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1、 升華和凝華 1．教學(xué)目標(biāo) ◆知識與技能 ⑴知道什么是升華和凝華，了解生活中的升華和凝華現(xiàn)象。 ⑵知道升華要吸熱，凝華要放熱。 ◆過程與方法 ⑶通過實(shí)驗、觀察和分析，認(rèn)識升華和凝華。 ◆情感態(tài)度與價值觀 ⑷樂于探究生活中有關(guān)升華和凝華的現(xiàn)象，領(lǐng)略自然界中6種物態(tài)變化的美妙與和諧。 2．教材說明 本節(jié)教材主要通過實(shí)驗讓學(xué)生認(rèn)識升華和凝華現(xiàn)象，并知道物質(zhì)升華要吸熱，凝華要放熱，了解升華和凝華在實(shí)際中的應(yīng)用。 升華和凝華是6種物態(tài)變化中的兩種，與前面已講的4種物態(tài)變化構(gòu)成完整的知識體系。本節(jié)教材既是前面汽化、液化、熔化和凝固知識的延續(xù)，又為下一節(jié)學(xué)習(xí)自然界中的水循環(huán)做好準(zhǔn)備，

2、并為后面學(xué)習(xí)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和屬性打下基礎(chǔ)。 本節(jié)教材的編排思路大體是：實(shí)驗→分析→應(yīng)用。教材首先由一組生活場景（圖4-33）引入課題，引發(fā)學(xué)生思考，然后通過“活動1”和“活動2”中的碘升華和凝華的實(shí)驗，讓學(xué)生認(rèn)識升華和凝華現(xiàn)象，知道升華需要吸熱，凝華需要放熱，最后聯(lián)系實(shí)際分析有關(guān)現(xiàn)象，如“STS”中的“人工降雨”等。 為拓展學(xué)生的知識面，“信息瀏覽”還介紹了“等離子態(tài)”和“中子態(tài)”。同舊教材相比，新教材對升華和凝華不再是僅停留在介紹現(xiàn)象上，而是強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗探究過程，把“觀察碘的升華和凝華”這個實(shí)驗作為學(xué)生活動，讓學(xué)生動手實(shí)驗、觀察，符合《課程標(biāo)準(zhǔn)》中“通過實(shí)驗探究物態(tài)變化過程”的要求；另外，新教

3、材增加了“人工降雨”、“等離子態(tài)”和“中子態(tài)”等內(nèi)容，密切了教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際、現(xiàn)代科技的聯(lián)系。 本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：在生活中，學(xué)生對升華和凝華現(xiàn)象往往視而不見，在小學(xué)自然課中也沒有學(xué)過，所以讓學(xué)生通過實(shí)驗感知升華和凝華兩種物態(tài)變化，并能解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：由于很多氣態(tài)物質(zhì)是無色透明的，無法直接觀察到，所以升華和凝華現(xiàn)象一般要根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析、推斷，來確認(rèn)是固態(tài)和氣態(tài)之間的直接變化，這需要學(xué)生有一定的抽象思維能力，所以是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)。 3．教學(xué)建議 本節(jié)教學(xué)要注意從生活實(shí)例和實(shí)驗入手，讓學(xué)生認(rèn)識升華和凝華現(xiàn)象，為此，做好碘升華和凝華的實(shí)驗是教好本節(jié)

4、課的關(guān)鍵。課前要精心準(zhǔn)備實(shí)驗，確保實(shí)驗成功、效果明顯，教學(xué)時要加強(qiáng)對學(xué)生的指導(dǎo)，啟發(fā)點(diǎn)撥學(xué)生分析觀察到的現(xiàn)象，讓學(xué)生自主建立升華和凝華的概念。 教科書圖4-33及相關(guān)文字說明，目的是讓學(xué)生通過觀察分析生活中的一些現(xiàn)象，意識到物質(zhì)可以在固態(tài)和氣態(tài)之間發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，從而引出升華和凝華這兩種物態(tài)變化。 在具體教學(xué)時，可以先讓學(xué)生閱讀教材，引導(dǎo)學(xué)生思考、分析：（1）每幅圖中物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生了什么樣的變化？（2）這幾種現(xiàn)象的共同之處是什么？在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，師生共同總結(jié)出共同點(diǎn)：物質(zhì)在固態(tài)和氣態(tài)之間發(fā)生了變化，由此引入升華和凝華。 也可以借助多媒體引出課題。如播放以下錄像片：（1）烈日當(dāng)空，久旱無雨

5、，為了解決旱情，過去人們往往擺起香案，祈禱“龍王爺”恩賜，結(jié)果滴雨未下；而現(xiàn)今，用飛機(jī)在高空投撤了一些固態(tài)物質(zhì)，頃刻間下起了大雨。學(xué)生不由產(chǎn)生疑問：這種固態(tài)物質(zhì)是什么呢？它為什么能促使雨的形成？這樣不但引入了課題，還激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，有利于破除迷信，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感。（2）歌舞晚會上，為了渲染氣氛，舞臺上有時固態(tài) 氣態(tài) 液態(tài) 熔化 凝固 液化 汽化 圖4.4-1 也噴撒這種固態(tài)物質(zhì)制造“白霧”。這種“白霧”又是怎樣產(chǎn)生的？面對學(xué)生的疑問，教師指出：以上兩例中“雨”和“煙霧”的形成，除了包含前面學(xué)過的“液化”現(xiàn)象外，還跟另一種物態(tài)變化——升華有關(guān)，由此引入課題

6、。 還可以通過復(fù)習(xí)引入課題。首先讓學(xué)生總結(jié)：你學(xué)過哪些物態(tài)變化？教師根據(jù)學(xué)生的回答畫出如圖4.4-1所示的框架圖。學(xué)生（或教師）結(jié)合框架圖提出問題：物質(zhì)在固態(tài)和氣態(tài)之間是否可以相互轉(zhuǎn)化？從而引入課題。 升華 活動1 固態(tài)能直接變成氣態(tài)嗎 “活動1”的目的是：通過實(shí)驗觀察碘的升華過程，認(rèn)識到固態(tài)能直接變成氣態(tài)，從而建立升華的概念。 《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生通過實(shí)驗來探究物態(tài)的變化過程，因此對于“活動1”，應(yīng)組織所有學(xué)生參與其中。 該實(shí)驗若用酒精燈加熱，往往會出現(xiàn)以下問題：（1）酒精燈燈焰的大小與位置調(diào)節(jié)不當(dāng)，易使錐形瓶底部溫度過高，雖然能產(chǎn)生大量的碘蒸氣，卻明顯地看到固態(tài)碘發(fā)生了液化

7、，易使學(xué)生誤認(rèn)為碘蒸氣是由液態(tài)碘汽化成的；（2）玻璃片與錐形口密封不嚴(yán)，碘蒸氣溢出來，由于碘有毒性，會對學(xué)生造成一定的傷害。 所以建議用熱水加熱，具體方法如下： 器材：燒瓶（250ml）一個、燒杯（200ml）一個、橡皮塞、開水、碘。 具體做法：（1）向燒瓶內(nèi)加少量碘（半藥匙即可），用瓶塞塞緊；（2）向燒杯內(nèi)加滿熱開水；（3）搖動燒瓶，使碘顆粒均勻地鋪在燒瓶底部，然后放在燒杯上加熱。 注意事項：（1）開水溫度要盡量高，用剛燒開的水最好；（2）向燒杯內(nèi)加熱水要加滿，不妨從杯口溢出一點(diǎn)，這樣能使燒瓶底部與水面緊密接觸；（3）實(shí)驗中燒瓶外部有少許水蒸氣液化形成的小水滴，影響觀察效果，可用抹布

8、及時擦拭。 這樣改進(jìn)的好處是：學(xué)生能非常明顯地看到固態(tài)碘升華成碘蒸氣，不會出現(xiàn)固態(tài)碘液化的現(xiàn)象；并且瓶塞塞緊瓶口，碘蒸氣不會溢出；實(shí)驗裝置簡單，易操作，便于學(xué)生分組實(shí)驗。 學(xué)生實(shí)驗時，教師注意指導(dǎo)：①為了防止有毒的碘蒸氣溢出，提醒學(xué)生不要打開燒瓶瓶塞；②注意觀察碘在變化前后所處的狀態(tài)，特別要看是否有液態(tài)碘出現(xiàn)；③實(shí)驗要注意安全，防止燒傷或燙傷。 每位學(xué)生通過自己的實(shí)驗探究，會看到紫黑色的碘晶體不經(jīng)過液態(tài)，直接升華成碘蒸氣，學(xué)生在驚訝之余真切感受到“直接”二字的內(nèi)涵，并總結(jié)出：固態(tài)的碘受熱能直接變成氣態(tài)。 根據(jù)以上實(shí)驗，給出升華的定義。 為了豐富學(xué)生對升華的理解，教師還可引導(dǎo)學(xué)生列舉一

9、些生活或自然現(xiàn)象，如：家中使用的固體清香劑，過幾天會發(fā)現(xiàn)變小了，而家里彌漫著香氣；冬天，冰凍的衣服也會干，是因為冰沒有變成水，直接變成了氣態(tài)的水蒸氣；積雪未熔化，但一天比一天少，也是直接變成了水蒸氣；樟腦丸逐漸變小、消失等等，這些都是升華現(xiàn)象。 凝華 活動2 氣態(tài)能直接變成固態(tài)嗎 “活動2”的目的是：通過實(shí)驗觀察和分析思考，確認(rèn)物質(zhì)能由氣態(tài)能直接變成固態(tài)，從而建立凝華的概念。 對于活動2中的（1），可讓學(xué)生先對碘停止加熱，過一會再觀察：冷卻后的燒瓶里還有沒有紫紅色的碘蒸氣？在燒瓶的內(nèi)壁又看到了什么？讓學(xué)生觀察、討論、交流。 對于活動2中的（2），可把冰塊和食鹽按3：1的比例混合，放入

10、搪瓷杯中，觀察實(shí)驗現(xiàn)象，并引導(dǎo)學(xué)生思考：這層霜是從何而來？ 活動后，組織各小組匯報活動中觀察的現(xiàn)象，根據(jù)學(xué)生回答總結(jié)：在活動A中，冷卻時，紫色碘蒸氣立即消失，沒有經(jīng)過液態(tài)，直接變成固態(tài)碘；在活動B中，空氣中的水蒸氣遇到搪瓷杯，直接凝華成固態(tài)的霜。 仿照升華的定義，讓學(xué)生說出凝華的定義：物質(zhì)由氣態(tài)直接變成固態(tài)的現(xiàn)象叫凝華。 為了加深對升華和凝華現(xiàn)象的理解，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可演示人工造“雪”實(shí)驗：在封閉燒瓶中插有小樹枝，內(nèi)放一些樟腦球粉末，先微微加熱；停止加熱后讓學(xué)生觀察樹枝上出現(xiàn)了什么？分析是如何形成的？學(xué)生欣賞到“雪”的自然美，領(lǐng)悟到物態(tài)變化的神奇，產(chǎn)生對物理的熱愛之情。還可讓

11、學(xué)生討論白熾燈泡發(fā)黑的問題,給每組學(xué)生發(fā)放一只新燈泡和舊燈泡，在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，討論舊燈泡玻璃變黑的原因。 關(guān)于“升華吸熱”和“凝華放熱”，可通過以下問題，引導(dǎo)學(xué)生思考討論得出：物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時，要吸熱或放熱；那么，固態(tài)碘升華過程中是吸熱還是放熱？碘蒸氣凝華過程中吸熱還是放熱？你是根據(jù)什么判斷的？ 由小組學(xué)生代表匯報，匯報不全面或有不同的結(jié)論，再由其它小組補(bǔ)充、完善，培養(yǎng)學(xué)生的分析推斷能力。學(xué)生思考、交流、討論后會答出：固態(tài)碘升華過程中要用熱水加熱，說明升華的條件是吸熱；碘蒸氣凝華過程中進(jìn)行冷卻，溫度降低，說明凝華過程中要放熱。 然后聯(lián)系實(shí)際，用升華吸熱和凝華放熱，分析實(shí)際生產(chǎn)和生活

12、中的應(yīng)用。例如：霜是在什么樣的溫度下形成的？（霜是空氣中的水蒸氣在氣溫降到零攝氏度以下時，直接凝華而成的小冰晶。）玻璃窗上的冰花是在玻璃的內(nèi)表面還是外表面？（內(nèi)表面。）為什么？（室內(nèi)的氣溫較高，空氣中的水蒸氣遇到溫度很低的玻璃時放熱凝華，形成小冰晶附著在玻璃的內(nèi)表面；而室外的氣溫很低，與玻璃的溫度相等，空氣中的水蒸氣不會向玻璃放熱，所以外表面不能形成冰花。）培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理知識解決（解釋）實(shí)際問題的能力；體會物理與生活實(shí)際的密切聯(lián)系，意識到生活中處處有物理。 關(guān)于“STS”中的“人工降雨”，可以讓學(xué)生先閱讀自學(xué)，然后總結(jié)：其中包括哪些物態(tài)變化？并談?wù)勛约洪喿x后的感受，讓學(xué)生體會科學(xué)及相關(guān)技術(shù)對于社會發(fā)展、自然環(huán)境和人類生活的影響，增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類的使命感與責(zé)任。教師還可補(bǔ)充說明：干冰迅速升華成二氧化碳?xì)怏w時，會吸收大量的熱，使周圍的溫度降低，在運(yùn)輸食品時往往放一些干冰，可使食品箱內(nèi)的溫度降低，防止食物腐爛變質(zhì)。 本節(jié)課最后可利用方框圖（如圖4.4-1所示），讓學(xué)生總結(jié)6種物態(tài)變化的區(qū)別和聯(lián)系，并從中體會6 種物態(tài)變化的美妙與和諧。