气液化 2. 人工降雨：干冰升华→水蒸气凝华→冰晶熔化 3. 致冷作用：升华、蒸发、熔化吸热 四、物态变化吸放热关系 固态⇌液态⇌气态 升华吸热↗　　　↖凝华放热 五、教学反思 1. 案例的“亮点” · 情境导入新颖：通过“不一样的吹气球方法”视频引入课题，激发学生的好奇心和学习兴趣，让学生主动思考其中的物理原理。 · 实验探究直观：通过碘的升华与凝华实验、干冰实验等，让学生直观观察物态变化现象，加深对升华和凝华概念的理解。 · 联系生活紧密：列举大量生活中的实例，如樟脑丸、霜、舞台烟雾、人工降雨等，让学生体会物理知识与生活的密切联系，提高学生运用物理知识解释实际现象的能力。 · 知识结构清晰：通过PPT展示和板书设计，将升华与凝华的概念、特点、实例及应用等知识有条理地呈现，帮助学生构建完整的知识体系。 2. 教学中易出现的问题 · 概念理解不深入：部分学生可能对“直接”这一关键词理解不深刻，认为升华和凝华可以经过液态，需要通过实验和实例进一步强调。 · 现象解释不准确：学生在解释生活现象时，可能混淆升华、凝华与其他物态变化，如将舞台白雾简单归结为升华，而忽略了后续的液化过程。 · 吸放热规律混淆：对于升华吸热、凝华放热的规律，部分学生可能记忆不牢，在应用时出现错误。 3. 改进措施 · 强化概念辨析：通过对比实验，如加热碘和冰的熔化过程，突出升华与熔化的区别，强调“直接”变化的特点。 · 规范现象解释：引导学生分步分析生活现象，如舞台烟雾形成过程中干冰升华吸热→空气降温→水蒸气液化，帮助学生形成严谨的思维习惯。 · 加强规律记忆：通过口诀、图表等方式帮助学生记忆物态变化的吸放热规律，如“升吸凝放”，并结合实例反复练习。 · 增加互动环节：设计小组讨论、角色扮演等活动，如让学生扮演“干冰”解释人工降雨过程，提高学生的参与度和知识掌握程度。 学科网（北京）股份有限公司 $