1.4 升华和凝华 教学设计 2026-2027学年北师大版八年级上册物理

该初中物理教学设计聚焦“升华和凝华”核心知识点，作为六种物态变化的收官内容。课堂导入通过回顾已学的熔化、凝固、汽化、液化，引导学生发现固态与气态直接转化的问题，结合樟脑球变小、冰花等生活现象形成学习支架。 该资料以核心素养为导向，通过碘的物态变化实验（科学探究）验证“直接转化”，纠正错误前概念（科学思维），结合干冰应用、自然现象（物理观念）激发兴趣（科学态度与责任）。实验探究与情境教学结合，课后实践拓展提升学生能力，帮助教师高效落实教学目标。

1.4 升华和凝华 教案 课题 1.4 升华和凝华 课型 新授课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 北师大版八年级上册 教学方法 实验探究法、观察法、对比分析法、情境教学法、讲授法、讨论法、问题驱动法、多媒体辅助教学法 教学用具 多媒体课件、碘粒、试管、烧杯、热水、冷水、樟脑球、干冰样品、教学视频、实物投影仪 教材分析：本节是第一章"物态及其变化"第4节（最后一节），核心知识点包括升华和凝华的定义，碘的物态变化实验（固态碘直接变为气态碘蒸气，再直接变回固态碘），生活中的升华现象（樟脑球变小、冰冻衣服晾干）和凝华现象（霜、雾凇、冰花、雪、灯泡内壁变黑），干冰的应用（冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨）。学完本节后，学生对六种物态变化（熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华）形成完整知识体系，是第一章的收官之课，具有总结提升的重要作用。本节是在前三种物态变化（熔化凝固、汽化液化）基础上，探究固态和气态之间直接转化的最后一种物态变化类型，通过碘的物态变化实验直观验证升华和凝华的存在，帮助学生建立完整的六种物态变化知识框架，理解升华吸热和凝华放热的能量转化规律，体会物理知识在生产生活中的广泛应用。 学情分析：学生已系统学习前三种物态变化（熔化凝固、汽化液化），对物态变化的概念和规律有较全面的认识，掌握了实验探究的基本方法（观察、记录、分析、归纳），对固态、液态、气态之间的相互转化已有清晰的理解框架。生活中对樟脑球变小、霜、雪、雾凇、冰冻衣服变干等现象有直观感受，但对"固态直接变气态"和"气态直接变固态"的"直接"二字理解不深，需要通过碘的物态变化实验来直观验证物质在固态和气态之间可以直接转化的过程，消除"所有物质都必须先熔化成液态再汽化"的错误前概念。八年级学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对干冰的应用（舞台烟雾、人工降雨）有强烈好奇心，但容易混淆"干冰升华"和"水蒸气液化/凝华"的关系，需要教师通过层层递进的分析帮助学生厘清因果关系。学生在学完本节后，须将六种物态变化进行系统归纳对比，这对学生的归纳概括能力提出了较高要求，需要教师通过对比表格和思维导图等方式提供支架式指导。 一、核心素养目标 物理观念 理解升华和凝华的定义，知道升华是物质由固态直接变为气态的现象，凝华是物质由气态直接变为固态的现象。 知道升华过程需要吸热，凝华过程需要放热。 能识别生活中常见的升华现象（樟脑球变小、冰冻衣服晾干、钨丝升华）和凝华现象（霜、雾凇、冰花、雪、灯泡内壁变黑）。 了解干冰（固体二氧化碳）的性质及其在冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨中的应用，理解应用中的物态变化原理。 能归纳六种物态变化（熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华）的完整知识体系，建立三态之间相互转化的整体框架。 科学思维 通过碘的物态变化实验，经历"观察有液态碘出现吗"这一关键问题的思考，纠正"固态必须先熔化再汽化"的错误前概念，培养实证思维。 通过对六种物态变化的系统对比归纳，培养分类比较和系统化的科学思维能力。 通过对干冰舞台烟雾、人工降雨等应用的分析，培养运用物理知识解释复杂现象和厘清因果关系的能力。 通过对比升华与凝华、吸热与放热，理解物态变化过程的可逆性和能量守恒思想，培养辩证思维。 科学探究 通过碘的物态变化实验，经历"观察现象→描述现象→分析推理→得出结论"的探究过程，重点观察加热过程是否有液态碘出现，验证固态和气态之间可以直接转化。 通过观察碘实验视频，对比加热前和加热后的碘的状态变化，培养细致观察和准确描述实验现象的能力。 通过实践拓展活动（自制"雾凇"实验），培养动手实践和自主探究的能力。 科学态度与责任 通过观察霜、雪、雾凇、冰花等自然现象，感受大自然的神奇与美妙，激发探索自然科学的兴趣。 通过了解干冰在人工降雨、舞台效果、食品冷藏等方面的应用，体会物理知识在生产生活中的重要价值。 通过分析钨丝灯泡的升华和凝华过程，认识科学技术对人类生活的影响，培养科学服务社会的意识。 二、教学重难点 教学重点：升华和凝华的定义（固态直接变为气态、气态直接变为固态）；碘的物态变化实验（观察现象、分析推理、得出结论）；升华吸热和凝华放热的规律；生活中常见的升华现象（樟脑球变小、冰冻衣服晾干）和凝华现象（霜、雾凇、冰花、雪、灯泡内壁变黑）的识别与解释；干冰的应用（冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨）及其物态变化原理。 教学难点：理解"固态直接变为气态"和"气态直接变为固态"中"直接"二字的含义（不经过液态中间状态）；纠正"固态必须先熔化再汽化"的错误前概念；干冰应用中舞台烟雾的形成原理（干冰升华吸热→水蒸气液化/凝华→小水珠/小冰晶的因果关系链）；六种物态变化的系统归纳和对比（状态变化方向、吸放热规律、常见现象）。 三、教学过程 （一）情境导入——固态和气态之间能直接转化吗？（4分钟） 【教师活动】同学们，前面我们已经学习了四种物态变化：熔化（固态→液态）、凝固（液态→固态）、汽化（液态→气态）、液化（气态→液态）。请大家看大屏幕上的物态变化关系图，回顾一下固态、液态、气态之间的转化关系。我们可以发现，固态↔液态↔气态之间都找到了转化关系，但是，固态和气态之间能不能直接转化呢？也就是说，物质能不能不经过液态，直接从固态变成气态，或者从气态直接变成固态？今天我们就来探究这个问题。 物态变化关系图——固态↔液态↔气态之间的转化 【学生活动】学生回顾已学知识，积极思考：“固态变成液态是熔化，液态变成气态是汽化。那固态能不能一下子变成气态呢？”“我家的樟脑球放了几个月就变小了，好像没有变成液体，直接消失了！”“冬天玻璃窗上结的冰花，好像是水蒸气直接变成的，没看到水啊。”学生讨论：“这些现象说明，固态和气态之间确实可以直接转化！” 【教师活动】同学们观察得很仔细！樟脑球变小、窗户上的冰花，这些现象都暗示着固态和气态之间可能可以直接转化。但要验证这一猜想，我们需要通过科学实验来证明。今天，我们首先通过碘的物态变化实验来探究：固态和气态之间是否可以直接转化？转化过程需要什么条件？ 【知识点】核心问题：物质能否在固态和气态之间直接转化？潜在现象：樟脑球变小（固态→气态？）、冰花形成（气态→固态？） 【设计意图】通过回顾已学的四种物态变化，引导学生发现固态与气态之间的转化尚未被探究，自然引出本节课的核心问题。以樟脑球变小和冰花为引子，激发学生的好奇心和探究欲望，为后续碘实验做好铺垫。 【过渡语】通过刚才的讨论，我们提出了一个重要的科学问题：固态和气态之间能否直接转化？要回答这个问题，我们需要通过实验来验证。碘是实验室中常见的化学物质，它的物态变化非常明显，让我们通过碘的实验来一探究竟。 （二）知识点一：升华和凝华的定义——碘的物态变化实验（10分钟） 1. 提出问题与实验目的（1分钟） 【教师活动】同学们，我们要探究的问题是：固态碘能否直接变成气态碘？气态碘能否直接变成固态碘？实验目的：通过加热固态碘和冷却碘蒸气，观察碘在固态和气态之间的转化过程，特别关注是否有液态碘出现，从而验证固态和气态之间能否直接转化。 【学生活动】学生明确实验目的，在笔记本上记录关键问题：“加热固态碘时，有没有液态碘出现？”“如果没有液态碘，那固态碘直接变成了什么？” 2. 实验器材与实验步骤（2分钟） 【教师活动】实验器材包括：碘粒、试管、烧杯、热水和冷水。大家注意，这个实验不是用酒精灯直接加热，而是用热水隔水加热，因为碘的熔点约为113.5℃，而热水的温度最高约为100℃，隔水加热可以确保碘不会熔化，如果固态碘变成气态碘蒸气，那就说明固态碘直接变成了气态碘，没有经过液态过程。实验步骤如下：第一步：在试管中放入少量碘粒，塞紧试管口；第二步：将试管放入盛有热水的烧杯中，观察碘的变化；第三步：当碘蒸气充满试管后，将试管从热水中取出，放入盛有冷水的烧杯中，观察碘蒸气的变化。 碘的物态变化实验装置——热水浴加热碘粒 【学生活动】学生认真阅读实验步骤，理解实验设计的巧妙之处：“用热水而不用酒精灯加热，是为了避免碘的温度超过熔点，”“如果碘的温度不超过熔点就不会熔化，”“这样就能验证固态碘是否直接变成了气态碘。”学生在笔记本上记录关键操作要点：碘粒少量、试管塞紧、热水浴加热、观察有无液态碘出现。 【实验注意】碘的物态变化实验的关键注意事项：1.碘粒用量要少（绿豆大小即可），过多会产生大量碘蒸气，不利于观察；2.试管口要塞紧，防止碘蒸气逸出（碘蒸气有刺激性气味）；3.用热水浴加热而非酒精灯直接加热，确保碘的温度不超过熔点（约113.5℃），避免碘熔化；4.加热时注意观察试管中是否有液态碘出现——这是判断是否发生"直接"转化的关键；5.将试管放入冷水中时，观察碘蒸气是否直接变回固态碘颗粒。 3. 观看实验视频（2分钟） 【教师活动】现在，请大家观看碘的物态变化实验视频。在观看过程中，请重点关注以下三个问题：第一，加热时固态碘有什么变化？有没有液态碘出现？第二，加热过程中试管内出现了什么颜色的气体？第三，将试管放入冷水中后，碘蒸气发生了什么变化？ 【学生活动】学生认真观看实验视频，在笔记本上记录观察到的现象：“加热后，试管中出现了紫色气体，没有看到液态碘出现！”“紫色气体充满了整个试管，颜色很鲜艳。”“放入冷水中后，紫色气体慢慢消失了，试管内壁上出现了小颗粒固体。” 4. 实验现象与实验分析（3分钟） 【教师活动】同学们，现在我们来分析实验现象。实验现象：隔水加热后，固态碘粒减少，试管中充满紫色碘蒸气，在整个过程中没有观察到液态碘的出现。停止加热后，将试管放入冷水中，紫色碘蒸气逐渐消失，试管内壁上出现了较小的固态碘颗粒。请大家思考：这个实验说明了什么？ 【学生活动】学生积极分析实验现象：“加热时，固态碘直接变成了紫色碘蒸气，没有经过液态，说明固态可以直接变气态！”“冷却时，紫色碘蒸气又直接变成了固态碘颗粒，说明气态可以直接变固态！”“加热的时候固态碘消失了，说明这个过程需要吸热；”“冷却的时候碘蒸气变回固态，说明这个过程需要放热。”学生得出结论：固态和气态之间可以直接转化，不需要经过液态中间状态。 【教师活动】同学们分析得非常准确！这个实验有力地证明了：物质可以在固态和气态之间直接转化。固态碘受热后直接变成气态碘蒸气——这个过程叫作升华，升华需要吸热。气态碘蒸气遇冷后直接变成固态碘颗粒——这个过程叫作凝华，凝华需要放热。这就是我们今天要学习的核心概念：升华和凝华。 【知识点】碘的物态变化实验结论：固态碘→加热→紫色碘蒸气（气态）——升华（吸热），无液态碘出现；紫色碘蒸气→冷却→固态碘颗粒——凝华（放热），无液态碘出现。证明了固态和气态之间可以直接转化。 5. 升华和凝华的定义（2分钟） 【教师活动】同学们，通过碘的实验，我们证明了物质可以在固态和气态之间直接转化。现在我们来正式定义升华和凝华：升华：物质由固态直接变为气态的现象。注意"直接"二字——不经过液态。升华过程需要吸热。凝华：物质由气态直接变为固态的现象。注意"直接"二字——不经过液态。凝华过程需要放热。请大家注意，升华和凝华是互逆的物态变化过程，升华是固态→气态（吸热），凝华是气态→固态（放热），与熔化（固态→液态、吸热）和凝固（液态→固态、放热）、汽化（液态→气态、吸热）和液化（气态→液态、放热）一起，构成了完整的六种物态变化。 【学生活动】学生在笔记本上认真记录：升华：物质由固态直接变为气态的现象（吸热）。凝华：物质由气态直接变为固态的现象（放热）。“升华和凝华最大的特点是"直接"——不经过液态中间状态。”“升华吸热、凝华放热，这跟熔化吸热、凝固放热、汽化吸热、液化放热的规律是一致的！”学生总结：“固态→液态→气态方向的变化（熔化、汽化、升华）都吸热，”“气态→液态→固态方向的变化（液化、凝固、凝华）都放热。” 【知识点】升华定义：物质由固态直接变为气态的现象，升华需要吸热。凝华定义：物质由气态直接变为固态的现象，凝华需要放热。关键特征：不经过液态中间状态，是固态和气态之间的直接转化。 【重点强调】升华和凝华定义中的"直接"二字是理解的关键："直接"意味着物质在变化过程中不经过液态。很多学生容易认为"固态必须先熔化变成液态，再汽化变成气态"，但碘的实验证明了固态可以直接变成气态，不需要经过液态。请将"直接"二字圈起来，这是升华和凝华区别于其他四种物态变化的核心特征。 【设计意图】通过碘的物态变化实验，让学生亲历"观察→分析→推理→得出结论"的完整探究过程，用实验事实纠正"固态必须先熔化再汽化"的错误前概念。实验中热水浴加热的设计（避免温度超过熔点）是一个巧妙的控制变量设计，让学生体会科学实验设计的严谨性。 【理解要点】升华和凝华概念的理解要点：1."直接"是核心关键词——升华和凝华都是固态和气态之间的直接转化，不经过液态中间状态；2.升华吸热、凝华放热，与熔化吸热、汽化吸热、凝固放热、液化放热的规律完全一致；3.记忆技巧：固态→液态→气态方向的变化都吸热（熔化、汽化、升华），气态→液态→固态方向的变化都放热（液化、凝固、凝华）；4.碘实验之所以用热水浴加热，是因为热水温度不超过100℃，低于碘的熔点约113.5℃，确保碘不会熔化，从而验证固态和气态之间的"直接"转化关系。 【过渡语】通过碘的实验，我们证实了升华和凝华是真实存在的物态变化过程。那么，在我们的日常生活中，有哪些现象属于升华？有哪些现象属于凝华呢？让我们一起来看看生活中的升华和凝华现象。 （三）知识点二：生活中的升华现象（6分钟） 1. 樟脑球变小（2分钟） 【教师活动】同学们，请大家看大屏幕。很多家庭在衣柜里放樟脑球（也称卫生球）来防虫防蛀，但过了一段时间，樟脑球会明显变小甚至消失。大家想一想，樟脑球变小是熔化了吗？没有！樟脑球没有变成液体流出来，而是慢慢变小，最后消失了。这是典型的升华现象——固态樟脑球直接变成了气态樟脑，扩散到空气中去了。 樟脑球变小——固态樟脑直接升华为气态樟脑 【学生活动】学生结合生活经验讨论：“我家衣柜里的樟脑球确实越来越小，没有看到液体，原来是这样直接升华了。”“樟脑球变小是因为樟脑分子从固体表面直接变成了气体分子跑掉了。”“这个过程和碘的升华原理是一样的，都是固态直接变气态！”学生在笔记本上记录：樟脑球变小——升华（固态→气态）。 【知识点】樟脑球变小（消失）：固态樟脑→气态樟脑，属于升华现象。特点：樟脑球没有熔化，没有液体出现，直接变为气体扩散到空气中。 2. 冰冻衣服晾干（2分钟） 【教师活动】同学们，大家有没有注意过这样一个现象：冬天在北方，气温降到零下十几度，洗好的衣服晾在外面，衣服上的水已经结成了冰，但过几天衣服还是干了。冰是固态的，它没有熔化——因为温度一直在零度以下，但冰却直接变成了水蒸气跑掉了！这是冰的升华现象——固态冰直接变成了气态水蒸气。 冰冻衣服晾干——固态冰直接升华为水蒸气 冰的升华——零下温度下冰直接变为水蒸气 【学生活动】学生惊讶地讨论：“原来冰在零度以下也能变成水蒸气！我还以为冰必须先熔化成水才能蒸发呢。”“这说明升华可以在任何温度下发生，只要有固体，它就会升华。”“冬天晾衣服，衣服上的冰直接升华变成水蒸气，和樟脑球升华是一样的原理。”学生在笔记本上记录：冰冻衣服晾干——冰的升华（固态冰→气态水蒸气）。 【知识点】冰冻衣服晾干：固态冰→气态水蒸气，属于升华现象。说明升华可以在低温下发生，不需要高温条件。温度越低，升华速度越慢，但仍会发生。 【易错提示】关于冰冻衣服晾干的常见错误：1.错误认为"冰必须先熔化成水，再蒸干"——实际上温度在零下，冰没有熔化，是直接升华了；2.错误认为"升华需要高温"——升华可以在任何温度下发生，温度越高升华越快，但低温下升华也在进行（只是速度慢）；3.蒸发和升华的区别：蒸发是液态→气态，升华是固态→气态。冰冻衣服晾干是升华（冰是固态），不是蒸发。 3. 钨丝升华（1分钟） 【教师活动】同学们，白炽灯泡用久了，玻璃内壁会变黑，这是为什么？先告诉大家灯泡里的钨丝在高温下会升华——固态钨直接变成气态钨蒸气。钨蒸气在灯泡玻璃内壁上遇冷，又会凝华——气态钨直接变成固态钨附着在玻璃上。所以灯泡变黑，既包含了升华过程，也包含了凝华过程。后面我们讲到凝华时，还会再详细讲解这个例子。 【学生活动】学生思考：“灯泡里的钨丝是固体，高温下直接变成了钨蒸气，这是升华。”“钨蒸气跑到玻璃内壁上，又变回了固体钨，这就是凝华。”学生在笔记本上记录：钨丝升华——固态钨→气态钨蒸气（高温）。 【知识点】钨丝升华：灯泡中钨丝在高温下，固态钨直接升华为气态钨蒸气。钨蒸气再在玻璃内壁上凝华，形成固态钨颗粒，使玻璃变黑。 【设计意图】以樟脑球变小、冰冻衣服晾干、钨丝升华三个生活实例，帮助学生将抽象的升华概念与具体的生活经验联系起来，加深对"固态直接变气态"的理解。三个例子分别对应室温升华、低温升华和高温升华，让学生认识到升华可以在各种温度条件下发生。 【过渡语】通过刚才的学习，我们认识了三种升华现象：樟脑球变小、冰冻衣服晾干和钨丝升华。升华是固态直接变气态（吸热）。那么，反过来——气态直接变固态的凝华，在生活中又有哪些现象呢？让我们继续探究。 （四）知识点三：生活中的凝华现象（6分钟） 1. 霜的形成（1.5分钟） 【教师活动】同学们，霜是秋末至春初常见的自然现象。当地面附近的空气温度降到霜点以下时，空气中的水蒸气直接凝华成白色冰晶，附着在地面、植物或物体表面。注意：霜是水蒸气直接凝华形成的，不是水滴结冰形成的。水蒸气是气态，直接变成固态冰晶——这就是凝华。 【学生活动】学生思考并讨论：“霜是水蒸气直接变成的冰晶，没有经过液态水这个阶段，所以是凝华。”“这和冬天呼出的水蒸气在窗户上结的冰花是一个道理——都是气态直接变固态。”学生在笔记本上记录：霜——水蒸气遇冷凝华成冰晶（气态→固态，放热）。 2. 雾凇的形成（1.5分钟） 【教师活动】雾凇是一种非常美丽的自然景观，常见于北方冬季。雾凇是低温时空气中水汽直接凝华，或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物。大家看大屏幕上的雾凇图片，树枝上挂满了白色的冰晶，这些冰晶是水蒸气直接凝华形成的，而不是雪落在树枝上形成的。 雾凇——水蒸气在树枝上凝华成的冰晶 雾凇景观——低温时水汽直接凝华 【学生活动】学生被雾凇美景吸引，积极讨论：“雾凇太美了！原来它是水蒸气直接凝华形成的，不是下雪后落在树枝上的。”“雾凇的形成需要低温高湿的条件，水蒸气碰到冰冷的树枝直接凝华成冰晶。”学生在笔记本上记录：雾凇——水蒸气凝华（气态→固态，放热）。 3. 冰花的形成（1.5分钟） 【教师活动】冬天，我们经常看到窗户玻璃上结着美丽的冰花，这些冰花也是凝华形成的。室内温暖的水蒸气遇到冰冷的玻璃窗，直接在玻璃表面凝华成小冰晶，这些小冰晶在平滑表面凝结成冰片，形成各种美丽的花纹。 窗户上的冰花——水蒸气遇冷玻璃直接凝华 冰花——水蒸气在平滑玻璃表面凝华成冰片 【学生活动】学生结合生活经验讨论：“冬天我家窗户上也有冰花，是水蒸气直接变成的冰，没有水珠出现。”“冰花只在窗户内侧形成，因为室内的水蒸气遇到冷玻璃才凝华。”学生在笔记本上记录：冰花——水蒸气遇冷玻璃凝华（气态→固态，放热）。 4. 雪的形成（1.5分钟） 【教师活动】雪是大气中的水蒸气直接凝华或水滴直接凝固而成的。当高空温度很低时，水蒸气可以直接凝华成微小的冰晶，这些冰晶聚集在一起形成雪花，降落下来就是雪。注意：雪的形成有两种方式——水蒸气直接凝华成冰晶，或者小水滴凝固成冰晶。但凝华是雪形成的主要方式。 雪——大气中水蒸气凝华而成的冰晶 【学生活动】学生讨论：“雪主要是水蒸气凝华形成的，这和霜的原理一样，只是霜在地面，雪在云中。”“雪花是六角形的冰晶，这种美丽的形状就是凝华时水分子规则排列形成的。”学生在笔记本上记录：雪——水蒸气凝华（气态→固态，放热）。 【知识点】凝华现象总结：霜：水蒸气→冰晶（地面附近，凝华放热）；雾凇：水蒸气→冰晶（树枝等物体表面，凝华放热）；冰花：水蒸气→冰片（窗户玻璃表面，凝华放热）；雪：水蒸气→冰晶（高空云层中，凝华放热）。共同特征：都是水蒸气（气态）直接变为冰晶（固态），不经过液态水。 【判断技巧】判断凝华现象的关键技巧：1.看变化前后状态：变化前是气态（水蒸气），变化后是固态（冰晶），就是凝华；2.看有没有液态水出现：如果变化过程中没有出现液态水，就是凝华（直接）；3.常见凝华现象口诀："霜雾凇冰花雪灯泡黑"，都是凝华的典型例子；4.注意区分：霜（凝华）vs 露（液化）——霜是固态冰晶，露是液态水珠。 【设计意图】以霜、雾凇、冰花、雪四种自然现象为切入点，帮助学生建立凝华概念的感性认识，通过大量图片展示让学生直观感受凝华现象的美，激发学生对自然科学的兴趣。 【过渡语】通过刚才的学习，我们认识了霜、雾凇、冰花和雪四种凝华现象。升华和凝华不仅是自然现象，在生产和生活中也有广泛的应用。其中最具代表性的就是干冰——固体二氧化碳。干冰有哪些神奇的应用呢？让我们来一探究竟。 （五）知识点四：升华和凝华的应用——干冰（8分钟） 1. 干冰简介（1分钟） 【教师活动】干冰是固体二氧化碳（CO₂），它在大约-78.5℃的条件下存在。干冰有一个非常显著的特点——在常温下，它不经过液态，直接升华为二氧化碳气体，同时吸收大量的热量，使周围环境温度下降。干冰的这个特性被广泛应用于冷藏食物、舞台烟雾和人工降雨等领域。 干冰——固体二氧化碳（CO₂），-78.5℃ 【学生活动】学生在笔记本上记录：干冰（固体CO₂）：约-78.5℃存在，常温下直接升华，吸热致冷。“干冰升华就是固态CO₂直接变成气态CO₂，和碘的升华是一样的原理。” 2. 干冰应用一：冷藏食物（2分钟） 【教师活动】干冰的第一个重要应用是冷藏食物。干冰冷却的温度比冰低得多，可以产生约-78℃的低温，干冰直接升华为干燥低温的二氧化碳气体，不会像冰融化那样产生水，不会弄湿食物，冷藏效果非常好。因此，在运输需要低温保存的食品（如冰淇淋、冷冻海鲜）时，经常使用干冰作为制冷剂。 干冰冷藏食物——升华吸热产生-78℃低温 干冰运输冷冻食品——干燥低温，不产生水 【学生活动】学生讨论：“干冰比普通冰的制冷效果好太多了，-78℃比0℃低得多。”“干冰升华变成气体，不留水渍，比冰融化好。”“干冰升华吸热，这是升华吸热原理的实际应用。” 【知识点】干冰冷藏食物：干冰升华吸热（固态CO₂→气态CO₂），产生约-78℃低温，冷藏效果好，不产生水渍。 3. 干冰应用二：舞台烟雾（2分钟） 【教师活动】干冰的第二个重要应用是舞台烟雾效果。大型演出中，演员们在云雾中翩翩起舞，这些"云雾"是怎么产生的？干冰撒在舞台上，瞬间升华，吸收大量热量，使周围空气温度急剧下降，空气中的水蒸气遇冷液化成小水珠，或者凝华成小冰晶，这些小水珠和小冰晶悬浮在空气中，形成了我们看到的"烟雾"。请大家注意：舞台"烟雾"不是干冰变成的二氧化碳气体（CO₂是无色无味的），而是空气中的水蒸气遇冷液化或凝华形成的小水珠和小冰晶。 干冰舞台烟雾——干冰升华吸热，水蒸气液化成小水珠 【学生活动】学生被舞台烟雾的图片吸引，积极分析：“原来舞台烟雾不是干冰直接变成的，是水蒸气变成的！”“干冰升华吸热，周围空气变冷，水蒸气遇冷液化（形成小水珠）或凝华（形成小冰晶）。”“所以舞台烟雾包含了两个物态变化：干冰的升华和水蒸气的液化/凝华。”学生在笔记本上记录：干冰舞台烟雾：干冰升华（吸热）→空气降温→水蒸气液化（小水珠）+凝华（小冰晶）→"烟雾"。 【知识点】干冰舞台烟雾原理：干冰升华（固态CO₂→气态CO₂，吸热）→周围空气温度下降→水蒸气液化成小水珠（气态→液态）+凝华成小冰晶（气态→固态）→悬浮在空气中形成"烟雾"。 【易错提示】关于干冰舞台烟雾的常见错误：1.错误认为"烟雾就是干冰变成的CO₂气体"——CO₂是无色无味的气体，肉眼看不见，我们看到的"烟雾"是水蒸气液化/凝华形成的小水珠和小冰晶；2.错误认为"烟雾只有液化"——实际上既有液化（小水珠）也有凝华（小冰晶），因为干冰温度很低（-78℃），水蒸气可能直接凝华成冰晶；3.干冰在舞台烟雾中的角色是"制冷剂"——通过升华吸热降温，使水蒸气液化/凝华。 4. 干冰应用三：人工降雨（2分钟） 【教师活动】干冰的第三个重要应用是人工降雨。当天气干旱时，人们用飞机或火箭将干冰（或碘化银）撒入云层中，干冰在云层中升华，吸收大量热量，使云层温度急剧下降，云中的水蒸气液化成小水滴，或者凝华成小冰晶，小水滴和小冰晶不断增大，当它们增大到一定程度时，就降落下来形成降水。如果地面温度高于0℃，降落下来就是雨；如果地面温度低于0℃，降落下来就是雪。 人工降雨——干冰撒入云中升华吸热 人工降雨——水蒸气液化/凝华形成降水 人工降雨作业——飞机撒布干冰 【学生活动】学生讨论人工降雨原理：“人工降雨和舞台烟雾的原理是一样的：干冰升华吸热→降温→水蒸气液化/凝华。”“不同的是，人工降雨是在云层中进行的，舞台烟雾是在地面上进行的。”“干冰就是一种"制冷剂"，通过降温来促使水蒸气发生物态变化。”学生在笔记本上记录：人工降雨：干冰升华（吸热）→云层降温→水蒸气液化/凝华→小水滴/小冰晶增大→降水。 【知识点】人工降雨原理：干冰（或碘化银）撒入云中→升华吸热→云层温度下降→水蒸气液化成小水滴（或凝华成小冰晶）→小水滴/小冰晶不断增大→降落形成降水。 5. 实践拓展：自制"雾凇"实验（1分钟） 【教师活动】同学们，课后你们可以尝试做一个有趣的实验——自制"雾凇"。实验方法：在玻璃瓶中放入一些樟脑球粉末，插上松枝，然后加热瓶子底部，你会发现瓶内壁上出现类似冰花的小颗粒，松枝上也挂满了"霜"——这就是樟脑球粉末升华后又在瓶壁和松枝上凝华的结果。这个实验同时展示了升华和凝华两个过程，非常有趣！ 【学生活动】学生表现出浓厚兴趣：“这个实验太有趣了！樟脑球粉末加热升华，又在松枝上凝华，就像真的雾凇一样。”“回家后我要试试这个实验，看看能不能做出美丽的"雾凇"。” 【知识拓展】自制"雾凇"实验的原理：樟脑球粉末受热升华（固态→气态），樟脑蒸气在玻璃瓶内壁和松枝上遇冷凝华（气态→固态），形成白色固体颗粒，类似自然界中的雾凇。这个实验生动地展示了升华和凝华是互逆过程，也说明了升华和凝华不一定需要极端温度条件，樟脑球在不太高的温度下就能升华。注意：实验应在通风良好处进行，樟脑蒸气有刺激性气味。 【设计意图】通过干冰冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨三大应用，让学生体会物理知识在生产生活中的重要价值。干冰应用的分析需要学生综合运用升华、液化、凝华等多个物态变化概念，培养学生的综合分析能力。自制"雾凇"实验作为课后实践拓展，激发学生的动手实践兴趣，将课堂学习延伸到课外。 （六）课堂练习（6分钟） 【过渡语】同学们，通过今天的学习，我们掌握了升华和凝华的定义，认识了生活中的升华和凝华现象，了解了干冰的神奇应用。现在，让我们通过几道练习题来巩固所学的知识。 练习1：选择题——判断升华现象 【教师活动】请同学们完成第一道选择题。下列现象中，属于升华的是（ ） A. 卫生球变小 B. 室内玻璃上出现"冰花" C. 饮料瓶外出现水珠 D. 冬季屋檐下挂着冰挂 【学生活动】学生认真审题，逐项分析：“A选项——卫生球是固体，变小了，没有变成液体，是固态直接变气态，升华！”“B选项——冰花是水蒸气变成固态冰晶，是凝华，不是升华。”“C选项——饮料瓶外的水珠是水蒸气液化形成的，是液化，不是升华。”“D选项——冰挂是水结冰形成的，是凝固，不是升华。”学生得出结论：答案选A。 【判断技巧】判断物态变化的关键三步：第一步：确定变化前物质是什么状态（固态/液态/气态）；第二步：确定变化后物质是什么状态（固态/液态/气态）；第三步：根据状态变化确定物态变化类型。固态→气态：升华（吸热）；气态→固态：凝华（放热）。 练习2：选择题——判断凝华现象 【教师活动】请同学们完成第二道选择题。下列现象中，属于凝华的是（ ） A. 冰雪消融 B. 饮料罐"出汗" C. 草地上出现霜 D. 湖水结冰 【学生活动】学生逐项分析：“A选项——冰雪消融是固态冰变成液态水，是熔化，不是凝华。”“B选项——饮料罐"出汗"是水蒸气液化形成的水珠，是液化，不是凝华。”“C选项——霜是水蒸气直接变成固态冰晶，是凝华！”“D选项——湖水结冰是液态水变成固态冰，是凝固，不是凝华。”学生得出结论：答案选C。 【易错提示】凝华和凝固的区分是常考点：凝华：气态→固态（如霜、雾凇、冰花、雪）；凝固：液态→固态（如水结冰、冰挂）。关键区别：变化前是气态还是液态？霜是水蒸气（气态）变的，是凝华；冰是水（液态）变的，是凝固。 练习3：选择题——升华吸热应用 【教师活动】请同学们完成第三道选择题。下列事例中，利用升华吸热的是（ ） A. 天热时向地上洒水会感到凉快 B. 在饮料中加冰块会变得更凉 C. 运输食品时用干冰来降温防止食品变质 D. 游泳后上岸会感到冷 【学生活动】学生逐项分析：“A选项——洒水凉快是水蒸发吸热，蒸发是汽化的一种方式，不是升华。”“B选项——加冰块变凉是冰熔化吸热，是熔化，不是升华。”“C选项——干冰降温是干冰升华吸热，是升华！”“D选项——游泳后上岸冷是水蒸发吸热，是蒸发（汽化），不是升华。”学生得出结论：答案选C。 【知识点】升华吸热的应用：干冰升华吸热，用于冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨。注意区分：蒸发吸热（汽化）、熔化吸热、升华吸热——三者都吸热，但物态变化类型不同。 练习4：填空题——干冰舞台烟雾分析 【教师活动】请同学们完成第四道填空题。舞台上经常用喷撒干冰的方法来制造"云雾"效果，干冰直接________（填物态变化名称）为气态二氧化碳，同时________（选填"吸热"或"放热"），使周围空气温度下降，空气中的水蒸气遇冷________（填物态变化名称）成小水珠，这些小水珠悬浮在空气中，形成了我们看到的"云雾"。所以"云雾"实际上是________（选填"气态二氧化碳""水蒸气""小水珠"）。 【学生活动】学生认真分析每一个空：“第一空：干冰是固态CO₂，直接变成气态CO₂，不经过液态，是升华。”“第二空：升华过程需要吸热，所以填"吸热"。”“第三空：水蒸气遇冷变成小水珠，是气态变液态，是液化。”“第四空：云雾不是CO₂气体（无色无味看不见），也不是水蒸气（看不见），”“而是液化形成的小水珠，所以填"小水珠"。”学生得出结论：答案依次为"升华""吸热""液化""小水珠"。 【重点强调】这道题集中考查了干冰舞台烟雾的全部物态变化过程：1.干冰的升华（固态CO₂→气态CO₂，吸热）；2.水蒸气的液化（气态H₂O→液态H₂O小水珠，放热）；3.注意："云雾"是小水珠，不是CO₂气体，也不是水蒸气！CO₂和水蒸气都是无色无味的气体，肉眼看不见。我们能看到的"云雾"是液态的小水珠（也可能有少量凝华的小冰晶）。 【设计意图】四道练习题由浅入深：练习1考查升华判断，练习2考查凝华判断，练习3考查升华吸热的应用，练习4考查干冰舞台烟雾的完整物态变化分析。练习4是综合性最高的一道题，涵盖了升华、液化两种物态变化，以及"烟雾"本质的辨析，全面考查学生对干冰应用的理解。 （七）课堂小结（5分钟） 【过渡语】同学们，不知不觉我们已经完成了本节课的学习。今天，我们探究了固态和气态之间的直接转化——升华和凝华。现在，让我们一起来回顾今天学到的知识，将六种物态变化做一个完整的归纳总结。 【教师活动】请同学们合上笔记本，用自己的话回答以下问题：1.什么是升华？什么是凝华？它们分别需要吸热还是放热？2.碘的物态变化实验证明了什么？实验现象是什么？3.生活中哪些现象属于升华？哪些现象属于凝华？4.干冰有哪些重要应用？舞台烟雾的原理是什么？5.六种物态变化分别是什么？各需要吸热还是放热？ 【学生活动】学生总结回顾：升华是固态直接变气态（吸热），凝华是气态直接变固态（放热）。碘实验：加热固态碘→紫色碘蒸气（升华，无液态碘出现）；冷却碘蒸气→固态碘颗粒（凝华，无液态碘出现）。升华现象：樟脑球变小、冰冻衣服晾干、钨丝升华。凝华现象：霜、雾凇、冰花、雪、灯泡内壁变黑。干冰应用：冷藏食物（升华吸热制冷）、舞台烟雾（升华吸热→水蒸气液化）、人工降雨（升华吸热→水蒸气液化/凝华）。六种物态变化：熔化（固→液，吸热）、凝固（液→固，放热）、汽化（液→气，吸热）、液化（气→液，放热）、升华（固→气，吸热）、凝华（气→固，放热）。“凡是从固态→液态→气态方向的都吸热，凡是从气态→液态→固态方向的都放热！” 【教师活动】同学们总结得非常全面！今天我们从"固态和气态能否直接转化"这一核心问题出发，通过碘的物态变化实验，直观验证了升华和凝华的存在，认识了樟脑球变小、冰冻衣服晾干等升华现象，以及霜、雾凇、冰花、雪等凝华现象，还学习了干冰在冷藏食物、舞台烟雾和人工降雨中的重要应用。至此，我们已经学完了六种物态变化，形成了一个完整的知识体系：固态↔液态（熔化/凝固）、液态↔气态（汽化/液化）、固态↔气态（升华/凝华）。希望大家课后多观察生活中的物态变化现象，用今天学到的知识去解释它们，感受物理的魅力。 【知识点】本节知识总结：升华（固态→气态，吸热）：樟脑球变小、冰冻衣服晾干、钨丝升华。凝华（气态→固态，放热）：霜、雾凇、冰花、雪、灯泡内壁变黑。干冰应用：升华吸热→冷藏食物、舞台烟雾、人工降雨。六种物态变化完整体系：固态↔液态：熔化（吸热）/凝固（放热）；液态↔气态：汽化（吸热）/液化（放热）；固态↔气态：升华（吸热）/凝华（放热）。 【设计意图】通过"学生自主总结+教师补充完善"的方式，帮助学生梳理本节课的知识脉络，将升华和凝华与前面学过的四种物态变化进行系统整合，形成完整的六种物态变化知识框架，强化"吸热与放热"的规律——向能量增加方向（固→液→气）的变化都吸热，向能量减少方向（气→液→固）的变化都放热。 四、板书设计 1.4 升华和凝华 一、升华：固态→气态（吸热） 定义：固态直接变为气态 碘实验：固态碘→加热→紫色碘蒸气 无液态碘出现 现象：樟脑球变小、冰冻衣服晾干 钨丝升华 二、凝华：气态→固态（放热） 定义：气态直接变为固态 碘实验：碘蒸气→冷却→固态碘 现象：霜、雾凇、冰花、雪 灯泡内壁变黑 三、干冰（固体CO₂）的应用 性质：-78.5℃，常温升华 1.冷藏食物：升华吸热致冷 2.舞台烟雾：升华吸热→ 水蒸气液化（小水珠） 3.人工降雨：升华吸热→ 水蒸气液化/凝华→降水 四、六种物态变化总表 熔化（固→液，吸热） 凝固（液→固，放热） 汽化（液→气，吸热） 液化（气→液，放热） 升华（固→气，吸热） 凝华（气→固，放热） 规律：固→液→气吸热 气→液→固放热 五、课堂练习 练习1：A（卫生球变小=升华） 练习2：C（霜=凝华） 练习3：C（干冰降温=升华吸热） 练习4：升华、吸热、液化、小水珠 课题：北师大版 八年级上册 1.4 升华和凝华 五、教学反思 本节课以"固态和气态能否直接转化"为核心问题导入，是否有效激发了学生的探究兴趣？学生对樟脑球变小和冰花现象的生活经验是否被充分激活？ 碘的物态变化实验教学中，学生是否认真观察了实验现象？特别是"有没有液态碘出现"这一关键观察点，学生是否真正理解其重要性？ 碘实验中热水浴加热（而非酒精灯直接加热）的设计意图，学生是否理解？这一设计是否帮助学生理解了"科学实验需要控制变量"的方法论？ 升华和凝华定义中"直接"二字的强调是否到位？学生是否能够清晰区分"固态→液态→气态"的两步过程与"固态→气态"的一步直接过程？ 升华现象的教学中，樟脑球变小、冰冻衣服晾干、钨丝升华三个例子是否覆盖了室温、低温和高温三种升华条件？学生是否理解升华可以在各种温度下发生？ 凝华现象的教学中，霜、雾凇、冰花、雪四种自然现象是否帮助学生建立了对凝华的感性认识？学生能否区分凝华（气态→固态）和凝固（液态→固态）？ 凝华和凝固的区分是易错点，学生是否真正理解"霜（凝华）vs 冰（凝固）"的本质区别——变化前物质的状态不同？ 干冰的应用教学中，学生对舞台烟雾原理的理解是否到位？学生能否理清"干冰升华→降温→水蒸气液化/凝华→小水珠/小冰晶"的完整因果链？ 学生是否容易将"烟雾"误认为是CO₂气体？教师是否反复强调"CO₂气体看不见，烟雾是小水珠（液态）"这一关键点？ 人工降雨的教学是否与舞台烟雾进行了有效对比？学生是否理解两者原理相同（干冰升华吸热），只是应用场景不同？ 四道练习题的完成情况如何？练习4（干冰舞台烟雾填空题）的综合性较强，学生能否完整回答四个空？错误主要集中在哪些空？ 整体教学时间分配（4+10+6+6+8+6+5=45分钟）是否合理？碘实验环节的时间是否充足？干冰应用环节是否因为内容丰富而超时？ 六种物态变化的系统总结是否有效？学生是否能够独立填写六种物态变化的总表？"向能量增加方向吸热、向能量减少方向放热"的规律是否被学生接受？ 课后实践拓展（自制"雾凇"实验）是否激发了学生的兴趣？是否有学生表示课后愿意尝试这一实验？ 学科网（北京）股份有限公司 $