3.4 升华和凝华 教学设计-2026-2027学年人教版物理八年级上学期

《第4节 升华和凝华》教学设计 【教材分析】 本节内容选自人教版八年级物理上册第三章《物态变化》第4节，是继熔化、凝固、汽化、液化之后学习的最后两种物态变化。教材从生活现象入手，通过“衣柜中的樟脑丸变小消失”“冬天窗户上的冰花”“霜的形成”等典型事例，引导学生认识升华和凝华现象。本节内容既是对前几节物态变化知识的延续和补充，也是帮助学生完整建构六种物态变化知识体系的关键环节。教材注重从实验观察和生活实例出发，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念，同时为后续学习分子动理论等知识奠定感性基础。 【学情分析】 学生已学习了熔化、凝固、汽化、液化四种物态变化，对物态变化的基本概念和判断方法有了一定基础，知道物质在不同状态之间的转化需要吸热或放热。但八年级学生抽象思维能力尚在发展之中，对“固态与气态之间的直接转化”缺乏直观经验，容易混淆升华与汽化、凝华与凝固。此外，学生对“看不见”的气体变化过程理解存在困难，需要借助明显的实验现象和可视化手段辅助理解。教学中应充分利用演示实验和多媒体资源，降低认知难度，激发学习兴趣。 【教学目标】 物理观念： 1. 知道升华和凝华的概念，能识别生活中常见的升华和凝华现象。 2. 知道升华过程吸热、凝华过程放热，并能用其解释简单的实际问题。 科学思维： 1. 通过对比固态、液态、气态之间转化的关系，建构完整的物态变化知识体系。 2. 通过分析实验现象和生活实例，提升归纳推理和逻辑判断能力。 科学探究： 1. 经历碘的升华和凝华实验，学会观察实验现象、记录并描述物质状态变化的过程。 2. 能根据实验现象提出合理猜想，并尝试用实验验证。 科学态度与责任： 1. 通过了解人工降雨、舞台烟雾等科技应用，体会物理知识的实用价值。 2. 养成善于观察生活现象、勤于思考的科学态度，增强将物理知识应用于生活的意识。 【教学重难点】 教学重点： · 升华和凝华的概念及其识别。 · 升华吸热、凝华放热的规律。 教学难点： · 理解升华和凝华是固态与气态之间的直接转化，不经过液态。 · 用升华吸热、凝华放热解释生活中的相关现象。 【教学准备】 教师演示器材： 碘升华凝华演示器（碘锤）、酒精灯、石棉网、烧杯、热水、冷水、投影设备、多媒体课件。 辅助资源： 人工降雨视频、舞台烟雾效果视频、樟脑丸、干冰（如条件允许）、霜和雾凇的图片。 学生准备： 预习教材相关内容，回忆生活中冰雪变小、衣服晾干等现象。 【教学过程】 一、创设情境，导入新课（5分钟） 教师活动： 展示两幅图片：①衣柜中放置的樟脑丸，过一段时间后明显变小甚至消失；②冬天早晨窗户玻璃上出现的冰花。提问：“樟脑丸消失时变成了什么？冰花又是怎样形成的？这些现象中物质的状态发生了怎样的变化？” 学生活动： 观察图片，结合生活经验思考并尝试回答。部分学生可能认为樟脑丸“化了”“蒸发了”，教师暂不纠正，带着疑问进入新课。 设计意图： 利用学生熟悉但难以解释的现象制造认知冲突，激发探究欲望，为学习升华和凝华做好铺垫。 二、实验探究，认识升华和凝华（12分钟） 演示实验：碘的升华和凝华 教师出示碘锤（密封玻璃管中装有紫黑色碘颗粒），让学生观察碘的初始状态（固态、紫黑色颗粒）。将碘锤放入热水中（或置于酒精灯上方微微加热，注意用石棉网间接加热并控制温度），引导学生观察管内变化。 教师引导观察： “加热后，碘颗粒有没有变成液体？管内出现了什么颜色和状态？” 学生观察描述： 碘颗粒逐渐变小，管内充满紫红色气体，没有看到液态碘出现。停止加热后，紫红色气体逐渐消失，碘锤内壁上出现固态碘晶体。 师生归纳： 固态碘直接变成气态碘蒸气——升华；气态碘蒸气直接变成固态碘——凝华。强调“直接”二字，即不经过液态。 设计意图： 碘的升华凝华实验现象明显、操作安全，是认识这两种物态变化的经典实验。通过观察“没有液态出现”这一关键特征，帮助学生突破“直接转化”这一认知难点。 三、深化理解，建构知识体系（8分钟） 教师引导： 引导学生回顾已学的四种物态变化，结合本节所学，尝试用箭头图完整表示固态、液态、气态三者之间的六种转化关系。 学生活动： 在学案上画出物态变化关系图，标注各过程的名称及吸放热情况。请一名学生板演，其他学生补充完善。 师生共同总结： 物态变化 方向 吸/放热 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 教师追问： “为什么升华需要吸热、凝华会放热？”引导学生从分子运动角度初步理解：固态分子排列紧密，要挣脱束缚变成自由的气态分子需要获得能量。 设计意图： 通过绘制完整的物态变化关系图，帮助学生将零散知识系统化，形成结构化的认知框架，同时强化对升华吸热、凝华放热规律的理解。 四、联系生活，应用解释（10分钟） 教师出示生活实例，组织学生分析讨论： 实例1： 冬天冰冻的衣服也会慢慢变干。“冰没有化成水，衣服怎么干了？” 实例2： 冬天早晨的霜、窗户上的冰花是怎样形成的？ 实例3： 用久了的白炽灯泡内壁发黑，为什么？ 实例4： 人工降雨中干冰的作用是什么？（播放人工降雨视频片段） 学生分组讨论后汇报： · 实例1：冰直接升华成水蒸气——升华。 · 实例2：空气中的水蒸气遇冷直接变成固态的霜或冰花——凝华。 · 实例3：灯丝（钨）在高温下升华成钨蒸气，断电冷却后钨蒸气凝华在灯泡内壁上——先升华后凝华。 · 实例4：干冰（固态二氧化碳）在空气中升华吸热，使周围温度急剧降低，空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴或凝华成小冰晶，形成降雨。 教师补充： 舞台“烟雾”效果也是利用干冰升华吸热，使空气中的水蒸气液化形成大量小水滴，看起来像白雾。 设计意图： 通过多个贴近生活的实例，训练学生运用升华和凝华知识解释实际现象的能力，实现知识的迁移应用，同时体会物理知识的实用价值。 五、课堂小结与巩固练习（8分钟） 教师引导： 请学生用一句话分别概括升华和凝华，并说出判断依据。 学生总结： 升华——固态直接变气态，吸热；凝华——气态直接变固态，放热。判断关键：是否经过了液态。 巩固练习： 1. 下列现象中属于升华的是（ ） A. 夏天冰棍冒“白气”　B. 冬天冰冻的衣服变干　C. 秋天早晨草叶上的露珠　D. 春天冰雪消融 2. 3. 寒冷的冬天，教室窗户玻璃内侧出现冰花，这一过程属于（ ） A. 凝固　B. 液化　C. 凝华　D. 升华 4. 5. 请用物态变化知识解释：为什么干冰可以用来冷藏食品？ 6. 学生独立完成，教师讲评。 设计意图： 通过精炼总结巩固核心知识，通过分层练习检验学习效果，及时反馈矫正。 六、课后拓展（2分钟） 布置课后任务：观察并记录一周内你发现的生活中的升华或凝华现象，尝试用所学知识解释，下节课分享交流。 设计意图： 将课堂学习延伸到课外，培养学生持续观察和思考的习惯，深化物理与生活的联系。 【板书设计】 第4节 升华和凝华 一、升华和凝华 升华：固态 → 气态（直接） 吸热 凝华：气态 → 固态（直接） 放热 二、物态变化关系图（六种） 汽化（吸热） 液态 ─────────→ 气态 ↑ ←──────── │ │ 液化（放热） │ 熔化 │ │ 升华 （吸热）│ │（吸热） │ ↓ 固态 ←──────── 气态 凝华（放热） 三、生活中的升华和凝华 升华：樟脑丸变小、冰冻衣服变干、灯丝变细 凝华：霜、冰花、灯泡内壁发黑、雾凇 学科网（北京）股份有限公司 $