13.4 升华与凝华 教学设计 2026-2027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的定义、吸放热特点及应用，通过霜的形成提问导入，承接已学的熔化、凝固等物态变化，构建完整的物态变化知识体系学习支架。 特色在于实验探究与生活实例结合，如碘升华实验、干冰人工降雨等，融入视频辅助观察，培养科学探究能力，结合氟利昂与臭氧层知识渗透科学态度与责任，帮助学生直观理解抽象概念，教师使用时资源丰富，易提升课堂效率。

《13.4升华与凝华 》教学设计 课题 1.升华与凝华 单元 13 学科 物理 年级 九 教材分析 本节课是第13章“温度与物态变化”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。 2022新课标要求 1.通过观察碘的升华与凝华实验，了解物质的固态和气态之间是可以直接转化的；掌握升华要吸热，凝华要放热； 2.知道物态变化中的升华与凝华，能运用升华与凝华过程中的吸热和放热特点说明自然界和生活中的有关现象。 学习 目标与核心素养 1.物理观念 知道物态变化中的升华与凝华，能运用升华与凝华过程中的吸热和放热特点说明自然界和生活中的有关现象。 2.科学思维 通过分析升华与凝华的定义和特点，理解物质在固态、气态之间的直接转变过程及伴随的吸热和放热现象。 3.科学探究 通过实验观察，掌握升华与凝华现象的实验探究方法，提高实验操作技能。 4.科学态度与责任 在实验过程中，能够运用控制变量法等科学方法，确保实验结果的准确性和可靠性，加强学生合作探究、讨论交流，保持学习和探究的热情；初步具有严谨认真、求真务实的科学态度。让学生初步具有严谨认真、求真务实的科学态度。 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。 重点 认识升华、凝华现象； 难点 分析升华、凝华现象； 材料准备 碘、能密封的玻璃管 、热水、试管夹 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 霜是怎样形成的呢？它属于什么物态变化呢？这涉及下面要学习的固态与气态间的物态变化——升华与凝华。 在老师引导下学生回忆学过的物态变化，思考霜是怎样形成的呢？它属于什么物态变化呢？ 引起学生学习的兴趣 讲授新课 一、升华及其特点 1.升华现象 在北方的冬天，冰冻的衣服也能直接晾干，这是因为衣服上的冰 直接变成了水蒸气。 放在衣橱里的樟脑球，放置一段时间会变小 。这是因为樟脑由固态变成了气态。 2.升华 在上述现象中，物质都由固态变成了气态，物理学中将物质从固态直接变为气态的过程称为升华。 3. 对升华现象的理解 （1）升华是指物质直接由固态变为气态的过程，“直接”说明变化过程中物质不经过液态这一状态。 （2）加热可以加速固体的升华现象 4. 迷你实验室： 探究碘的升华 （1）实验器材：碘、能密封的玻璃管 、热水、试管夹 （2）实验过程 ①将装有少量碘的密封的玻璃管放入热水中加热，观察有什么现象发生。 ②将玻璃管从热水中取出，继续观察有何现象发生。 视频：碘的升华和凝华 （3）实验现象 ①给烧瓶里的碘加热，紫色的碘蒸气充满了烧瓶，无液态碘出现。 ②停止加热，紫色的碘蒸气逐渐消失，在烧瓶壁上和玻璃片上附着一层固态的碘。 （4） 实验结论 加热时，碘升华从固态直接变成气态，升华过程需要吸热；冷却时，碘从气态直接变成固态，凝华的这个过程需要放热。 5.升华吸热的应用 （1）制造舞台烟雾 干冰是固态的二氧化碳，极易从周围环境中吸收大量的热而升华为二氧化碳气体，舞台上的淡淡薄雾就是干冰升华吸收大量的热量，使周围的温度快速下降，空气中的水蒸气遇冷液化形成的。 干冰形成的舞台效果 （2） 人工降雨 人们利用干冰升华吸热的特点进行人工降雨。将干冰“喷”入冷空气层，干冰会很快升华，在升华过程中将吸收大量的热量，使其周围冷空气层的温度急剧下降； 这时，冷空气层中的水蒸气便会变成小冰晶；小冰晶逐渐变大后下落，在下落中遇到暖气流就会熔化而形成雨。 （3）贮藏食物、医学手术 干冰可以直接升华为气态的二氧化碳，同时吸收大量的热，还没有残留物。利用干冰的这一特点可以用来制作强制冷剂，用于贮藏食物或医学研究。 二、凝华及其特点 1.凝华现象 ①深秋的早晨，地面、树上和屋顶会出现霜； 空气中的水蒸气，在气温迅速降低时，直接由气态变为固态的冰晶，这些冰晶附着在地面、树上、屋顶上。 ②北方冬天窗户上的冰花 这是因为室内空气温度高，水蒸气遇到冷的玻璃由气态直接变为固态附着在玻璃的内侧上。 窗户上的冰花 ③雾凇是由空气中的水蒸 气，在气温骤然降低时，直接由气态变为固态的冰晶附着在树枝上。 雾凇 2.凝华 （1）在上述现象中，物质都由气态变成了固态，物质从气态直接变为固态的过程称为凝华，凝华是升华的相反过程。 在碘的升华实验中，当停止加热后，玻璃管内壁会出现碘微粒，这是碘的凝华现象 （2）当温度高的气体遇到极冷物体时，凝华生成物会在温度高的气体一侧。 思考：冬天，教室窗玻璃上的“冰花”是附着在玻璃内侧还是外侧？为什么？ 参考答案：附着在玻璃内侧 因为是教室内空气中的水蒸气遇到极冷的玻璃变成小冰晶，所以会附着在玻璃内侧，可见凝华生成物会在温度高的气体一侧。 学科综合 霜与霜冻 入秋后最早出现的霜叫“初霜”，入春后最晚出现的霜为“终霜”。从“终霜”到“初霜”的日子为无霜期。我国北方的无霜期短，南方的无霜期长。 有霜时节，农作物常因气温降到0℃或以下而受危害乃至死亡，这就是人们常说的霜冻。 思考：使农作物受到危害的是霜冻吗？什么是“黑霜”？霜与霜冻有什么区别？ 参考答案：使农作物受到危害的并不是霜，而是过低的气温。当空气干燥时，即使温度降到-20~-10%℃，也不会出现霜，但此时农作物早被冻坏了，这种情况称为“黑霜”。 霜冻与“霜”不同，霜是水汽在低温物体表面凝华形成的白色冰晶，而霜冻强调对作物的危害过程发生霜冻时不一定出现霜，出现霜也未必伴随霜冻。 三、物态变化过程中的吸热、放热 1.物质存在的状态以及物态变化 （1）三种状态：固态、液态和气态。 （2）六种物态变化：熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华。 2.六种物态变化的吸热和放热 （1）吸热过程有熔化、汽化、升华；放热过程有凝固、液化、凝华。（2）熔化和凝固、汽化和液化、升华和凝华分别互为逆过程。若一个过程为吸热，则它的逆过程一定为放热。 物态变化过程中的吸热、放热。 3.自然现象中的云、雨、雾、露、霜、雪、的成因和涉及的物态变化。 自然现象 成因 涉及的物态变化 云 太阳光照射，温度升高，地面上的水汽化成水蒸气，含有水蒸气的高温空气上升，在上升过程中，空气逐渐冷却，水蒸气液化成小水滴或凝华成小冰晶，大量的小水滴或小冰晶悬浮在高空，形成了云。 汽化 液化 凝华 雨 空气中的水蒸气形成云后，云中的小水滴或小冰晶随着气流运动，它们相遇后越聚越大，达到一定程度后就会下落。在下落过程中，小冰晶吸热熔化成小水滴，与原来的小水滴一起落到地面，形成了雨。 熔化 雾 水蒸气在空气中遇冷液化成小水滴，这些小水滴附着在悬浮于空气中的灰尘上，形成了雾。 液化 露 空气中水蒸气遇到温度较低的树叶、花草等，液化成小水滴附着在它们的表面，形成了露。 液化 霜 雪 霜是地表水蒸气在温度迅速降低时凝华成的小冰晶；如果高空的水蒸气凝华成小冰晶，可能会以雪的方式降落到地面。 凝华 4.冰箱中的吸、放热 冰箱的制冷原理：当电冰箱通电后，压缩机将蒸发器内的制冷剂气体吸出，使其变成温度较高的压缩气体；然后，该制冷剂气体在冰箱的冷凝器中液化，散热装置向外界放热；最后，制冷剂液体经毛细管进入蒸发器，在蒸发器中汽化而大量吸收冰箱内的热量，这样冰箱内的温度就降低了。 学科综合 氟利昂与臭氧层破坏 阅读课文回答 （1）过去电冰箱或空调常用一种被称为氟利昂的制冷剂，现在还用吗？为什么？ 参考答案：不用了，我国已经禁止生产、销售用氟利昂做制冷剂的电冰箱和空调了；因为氟利昂会破坏臭氧层。 （2）什么是臭氧和臭氧层？它对地球有什么作用？ ①臭氧：无色气体，有特殊臭味，故得名臭氧。 臭氧层：在大气平流层中集中了大气中 90% 的臭氧，其中距地面 20 ～ 25 km 处臭氧浓度值达到最高，这就是臭氧层。 ②作用：臭氧层是地球的天然屏障，使地球生命免遭强烈紫外线伤害。 （3）臭氧洞 ①南极臭氧洞 20世纪70年代中期以来，人们在南极大气观测中发现南极上空的臭氧含量正在逐年减少，到1985年臭氧仅为正常含量的60%～70%。这种现象被称为南极臭氧洞 1987年“云雨”10号卫星 拍摄的南极臭氧洞 ②北极臭氧洞 在2020年，北极中部的大部分地区上空的臭氧含量创下了历史新低，北极上空出现罕见臭氧层空洞。 观察图片思考原因 聆听老师讲解 学生分组实验记录实验现象总结实验结论 学生归纳升华，凝华现象 阅读课文了解升华吸热的应用 学生观察图片认识凝华现象 总结凝华的定义，知道凝华是升华的相反过程 学生思考讨论知道凝华的生成物会在温度高的气体一侧 阅读课文回答问题 学生阅读课文掌握物态变化过程中的吸热、放热 学生在老师的引导下了解自然现象中一些物态变化 学生阅读课文 阅读课文回答问题 了解什么是升华现象 进一步理解升华现象 锻炼学生的动手操作能力、培养学生的实验观察能力，分析能力 锻炼学生的总结能力 锻炼学生的自主学习能力和逻辑思维能力 让学生进一步了解凝华现象 锻炼学生的总结能力和语言表达能力 锻炼学生的逻辑思维能力 了解霜与霜冻 锻炼学生的逻辑思维能力和归纳总结能力 了解云、雨、雪、雾、露、霜的形成以及所涉及的物态变化。 了解冰箱中的吸、放热以及冰箱的制冷原理 拓展学生的知识面，了解氟利昂与臭氧层破坏 课堂练习 1.干冰是固态的二氧化碳，在常温下可以直接变成气态的二氧化碳，这种物态变化叫作_______。如图，将干冰放在试管中，试管周围会出现大量的“白气”，这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中，从空气中_______（选填“吸收”或“放出”）大量的热，导致周围空气的温度降低，从而使空气中的水蒸气遇冷_________（填物态变化的名称）形成小水滴，这些小水滴浮在空气中，形成了我们看到的“白气”。 【答案】 升华 吸收 液化 【解析】在常温下固态的二氧化碳直接变成气态的二氧化碳，是固态直接变为气态的过程，这种物态变化叫作升华。 干冰直接变成气态二氧化碳，是升华现象，干冰在升华过程中从空气中吸收大量的热，导致周围空气的温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴，这些小水滴浮在空中，形成了我们看到的“白气”。 2.二十四节气是中华民族农耕文明的经验积累和智慧结晶，已被列入联合国教科文组织《人类非物质文化遗产代表作名录》。对古诗词中涉及节气的物态变化的解释，下列说法正确的是（　　） A．“节气今朝逢大雪，清晨瓦上雪微凝”，雪的形成是凝固现象，此过程吸热 B．“时逢秋暮露成霜，几分凝结几分阳”，霜的形成是凝华现象，此过程放热 C．“夕浦离觞意何已，草根寒露悲鸣虫”，露的形成是熔化现象，此过程吸热 D．“谷雨晴时春昼长，鹧鸪啼处百花香”，雨的形成是汽化现象，此过程放热 【答案】B 【详解】A．雪是空气中的水蒸气直接变成固态冰晶的过程，属于凝华现象，凝华放热，故A错误； B．霜是水蒸气直接变成固态冰晶的过程，属于凝华现象，凝华放热，故B正确； C．露是水蒸气液化成小水滴的过程，属于液化现象，液化放热，故C错误； D．雨是水蒸气液化成水滴或云中水滴聚集形成的过程，属于液化现象，液化放热，故D错误。 故选B。 3.优秀诗词是我国文化的瑰宝之一。许多诗句中，涉及物态变化，下列分析正确的是（　　） A．“风泉尽结冰”——水结成冰是凝固现象，其过程需要吸热 B．“夕露沾我衣”——露的形成是汽化现象，其过程需要吸热 C．“疑是地上霜”——霜的形成是凝华现象，其过程需要放热 D．“风雪夜归人”——雪的形成是熔化现象，其过程需要放热 【答案】C 【详解】A．水结冰是凝固现象，凝固过程需要放热，故A错误； B．露的形成是气态的水蒸气变成液态的小水珠，是液化现象，液化放热，故B错误； C．霜的形成是气态的水蒸气变成的固态小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故C正确； D．雪的形成是气态的水蒸气变成固态的小冰晶，是凝华现象，凝华放热，故D错误。 故选C。 学生练习 巩固本节的知识 课堂小结 1.将物质从固态直接变为气态的过程称为升华，升华吸热。 2.升华吸热的应用：制造舞台烟雾、人工降雨、贮藏食物、医学手术等。 3.物质从气态直接变为固态的过程称为凝华，凝华是升华的相反过程，凝华放热。 4.凝华现象及应用：霜、雪、冰花等。 5.吸热过程有熔化、汽化、升华；放热过程有凝固、液化、凝华。 6.冰箱中的吸、放热 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解 板书 一、升华及其特点 1.将物质从固态直接变为气态的过程称为升华，升华吸热。 2.升华吸热的应用：制造舞台烟雾、人工降雨、贮藏食物、医学手术等。 二、凝华及其特点 1.物质从气态直接变为固态的过程称为凝华，凝华是升华的相反过程，凝华放热。 2.凝华现象及应用：霜、雪、冰花等。 三、物态变化过程中的吸热、放热 1.吸热过程有熔化、汽化、升华；放热过程有凝固、液化、凝华。 2.冰箱中的吸、放热 对照板书回顾 夯实本节基础 课外拓展 /课外阅读内容 《物理世界中的奇妙现象》（选篇）、《生活中的升华与凝华》科普文章，聚焦生活实例与现象解析，文字通俗，配高清现象图，帮助建立概念认知。 特色资源分析和技术手段说明 用手持热像仪拍摄碘升华/干冰降温过程，实时显示温度场变化，让“吸热/放热”直观可见 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，学生能清晰地观察到“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. 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。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $