苏科版物理八年级上册《升华和凝华》教学设计

李晓刚

(江苏省盱眙县第一中学,江苏　淮安　211700)



苏科版物理八年级上册《升华和凝华》教学设计

李晓刚

(江苏省盱眙县第一中学,江苏淮安211700)

摘要：为了帮助学生初步建立升华和凝华概念,在教学中可以引入对比实验,在对比中激发学生的认知冲突、引发学生研讨的兴趣,同时通过一系列问题的设置,帮助学生搭建思维脚手架,在层层递进中逐步理解相关概念、现象.

关键词：升华和凝华；实验对比；问题引导；教学设计

1设计思路

在“升华和凝华”的教学设计中，笔者引入放在纸巾上的冰和干冰的实验，冰和干冰的体积都在变小,其中冰熔化成水将纸巾打湿，而干冰体积变小，纸巾是干燥的，通过对两现象的对比,让学生认识到干冰的变化是不同于熔化的一种新的物态变化.结合“观察碘锤中碘的升华”的活动,归纳得出升华的概念,分析实验操作过程，得出升华是需要吸热的,为避免用酒精灯加热碘出现碘熔化的现象,采取了热水加热的方式,并且这种加热方式可让碘一直保持气态,为后面设置的问题“怎样将气态的碘再变回固态”作铺垫.在“凝华”概念的教学中引导学生通过逆向思维得出：可以用“放热的方法”使碘由气态变回固态.在对实验“碘的凝华”现象仔细观察的基础上,顺理成章得出“凝华”概念和“凝华放热”的结论.

“碘蒸气”通过放热可以凝华成固态的碘,空气中的“水蒸气”是否也能凝华成固态的“小冰晶”？怎样才能让“水蒸气”放出热量？抛出上述问题引发学生思考,在教师引导点拨下学生认识到只有“水蒸气”遇到比它更冷的物体才能放热,然后将冰块和干冰交叉分发给各小组，盛放在金属罐内,观察盛有冰块和干冰的金属罐表面出现了什么？对比发现装冰的金属罐表面出现的是小水珠,装干冰的金属罐表面则出现的是霜,引导学生讨论认识到干冰升华时要从空气中吸收大量的热,会导致周围气温骤降,为后面“利用干冰人工降雨”的原理教学奠定基础.

2教学目标

(1) 通过对干冰和碘升华及碘凝华实验的观察,知道升华和凝华的概念.

(2) 通过加热使碘升华、冷却使碘凝华的实验,知道升华需要吸热和凝华需要放热.

(3) 能认识自然界和生活中常见的升华、凝华现象,并用物理语言简单解释之.

(4) 通过对碘升华和凝华的探究过程,培养学生对细微现象的观察力及分析推理能力.

(5) 通过“人工降雨”的模拟实验让学生认识到凡事要尊重科学,并感受到物理是有趣、有用的.

3教学重难点

教学重点:升华和凝华的概念及升华吸热、凝华放热.

教学难点:用物理语言解释生活中常见的升华和凝华现象.

4实验器材

冰块、干冰、碘锤、大小金属罐、冷热水、烧杯等.

5教学过程

5.1创设情境,激发探究欲望,引入新课

问1:物质在自然界中存在的状态一般有哪几种？(出示放在纸巾上的冰块.)

问2:冰发生了哪种物态变化？这种变化是吸热还是放热？

问3:前面还学过哪些物态变化？分别是吸热还是放热？

问4:(出示放在纸巾上的干冰)知道这是什么吗？现在它是什么状态？

屏幕投影:干冰是固态的二氧化碳,其温度可低至零下78.6℃.

问5:干冰体积变小说明什么？纸巾上有液体出现吗？干冰状态发生了什么变化？

学生观察后讨论并交流.

师:刚才看到的变化显然不同于前面的四种物态变化,除了干冰，有没有别的物质也会发生类似的物态变化呢？让我们继续探究.

设计意图:让学生意识到干冰发生的是一种新的物态变化,通过对比引发认知冲突,激发学生探究兴趣.

5.2升华的概念及升华吸热

教师出示碘锤,让学生衬着白纸仔细观察碘锤.

问1:透过玻璃你看到了什么？它是什么状态？(学生观察并回答.)

屏幕投影:碘是紫黑色晶体,熔点113.5℃.

问2:猜猜看能不能让碘也由固态直接变成气态？如果能，用什么办法？(学生交流讨论,然后猜想出办法,教师引导学生得出用加热的方法.)

问3:可以采取什么方式加热？(学生讨论.)

师:用热水给碘锤加热简单而且受热均匀,但要注意安全,实验要求:(1) 仔细观察碘在加热过程中状态发生了什么变化？(2) 仔细观察在变化过程中有没有液态的碘出现？

分发热水,并指导学生进行实验.学生分组实验,观察碘的状态变化.组织学生汇报观察到的实验现象.引导学生归纳得出:物质由固态直接变成气态的过程叫升华.

问4:回忆实验过程升华需要吸热还是放热？固态碘从哪里吸热的？前面实验中的干冰又是从哪里吸热的？你是怎么知道的？

学生思考分析得出升华吸热的结论.

设计意图:通过观察,总结归纳得出升华的概念和升华吸热的结论,培养学生分析概括能力.

5.3凝华的概念及凝华放热

问1:大家再看看碘锤中的碘是什么状态？想想看，能不能把气态的碘再变回固态？用什么办法？你是怎么想到这种方法的？

组织讨论,引导学生运用逆向思维想出用“放热”的办法.

问2:怎么才能让碘蒸气把“热”放出去？有哪些具体的措施？(组织学生讨论，明确实验要求,并指导学生实验.)

(1) 仔细观察，碘蒸气的状态发生了什么变化？

(2) 在冷却过程中有没有液态的碘出现？

教师组织学生汇报观察到的实验现象，引导学生归纳得出:物质由气态直接变成固态的过程叫凝华.

问3:回忆实验过程，凝华需要吸热还是放热？

学生思考得出:凝华需要放热.

设计意图:通过分析得出凝华发生的条件,培养学生的逆向思维能力;通过观察总结出凝华的概念,培养学生的概括能力.

5.4霜和露的形成

问1:空气中有没有水蒸气？猜想一下要把水蒸气直接变成固态的小冰晶,需要什么条件？

学生小组讨论,交流、猜想,在教师点拨下认识到只有“水蒸气”遇到比它更冷的物体才能放热.

活动:模拟霜和露的形成

将冰块和干冰交叉分发给邻近的小组，盛放在金属罐内,观察盛有冰块和干冰的金属罐表面出现了什么？(学生进行实验,与邻近小组对比、分析实验现象.)

问2:通过刚才的实验你认为霜和露的形成条件有区别吗？请尝试用物理语言说明霜和露是怎么形成的？分别形成在什么季节？(学生讨论并尝试用物理语言解释霜和露的形成原因.)

设计意图:联系生活实际,培养学生运用所学知识解决问题的能力.

5.5相关现象的解释及应用

教师播放动画:冰窗花的形成.

问1:冰窗花是怎么形成的？在玻璃的内侧还是外侧？为什么？(学生思考并回答.)

教师播放动画:人工降雨,并指导学生阅读课本“生活、物理、社会”栏目，了解“用干冰人工降雨”的过程.学生阅读课本,并尝试说明利用干冰人工降雨的原理.

设计意图:使学生认识科学技术对人类生活的影响.

6课堂小结

通过本节课学习,你获得了什么？有什么体会？(学生自主发言,进行小结.)

设计意图:培养学生归纳总结的习惯.

7教学心得

在上述教学设计中,通过实验对比,引发学生认知冲突,激发学生探究的兴趣；通过实验观察和问题引导,逐步建立升华和凝华概念,同时引导学生发现液化和凝华条件有所区别,露水和霜的形成季节也有所不同,让学生体会到物理知识和生活现象如此密不可分；播放“严冬窗户玻璃内侧的冰花”及“用干冰人工降雨”两个动画,其目的是让学生能用物理语言简单解释生活中的升华、凝华现象，做到学以致用,让学生认识到物理知识是有用的,体会到物理的价值,从而提高学习物理的积极性.