3.4 升华和凝华（教学设计）2026-2027学年人教版物理八年级上册

3.4升华和凝华(教学设计) 一、教材分析 本节课是人教版2024八年级物理上册第三章《物态变化》的第四节。新教材在学生已学熔化与凝固、汽化与液化的基础上,聚焦固态与气态的直接物态变化,核心内容包括升华与凝华的概念、吸放热规律,以及自然界的水循环。教材以碘的经典演示实验建立升华、凝华的直观认知,再通过自然界的水循环整合全章六种物态变化,将物理规律与自然现象深度结合,形成“概念—规律—综合应用”的完整认知链条。 本节课既是对前几节物态变化知识的补充完善,也是热学知识与自然生活的融合载体,对帮助学生构建完整的三态变化知识体系、培养用物理视角解释自然现象的能力具有重要作用。 二、学情分析 八年级学生已系统掌握熔化、凝固、汽化、液化四种物态变化的规律,具备基本的物态变化判断能力,对雨、雪、霜等自然现象有丰富的生活感知。 但学生的认知存在明显局限:一是存在思维定式,普遍认为固态变气态必须先经过液态,对“直接转化”缺乏直观认知;二是现象辨析易错,容易将霜、雪的形成误认为是凝固现象,无法识别其中的凝华过程;三是对水循环的认知仅停留在“水的循环流动”层面,不能系统梳理其中的物态变化与吸放热规律。本节课通过演示实验、现象辨析、体系梳理等形式,帮助学生突破认知误区,建立完整的物态变化认知。 三、教学目标 (一)物理观念 1.知道升华和凝华是固态与气态之间直接发生的物态变化过程,能准确判断生活与自然中的升华、凝华现象。 2.掌握升华吸热、凝华放热的规律,能结合规律解释相关自然现象。 3.能梳理自然界水循环中的物态变化过程,建立六种物态变化的完整认知体系。 (二)科学思维 1.通过对比升华与“熔化+汽化”的区别,强化“直接转化”的本质认知,培养对比辨析与逻辑推理能力。 2.通过分析水循环中的各环节物态变化,培养综合分析与体系建构能力。 (三)科学探究 1.观察碘的升华与凝华演示实验,描述实验现象,推导物态变化的本质,提升实验观察与现象分析能力。 2.通过对水循环现象的讨论辨析,提升运用物态变化规律解释自然问题的能力。 (四)科学态度与责任 1.体会物态变化规律在自然界中的普遍存在,感受物理知识解释自然现象的价值。 2.通过水循环的学习,树立水资源保护意识,建立事物普遍联系的辩证观念。 四、教学重难点 (一)教学重点 1.升华和凝华的概念与“直接转化”的本质; 2.升华吸热、凝华放热的规律; 3.自然界水循环中的物态变化分析。 (二)教学难点 1.升华、凝华与其他物态变化的辨析; 2.水循环中凝华、升华环节的识别与原理分析。 五、教学准备 (一)教师准备 多媒体课件(含碘升华凝华实验视频、水循环动画、自然现象图片)、碘升华凝华演示装置(带塞烧瓶、碘粒、热水烧杯、冷水烧杯)、樟脑丸、六种物态变化体系图、水循环示意图。 (二)学生准备 复习熔化、凝固、汽化、液化四种物态变化的概念与吸放热规律;课前观察生活中的升华、凝华现象。 六、教学过程 (一)自然情境导入,设疑激趣(5分钟) 教师活动: 1.呈现三组自然现象:①衣柜里的樟脑丸慢慢变小;②深秋草叶上的白霜;③高山上的积雪终年不化却逐渐减少。 2.提问引导:“这些现象中,物质分别在什么状态之间变化?是我们学过的熔化、汽化吗?” 学生回答后追问:“固态可以不经过液态直接变成气态吗?气态可以直接变成固态吗?自然界的水循环中,有没有这样的直接变化?” 3.引出课题:今天我们就学习固态与气态直接转化的物态变化——升华和凝华,并一起分析自然界水循环中的物态变化规律。 学生活动:观察自然现象,回顾已学物态变化知识,对“直接转化”产生疑问与探究兴趣。 设计意图:用熟悉的生活与自然现象激活旧知,以认知冲突引发探究欲望,自然衔接新概念与水循环综合应用。 (二)新知探究一:升华和凝华的概念(12分钟) 1.演示实验:碘的升华和凝华 教师介绍实验装置:密闭烧瓶底部有少量固态碘粒,将烧瓶分别放入热水和冷水中,观察碘的状态变化,提醒学生重点观察是否出现液态碘。 实验分步互动: ①升华过程:将烧瓶放入盛有热水的烧杯中,提问:“烧瓶里的固态碘有什么变化?有没有出现液态的碘?瓶内出现了什么?” 学生观察后回答:固态碘逐渐减少,没有出现液态碘,瓶内充满紫色的碘蒸气。 师生总结:物质从固态直接变为气态的物态变化过程,叫做升华。 ②凝华过程:将烧瓶从热水中取出,放入盛有冷水的烧杯中,提问:“紫色的碘蒸气有什么变化?烧瓶内壁上出现了什么?有没有液态碘?” 学生观察后回答:紫色蒸气逐渐消失,烧瓶内壁出现黑色的固态碘颗粒,没有出现液态碘。 师生总结:物质从气态直接变为固态的物态变化过程,叫做凝华。 2.概念本质辨析 教师提问:“升华和汽化都是物质变成气态,二者有什么本质区别?” 学生小组讨论后发言,师生共同明确: 升华是固态直接变成气态,不经过液态;汽化是液态变成气态。判断的关键是看变化是否跨越液态阶段。 (三)新知探究二:升华吸热凝华放热(8分钟) 教师设问:“实验中,碘升华需要放入热水中,碘凝华需要放入冷水中。这说明升华和凝华过程,分别需要吸热还是放热?” 学生结合实验现象推理,师生共同总结规律: 升华过程需要吸热; 凝华过程需要放热。 典型实例分析(共2例): 1.樟脑丸变小:固态樟脑丸不断升华吸热,直接变成气态分散在空气中,所以体积逐渐变小。 2.霜的形成:深秋夜晚气温骤降,地面附近空气中的水蒸气遇冷直接凝华成小冰晶,附着在草木上形成霜,凝华放热。 (四)新知探究三:自然界的水循环(12分钟) 1.情境引入 教师过渡:升华和凝华不仅发生在生活中,在自然界的水循环中也广泛存在。我们每天看到的雨、雪、云、霜,都是水循环中的物态变化现象。 2.动画探究 播放水循环完整动画,引导学生观察水在海洋、大气、陆地之间的状态变化,布置小组讨论任务: ①水循环中,水有哪些状态变化? ②各个环节分别对应哪种物态变化?吸热还是放热? ③哪些环节是固态和气态直接转化的升华、凝华过程? 学生活动:小组观看动画,结合全章物态变化知识讨论分析,梳理各环节的变化。 3.师生共同梳理水循环过程 结合水循环示意图,逐一分析各环节的物态变化: 1.蒸发汽化:海洋、湖泊中的水吸收太阳的热量,蒸发变成水蒸气上升到高空,属于汽化现象,吸热。 2.云的形成:水蒸气上升到高空遇冷,温度降低,有的液化成小水滴,有的直接凝华成小冰晶,大量小水滴和小冰晶聚集形成云。 3.降雨:云中的小冰晶聚集变大,下落过程中遇到暖气流熔化成小水滴,与原来的小水滴一起落到地面,形成雨,熔化过程吸热。 4.降霜降雪:冬天夜晚气温很低,地面附近的水蒸气直接凝华成小冰晶形成霜;高空的水蒸气直接凝华成小冰晶落到地面,就是雪,凝华过程放热。 5.积雪升华:寒冷地区的积雪,即使温度低于0 ,也会慢慢变少,是因为雪直接升华成水蒸气,升华吸热。 教师强调:水循环是六种物态变化的综合体现,其中升华和凝华是固态与气态直接转化的环节,是水循环中不可或缺的部分。 (五)课堂小结,体系构建(2分钟) 师生以问答形式梳理核心知识: 师:固态直接变成气态叫什么?吸热还是放热? 生:升华,吸热。 师:气态直接变成固态叫什么?吸热还是放热? 生:凝华,放热。 师:自然界的水循环中,哪些环节是升华和凝华? 生:积雪升华、霜和雪的形成是凝华。 (六)当堂检测,反馈巩固(1分钟) 见导学案。 七、板书设计 3.4升华和凝华 一、升华 1.定义:固态 气态(直接,不经过液态) 2.规律:升华吸热 3.实例:樟脑丸变小 二、凝华 1.定义:气态 固态(直接,不经过液态) 2.规律:凝华放热 3.实例:霜的形成 三、自然界的水循环 1.汽化(蒸发):水 水蒸气,吸热 2.液化/凝华:水蒸气 小水滴/小冰晶(云),放热 3.熔化:小冰晶 雨滴,吸热 4.凝华:水蒸气 霜/雪,放热 5.升华:积雪 水蒸气,吸热 八、教学反思 本节课以碘的经典演示实验建立直观认知,结合自然现象与水循环综合应用,帮助学生掌握升华凝华的概念与规律,系统梳理了水循环中的物态变化,基本达成核心素养目标。课堂中实验现象鲜明,有效突破了“必须经过液态”的思维定式,水循环的梳理帮助学生构建了完整的物态变化体系。但部分学生对复杂自然现象的辨析仍易出错,对雪、霜的形成过程描述不够准确。后续可增加自然现象辨析专项练习,结合本地气候实例深化应用,进一步提升学生的知识迁移与体系思维能力。 1 学科网(北京)股份有限公司 $