四、升华和凝华（教学设计）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“升华和凝华”核心知识点，通过樟脑丸变小、舞台云雾、冰冻衣服变干等生活情境制造认知冲突，引导学生从已学的固态-液态、液态-气态转化过渡到固态-气态直接转化，搭建新旧知识联系的学习支架。 资料亮点在于以“碘锤”实验为核心，让学生直观观察固态碘直接升华成气态、气态碘直接凝华成固态的过程，强化“直接转化”概念。结合干冰制冷、人工降雨等实例，培养科学探究能力和物理观念，帮助学生构建完整物态变化知识体系，提升教师教学效率与学生应用能力。

四、升华和凝华（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 四、升华和凝华 教学 目标 物理观念 知道升华和凝华的概念，知道升华吸热、凝华放热；能识别生活中的升华和凝华现象，能用物态变化知识解释生活中的自然现象。 科学思维 通过分析日常生活中的升华、凝华现象，培养运用物理知识分析、解决实际问题的能力；通过对比物态变化的六种形式，形成完整的物态变化知识体系。 科学探究 经历观察“碘锤”中物态变化的实验过程，培养实验观察能力和分析归纳能力。 科学态度 与责任 激发对自然现象的好奇心和探究欲望，养成实事求是的科学态度；关注升华和凝华现象在生活和生产中的应用，增强将物理知识应用于实际的意识。 教材 分析 《升华和凝华》是苏科版（2024）物理八年级上册第四章《物态变化》的第四节内容。本节是物态变化知识的最后一部分，也是学生系统认识“固态与气态直接相互转化”的关键一节。 教材从生活中的常见现象（如樟脑丸变小、霜的形成等）入手，通过“碘的升华和凝华”这一核心实验，引导学生通过观察和推理得出升华与凝华的概念及吸放热特点。教材还通过人工降雨、舞台烟雾、干冰制冷等实例，将物理知识与生产生活和现代科技紧密联系。 学情分析 通过前三节的学习，学生已掌握了熔化、凝固、汽化、液化的概念及吸放热特点，能熟练使用温度计，对酒精灯的操作也已基本熟悉。但学生对“固态与气态直接转化”缺乏概念——他们习惯于认为“固态→液态→气态”是物态变化的唯一路径，对“跳过液态”的转化方式感到陌生。 经过前几节的学习和实验训练，学生的实验操作能力、数据记录能力和小组合作能力均有了一定提升。但“碘的升华和凝华”实验需要观察“固态直接变气态”和“气态直接变固态”的过程，对学生的观察力和归纳概括能力要求较高。学生对物态变化中“直接”二字的理解仍需要教师引导。 教学重点 1. 升华和凝华的概念及其吸放热特点。 2. 识别并解释生活中的升华和凝华现象。 教学难点 1. 区分“先熔化后汽化”与“直接升华”的区别。 2. 运用物态变化知识解释复杂的自然现象。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 1. 创设情境，制造认知冲突 情境①——变小的樟脑丸：展示衣柜中放置已久的樟脑丸（实物或图片）。 提问：“同学们，衣柜里的樟脑丸是用来防虫的。过了一段时间，樟脑丸变小甚至消失了。可是，衣柜里并没有液体流出来，樟脑丸也没有熔化成水。它到哪里去了？” 情境②——舞台上的“云雾” ：播放舞台演出中“云雾缭绕”效果的视频或展示图片。 提问：“舞台上的白雾是怎么产生的？这些白雾是水蒸气吗？干冰发生了什么变化？” 情境③——冬天冰冻的衣服：展示冬天在室外晾晒的湿衣服结冰后变干的图片。 提问：“冬天温度在0℃以下，衣服上的冰没有熔化成水，为什么衣服却变干了？” 2. 引发思考，揭示课题 追问：“在前三节中，我们学习了固态↔液态（熔化和凝固）、液态↔气态（汽化和液化）的相互转化。那么，固态和气态之间能不能直接转化呢？” “今天我们就来一起探究——固态与气态之间的直接转化：升华和凝华。” 【设计意图】利用生活常见但容易误解的现象制造认知冲突——樟脑丸“消失”却没有变成液体、冰冻的衣服“变干”却没有经过熔化——激发学生的好奇心和探究欲望，引导学生从熟悉的“三态两两转化”进入“跨态直接转化”的新认知领域。 观察图片和视频，思考并尝试回答老师提出的问题，分享自己的猜想。 学习新课 升华和凝华 1. 升华的概念 实验：碘的升华（演示实验） 实验装置：在烧瓶中放入少量碘颗粒，用酒精灯微微加热（或放入热水中加热）。 实验操作： 将少量紫黑色的碘颗粒放入烧瓶底 用热水浴缓缓加热 让学生观察烧瓶内发生的变化 观察与提问： “加热前，碘是什么状态？”（固态，紫黑色颗粒） “加热后，你看到了什么？”（烧瓶内充满紫色的气体） “有没有看到液态的碘出现？”（没有——碘直接从固态变成了气态） 讲解：像碘这样，物质从固态直接变成气态的过程叫作升华。升华需要吸热。 强调：升华的关键词是“直接”——不经过液态。碘蒸气是气态的碘，不是“烟”也不是“雾”。 2. 生活中的升华现象 引导学生列举生活中的升华现象： 樟脑丸变小：固态樟脑直接变成气态，散发到空气中 冰冻的衣服变干：固态冰在0℃以下直接变成水蒸气 干冰的升华：固态二氧化碳（干冰）在常温下直接变成二氧化碳气体 3. 凝华的概念 实验：碘的凝华（接续碘的升华实验） 实验操作：在碘的升华实验后，停止加热，在烧瓶上方放一块冷玻璃片（或用冷水冷却烧瓶上部）。 观察与提问： “停止加热后，烧瓶内紫色的碘蒸气发生了什么变化？” “烧瓶内壁上出现了什么？”（紫黑色的碘颗粒） “有没有经过液态？”（没有——碘蒸气直接变成了固态碘） 讲解：像碘蒸气这样，物质从气态直接变成固态的过程叫作凝华。凝华需要放热。 强调：凝华的关键词同样是“直接”——不经过液态。 4. 生活中的凝华现象 引导学生列举生活中的凝华现象： 霜的形成：冬夜，空气中的水蒸气在温度降到0℃以下时，直接凝华成小冰晶附着在地面、植物上 雾凇：水蒸气在树枝上直接凝华成白色冰晶 窗花：冬天窗户玻璃上的冰花——室内水蒸气遇到冷玻璃直接凝华成冰晶 【设计意图】通过完整的实验探究过程，让学生亲身体验科学探究的方法。通过对比冰和石蜡的熔化图像，直观地展示晶体和非晶体的区别。通过“水浴法”的运用，渗透实验设计的科学方法。通过分工合作，培养团队协作精神。 三、晶体和非晶体 1. 晶体的概念 讲解：像冰那样，在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不变，即具有固定的熔化温度的固体，叫作晶体。 常见晶体：海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、萘、各种金属。 2. 非晶体的概念 讲解：像石蜡（蜂蜡）那样，在熔化过程中只要不断吸热，温度就会不断升高，即没有确定的熔化温度的固体，叫作非晶体。 常见非晶体：松香、玻璃、蜂蜡、沥青。 四、熔点和凝固点 1. 晶体熔化时的温度叫作熔点。 2. 晶体凝固时也有确定的温度，这个温度叫作凝固点。同种晶体的熔点和凝固点相同。 3. 晶体的熔化条件 讲解：晶体熔化需要同时满足两个条件： ① 温度达到熔点 ② 继续吸热 4. 晶体凝固的条件 讲解：晶体凝固需要同时满足两个条件： ① 温度达到凝固点 ② 继续放热 【设计意图】通过碘的升华实验，让学生亲眼看到“固态→气态”的直接转化，建立升华的直观认识。通过碘的升华和凝华连续实验，让学生在一个实验装置中完整地看到“固态→气态→固态”的往返变化过程。通过“逆向思维”的提问，培养学生的推理能力。通过霜、雾凇等自然现象的讲解，将物理知识与自然景观相联系，激发学生对大自然的热爱。 【例题1】密封的锥形玻璃泡内有少量碘颗粒，如图所示，用电吹风加热玻璃泡，玻璃泡内碘颗粒逐渐消失、同时出现紫红色碘蒸气，这是_____（填物态变化名称）过程，需要_____热量，停止加热，碘蒸气逐渐消失、同时出现碘颗粒，这是_____（填物态变化名称）过程。 【答案】 升华 吸收 凝华 【例题2】用干冰（固态二氧化碳）进行人工降雨，干冰在云层中发生的物态变化是（     ） A．熔化 B．汽化 C．升华 D．凝华 【答案】C 【例题3】冬天，北方窗户玻璃上的“冰花”是在玻璃的（     ） A．内侧，由水蒸气凝华形成 B．外侧，由水蒸气凝华形成 C．内侧，由水凝固形成 D．外侧，由水凝固形成 【答案】A 观察碘的升华实验，记录实验现象。 列举生活中的升华现象。 观察碘的凝华实验，记录实验现象。 列举生活中的凝华现象。 课堂练习 1．如图所示，将冰块放于易拉罐中并加入适量的盐。筷子搅拌大约30 s后，用温度计测量罐中混合物的温度，其示数低于0℃，此时观察易拉罐的下部和底部，发现有白霜生成。这是因为加盐使冰的熔点______（升高/降低/不变），空气中的水蒸气______（填物态变化名称）形成白霜，水蒸气发生该物态变化需要______（吸/放）热。 【答案】 降低 凝华 放 【详解】在标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃，向冰中加盐，用温度计测量罐中混合物的温度低于0℃，说明加盐使冰的熔点降低了；霜是水蒸气遇冷凝华成的小冰晶，凝华放热。 2．在A、B两支相同的试管分别装入适量干冰（固态二氧化碳）和冰块，在试管口套上气球，A试管上气球很快鼓起来，外壁出现霜；B试管底部外壁出现露。气球鼓起是由于干冰_________（填物态变化名称，下同）形成大量二氧化碳气体，霜是由于_________形成，露的形成需要_________热。 【答案】 升华 凝华 放 【详解】[1][2]干冰常温下易升华，产生大量的二氧化碳气体；干冰在升华过程中吸收周围的热量，空气中的水蒸气遇冷形成的小冰晶（霜），属于凝华现象。 [3]露是空气中的水蒸气遇冷形成的小水珠，属于液化现象，液化要放热。 3．干冰具有很好的制冷作用，可用来人工降水，如图是制取干冰，在高空播撒，形成降水的过程。 (1)过程①需要 _______（选填“吸热”“放热”）； (2)过程②、③、④的物态变化名称分别是 _______、_______、_______； (3)气体A是 _________，气体B是 ________（均选填“空气”“水蒸气”“二氧化碳”）。 【答案】(1)放热 (2) 升华 凝固 凝华 (3) 二氧化碳 水蒸气 【详解】（1）干冰是固态的二氧化碳，吸热升华可变成气态，气态再加压、降温可凝华成固态。过程①是二氧化碳气体直接变成固态的干冰，是凝华现象，需要放热。 （2）[1][2][3]过程②是干冰发生升华现象③是小水滴凝固成小冰晶④是水蒸气凝华成小冰晶。 （3）[1][2]由上述分析可知，过程②中固态的干冰升华为气态的二氧化碳，因此气体A是二氧化碳，过程④是水蒸气凝华成小冰晶，则气体B是水蒸气。 4．真空冷冻干燥食品现如今已经走进大众生活，其制作的核心环节是将冻结后的食品放入真空腔室，抽真空使冰直接跳过液态，变为水蒸气。下列与其原理相同的是（    ） A．壶嘴吐“白气” B．樟脑丸“变小” C．河面出现薄冰 D．汗水被风吹干 【答案】B 【详解】题中真空冷冻干燥的原理是冰直接由固态变为气态，这一过程属于升华； A．壶嘴的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，水蒸气由气态变为液态，属于液化，故A不符合题意； B．樟脑丸“变小”是樟脑丸由固态直接变为气态，属于升华，与真空冷冻干燥的原理相同，故B符合题意； C．河面出现薄冰，是水由液态变为固态，属于凝固，故C不符合题意； D．汗水被风吹干，是汗水由液态变为气态，属于汽化，故D不符合题意。 故选B。 5．如图所示，从冰箱冷冻室取出的杨梅，一会儿表面就出现了一层白霜，白霜的形成属于物态变化中的（　　） A．凝华 B．凝固 C．液化 D．升华 【答案】A 【详解】白霜是空气中的水蒸气遇到温度低的杨梅凝华成的小冰晶，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．已知碘的熔点为，酒精灯外焰的温度约。如图所示，密封的锤形玻璃泡内装有少量碘颗粒，为了能较快地观察到碘的升华现象、又要防止碘熔化，下列加热方式中合适的是（    ） A．放入冰水混合物中 B．置于常温下的空气中 C．浸入正在沸腾的水中 D．用酒精灯外焰加热 【答案】C 【详解】AB．将被密封的碘颗粒放入冰水混合物或在常温下观察碘升华，速度太慢，效果不明显，故AB不符合题意。 CD．酒精灯火焰温度高于碘的熔点和沸点，这样碘容易发生熔化和沸腾现象，不利于研究碘的升华；浸入正在沸腾的水中，水的沸点低于碘的熔点，碘不会发生熔化现象，但是可以发生升华现象，所以浸入正在沸腾的水中可以确保碘不会熔化，又能加快碘的升华，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 板书设计 四、升华和凝华 一、升华 1. 定义：物质从固态直接变成气态（不经过液态） 2. 特点：吸热 3. 实例：樟脑丸变小、冰冻衣服变干、干冰升华、钨丝升华 二、凝华 1. 定义：物质从气态直接变成固态（不经过液态） 2. 特点：放热 3. 实例：霜、雾凇、窗花、雪的形成 ※ 升华和凝华的关键：直接（不经过液态） ※ 水蒸气是无色气体；“白气”是液态小水珠 教学反思 本节作为《物态变化》单元物态变化核心内容之一，较好地完成了引导学生认识升华和凝华这两种“固态与气态直接转化”的教学目标。学生在碘的升华和凝华实验中直观地看到了“跳过液态”的物态变化，建立了“直接”转化的核心概念。通过对六种物态变化的系统整合，学生构建了完整的“三态六变”知识框架。后续教学中将继续注重实验安全与概念建构的结合，通过更多生活实例和微观解释，帮助学生深入理解升华和凝华的本质及其在生活和科技中的应用。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $