第第頁人教版（2024）八年級(jí)上冊(cè)物理第三章物態(tài)變化第4節(jié)升華和凝華教案《升華和凝華》教案學(xué)科初中物理年級(jí)冊(cè)別八年級(jí)上冊(cè)共1課時(shí)教材人教版義務(wù)教育教科書·物理八年級(jí)上冊(cè)授課類型新授課第1課時(shí)教材分析教材分析

本節(jié)內(nèi)容位于八年級(jí)上冊(cè)第三章“物態(tài)變化”第四節(jié)，是繼熔化、凝固、汽化、液化之后對(duì)物質(zhì)狀態(tài)變化的進(jìn)一步拓展。教材通過碘的升華與凝華實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)、氣態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的現(xiàn)象，建立“升華”與“凝華”的概念，并結(jié)合生活實(shí)例深化理解。同時(shí)，將水循環(huán)過程融入教學(xué)，體現(xiàn)科學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象的系統(tǒng)認(rèn)知。該節(jié)內(nèi)容不僅承前啟后，還為后續(xù)學(xué)習(xí)熱學(xué)知識(shí)打下基礎(chǔ)，具有重要的理論價(jià)值與實(shí)踐意義。

學(xué)情分析

八年級(jí)學(xué)生已掌握溫度、熔化、凝固、汽化、液化等基本物態(tài)變化知識(shí)，具備初步的觀察與推理能力。但對(duì)“固態(tài)直接變氣態(tài)”或“氣態(tài)直接變固態(tài)”這類非典型變化缺乏直觀體驗(yàn)，容易與汽化、凝固等過程混淆。部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不夠準(zhǔn)確，邏輯表達(dá)能力較弱。此外，學(xué)生雖能列舉生活中的冰花、霜等現(xiàn)象，但難以從微觀角度解釋其成因。因此，需借助可視化實(shí)驗(yàn)、情境任務(wù)和小組探究等方式，幫助學(xué)生突破認(rèn)知障礙，建立清晰的物態(tài)變化模型，提升科學(xué)思維與實(shí)踐能力。課時(shí)教學(xué)目標(biāo)物理觀念

1.能準(zhǔn)確說出升華和凝華的定義，明確其發(fā)生的條件與方向，理解這兩種物態(tài)變化的本質(zhì)是分子間距的變化。

2.能結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活實(shí)例，判斷具體過程中是否發(fā)生升華或凝華，并說明理由。

科學(xué)思維

1.能通過觀察碘的升華與凝華實(shí)驗(yàn)，歸納出“固態(tài)→氣態(tài)”和“氣態(tài)→固態(tài)”的轉(zhuǎn)化規(guī)律，發(fā)展歸納推理能力。

2.能運(yùn)用“吸熱/放熱”原理，分析升華與凝華過程中的能量轉(zhuǎn)換，構(gòu)建能量守恒意識(shí)。

科學(xué)探究

1.能設(shè)計(jì)并實(shí)施“模擬霜形成”的實(shí)驗(yàn)方案，控制變量（如溫度、鹽量），驗(yàn)證凝華條件。

2.能在實(shí)驗(yàn)中提出問題、記錄數(shù)據(jù)、分析現(xiàn)象，形成基于證據(jù)的科學(xué)結(jié)論。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

1.能認(rèn)識(shí)到水資源的稀缺性，理解節(jié)約用水的重要性，樹立環(huán)保意識(shí)。

2.能主動(dòng)參與節(jié)水宣傳行動(dòng)，嘗試提出家庭節(jié)水措施，踐行可持續(xù)發(fā)展理念。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)

1.準(zhǔn)確理解升華和凝華的概念及其發(fā)生條件，能區(qū)分于其他物態(tài)變化。

2.掌握升華吸熱、凝華放熱的基本規(guī)律，并能解釋實(shí)際生活現(xiàn)象。

難點(diǎn)

1.如何引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象中推導(dǎo)出微觀粒子運(yùn)動(dòng)變化，建立“直接轉(zhuǎn)變”的物理圖景。

2.在缺乏直接觀察手段的情況下，如何通過間接證據(jù)（如溫度變化、形態(tài)改變）判斷凝華是否發(fā)生。教學(xué)方法與準(zhǔn)備教學(xué)方法

情境探究法、合作探究法、講授法、實(shí)驗(yàn)演示法

教具準(zhǔn)備

碘升華實(shí)驗(yàn)裝置、熱水壺、易拉罐、冰塊、食鹽、溫度計(jì)、多媒體課件、板書工具教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)情境導(dǎo)入：神秘消失的冰晶

【5分鐘】一、創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣（一）、展示圖片，提出挑戰(zhàn)任務(wù)

教師提問：“同學(xué)們，你們有沒有見過冬天早晨玻璃上出現(xiàn)的一層美麗冰晶？它們是怎么來的？更奇怪的是，到了中午，這些冰晶竟然慢慢‘消失’了，卻沒有留下水跡。這是為什么呢？”

引導(dǎo)語：今天我們要化身‘物態(tài)偵探’，破解這個(gè)‘冰晶失蹤案’，揭開一個(gè)隱藏在自然界中的秘密——升華與凝華。

（二）、播放微視頻，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1.播放一段由真實(shí)實(shí)驗(yàn)拍攝的“碘的升華與凝華”視頻片段：

-觀察開始時(shí)，封閉玻璃容器內(nèi)有少量暗紫色碘顆粒；

-向容器澆熱水后，容器內(nèi)逐漸充滿紫色氣體，碘顆?！皯{空不見”；

-隨后向容器澆冷水，紫色氣體又逐漸消失，玻璃壁上出現(xiàn)暗紫色固體顆粒。

2.提問：“你看到了什么變化？碘是從哪里來的？又去了哪里？”

3.引導(dǎo)學(xué)生思考：這是否屬于我們之前學(xué)過的熔化、汽化、凝固或液化？為什么不是？

4.教師小結(jié)：碘沒有經(jīng)過液態(tài)階段，直接從固態(tài)變成了氣態(tài)，又從氣態(tài)直接變回了固態(tài)，這種特殊的轉(zhuǎn)變方式就是“升華”和“凝華”。

5.板書課題：升華和凝華

6.追問：“你能用一句話概括什么是升華？什么是凝華嗎？”

7.學(xué)生嘗試回答后，教師正式給出定義：

-物理學(xué)中，物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫作升華。

-從氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程叫作凝華。1.觀看圖片，產(chǎn)生好奇

2.觀看實(shí)驗(yàn)視頻，關(guān)注現(xiàn)象變化

3.思考問題，討論交流

4.嘗試用自己的語言描述現(xiàn)象評(píng)價(jià)任務(wù)現(xiàn)象識(shí)別：☆☆☆

概念初建：☆☆☆

問題回應(yīng)：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖以真實(shí)生活情境切入，利用視覺沖擊力強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)視頻引發(fā)認(rèn)知沖突，激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，建立“異常現(xiàn)象—疑問—探究”的思維鏈條。通過設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比舊知與新知，自然引出“升華”與“凝華”概念，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)到理性概念的過渡，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。實(shí)驗(yàn)探究：揭秘碘的魔法之旅

【15分鐘】一、分組實(shí)驗(yàn)，親歷過程（一）、分組實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)

1.將全班分為6個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，每組配備一套“碘升華實(shí)驗(yàn)裝置”（含密封玻璃管、碘顆粒、熱水杯、冷水杯、鑷子、防護(hù)手套）。

2.明確實(shí)驗(yàn)步驟與安全規(guī)范：

-必須佩戴防護(hù)手套，避免接觸碘蒸氣；

-澆熱水時(shí)注意防止?fàn)C傷，使用熱水壺倒水；

-實(shí)驗(yàn)結(jié)束后立即關(guān)閉電源，清理桌面。

3.提出核心驅(qū)動(dòng)問題：“為什么不能用酒精燈直接加熱？如果直接加熱會(huì)發(fā)生什么？”

4.布置觀察任務(wù)：記錄三個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象：

-初始狀態(tài)：碘顆粒的顏色、形狀、分布；

-澆熱水后：容器內(nèi)氣體顏色、濃度、是否有液體出現(xiàn)；

-澆冷水后：玻璃壁上的沉積物特征、是否均勻。

5.強(qiáng)調(diào)記錄表填寫要求：使用“時(shí)間+現(xiàn)象+推測(cè)”三要素記錄。

（二）、學(xué)生動(dòng)手操作，教師巡視指導(dǎo)

1.各小組按步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

-第一步：取少量碘顆粒放入玻璃容器，觀察初始狀態(tài)并記錄；

-第二步：緩慢向容器外壁澆熱水，持續(xù)約1分鐘，觀察內(nèi)部變化；

-第三步：停止加熱，迅速改用冷水澆注容器外壁，持續(xù)約2分鐘，觀察氣態(tài)消失過程；

-第四步：靜置30秒，再次觀察玻璃內(nèi)壁是否有固體附著。

2.教師在各組間巡回，重點(diǎn)關(guān)注：

-是否出現(xiàn)液體？若有，說明加熱過快，可能發(fā)生了熔化；

-是否有液體殘留？若存在，提醒學(xué)生檢查加熱方式；

-是否準(zhǔn)確記錄“無液態(tài)出現(xiàn)”這一關(guān)鍵點(diǎn)？

3.針對(duì)個(gè)別小組操作不當(dāng)（如加熱時(shí)間過長），及時(shí)干預(yù)并示范正確方法。

4.提醒學(xué)生注意：碘蒸氣有毒，實(shí)驗(yàn)后必須開窗通風(fēng)，不可用手觸摸容器。

（三）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯報(bào)與討論

1.各小組代表分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

-“我們澆熱水后，容器內(nèi)出現(xiàn)了紫色煙霧，但沒有看到液體?！?/p>

-“澆冷水后，紫色煙霧消失了，玻璃壁上出現(xiàn)了紫黑色的小顆粒。”

2.教師引導(dǎo)分析：

-為什么沒有出現(xiàn)液態(tài)？因?yàn)榈獾娜埸c(diǎn)為113.7℃，而熱水溫度約為80℃，未達(dá)到熔點(diǎn)，故不會(huì)熔化。

-酒精燈火焰溫度可達(dá)400℃以上，遠(yuǎn)高于碘的熔點(diǎn)，若直接加熱會(huì)導(dǎo)致碘先熔化再汽化，無法觀察到“直接升華”現(xiàn)象。

3.引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：

-升華不需要經(jīng)過液態(tài)；

-為避免熔化干擾，應(yīng)采用間接加熱方式（如熱水?。?/p>

4.教師板書補(bǔ)充：

-升華：固態(tài)→氣態(tài)（吸熱）

-凝華：氣態(tài)→固態(tài)（放熱）1.分組領(lǐng)取實(shí)驗(yàn)器材，明確分工

2.按步驟完成實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象

3.小組討論，分析原因

4.分享實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，參與集體討論評(píng)價(jià)任務(wù)操作規(guī)范：☆☆☆

現(xiàn)象記錄：☆☆☆

結(jié)論推導(dǎo)：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖通過真實(shí)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生“親眼所見、親手所做”，在實(shí)踐中建構(gòu)知識(shí)。設(shè)置“能否用酒精燈加熱”這一矛盾問題，激發(fā)深度思考，幫助學(xué)生理解“間接加熱”的必要性。強(qiáng)調(diào)安全操作與科學(xué)記錄，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)習(xí)慣。通過小組協(xié)作與成果共享，促進(jìn)思維碰撞，提升科學(xué)探究素養(yǎng)。聯(lián)系生活：尋找身邊的升華與凝華

【10分鐘】一、生活案例分析（一）、展示生活實(shí)例，組織小組辨析

1.教師出示三張生活場(chǎng)景圖：

-圖1：衣柜里樟腦片隨時(shí)間變小直至消失；

-圖2：冬天室外結(jié)冰的衣服晾干；

-圖3：北方屋檐下出現(xiàn)的霜花。

2.提問：“這些現(xiàn)象中，物質(zhì)是否經(jīng)歷了液態(tài)？你是怎么判斷的？”

3.小組任務(wù)：每組選擇一個(gè)案例，討論并回答以下問題：

-物質(zhì)從什么狀態(tài)變?yōu)槟姆N狀態(tài)？

-是否吸熱或放熱？

-屬于升華還是凝華？

4.教師巡視，指導(dǎo)學(xué)生從“無液體痕跡”“質(zhì)量減少”“低溫環(huán)境”等線索判斷。

5.各組派代表發(fā)言，教師適時(shí)追問：

-“樟腦片變小，是不是被風(fēng)吹走了？”

-“衣服結(jié)冰后還能變干，難道冰會(huì)‘蒸發(fā)’？”

6.引導(dǎo)學(xué)生得出：

-樟腦片：固態(tài)→氣態(tài)，升華，吸熱；

-冰衣變干：固態(tài)→氣態(tài)，升華，吸熱；

-霜形成：氣態(tài)→固態(tài)，凝華，放熱。

7.教師補(bǔ)充：我國北方秋冬季節(jié)，地面、屋頂、樹枝上的霜、冰花、霧凇都是空氣中的水蒸氣遇冷直接凝華而成。

（二）、深化理解：干冰的應(yīng)用

1.展示干冰在舞臺(tái)演出、人工降雨中的應(yīng)用視頻片段。

2.提問：“干冰為什么能制冷？它經(jīng)歷了怎樣的物態(tài)變化？”

3.學(xué)生回答后，教師講解：

-干冰是固態(tài)二氧化碳，在常溫下直接升華為氣態(tài)CO?，此過程吸收大量熱量，使周圍溫度急劇下降。

-促使空氣中水蒸氣遇冷凝華成小冰晶，最終形成降水。

4.板書：干冰升華吸熱→降溫→水蒸氣凝華→人工降雨

5.延伸思考：“如果干冰不升華，而是先熔化，會(huì)怎樣？”

6.學(xué)生討論后得出：若熔化，則會(huì)產(chǎn)生液態(tài)CO?，無法快速降溫，效果差。1.觀察生活圖片，提取關(guān)鍵信息

2.小組合作，分析案例

3.用物理術(shù)語描述變化過程

4.舉例說明干冰的作用機(jī)制評(píng)價(jià)任務(wù)現(xiàn)象歸類：☆☆☆

術(shù)語使用：☆☆☆

原理闡釋：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖將抽象概念嵌入真實(shí)生活情境，增強(qiáng)知識(shí)遷移能力。通過多案例比較，強(qiáng)化對(duì)“無液態(tài)”這一關(guān)鍵特征的認(rèn)知。引入干冰應(yīng)用場(chǎng)景，連接科技前沿，拓展視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。鼓勵(lì)學(xué)生用科學(xué)語言解釋日?，F(xiàn)象，發(fā)展語言表達(dá)與邏輯推理能力。構(gòu)建模型：水的三態(tài)循環(huán)之旅

【10分鐘】一、繪制水循環(huán)路徑圖（一）、引導(dǎo)構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

1.教師出示“水的三態(tài)聯(lián)系”圖（圖3.4-3），請(qǐng)學(xué)生補(bǔ)全箭頭方向及能量變化。

2.提問：“水從冰變成水，需要什么條件？吸熱還是放熱？”

3.學(xué)生回答后，教師板書：

-冰→水：熔化（吸熱）

-水→水蒸氣：汽化（吸熱）

-水蒸氣→水：液化（放熱）

-水→冰：凝固（放熱）

-冰→水蒸氣：升華（吸熱）

-水蒸氣→冰：凝華（放熱）

4.強(qiáng)調(diào)：升華和凝華是“跳過液態(tài)”的特殊路徑。

（二）、模擬水循環(huán)全過程

1.教師播放“水循環(huán)造就雪山與湖泊”動(dòng)態(tài)圖（圖3.4-4），逐段講解：

-海水受熱蒸發(fā)→水蒸氣上升→遇冷液化成云；

-云中水滴聚集→形成雨；

-高空遇寒→水滴凝固成冰雹；

-極寒高空→水蒸氣凝華成雪花；

-降水落地→匯流成溪→滲入地下→涌泉而出→匯入江河大海。

2.提問：“雪花是如何形成的？為什么是凝華而不是凝固？”

3.學(xué)生討論后回答：

-因?yàn)榭諝庵兴魵庵苯幽Y(jié)成冰晶，未經(jīng)過液態(tài)。

4.教師總結(jié)：水的三態(tài)變化是地球生命維持的基礎(chǔ)，而升華與凝華是其中不可或缺的一環(huán)。1.補(bǔ)全三態(tài)轉(zhuǎn)化圖

2.觀看動(dòng)態(tài)圖，理解循環(huán)過程

3.分析雪花形成機(jī)制

4.概括水循環(huán)的意義評(píng)價(jià)任務(wù)路徑完整：☆☆☆

能量標(biāo)注：☆☆☆

邏輯清晰：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖通過構(gòu)建“水的三態(tài)循環(huán)”模型，整合本節(jié)課知識(shí)，形成系統(tǒng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)。利用動(dòng)畫輔助理解復(fù)雜過程，降低抽象難度。通過層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考“為何是凝華而非凝固”，提升批判性思維。強(qiáng)調(diào)自然系統(tǒng)的整體性，培養(yǎng)學(xué)生生態(tài)責(zé)任感。拓展延伸：守護(hù)藍(lán)色家園

【5分鐘】一、聚焦水資源危機(jī)（一）、數(shù)據(jù)震撼，引發(fā)共鳴

1.教師展示一組觸目驚心的數(shù)據(jù)：

-地球表面71%被水覆蓋，但97%是海水；

-淡水僅占3%，可利用淡水不足0.3%；

-全球每分鐘約有100噸水被浪費(fèi)。

2.提問：“我們每天都在用水，但真正能用的有多少？為什么還要節(jié)約？”

3.學(xué)生自由發(fā)言，教師總結(jié)：

-水資源并非無限，且污染嚴(yán)重，保護(hù)迫在眉睫。

（二）、開展“節(jié)水行動(dòng)倡議”

1.分組討論：“生活中有哪些浪費(fèi)水的行為？”

2.每組列出至少3條常見浪費(fèi)行為：

-洗手時(shí)不關(guān)水龍頭；

-洗澡時(shí)間過長；

-洗菜時(shí)長時(shí)間流水沖洗。

3.提出“節(jié)水金點(diǎn)子”：

-使用節(jié)水型水龍頭；

-用盆接水洗菜；

-用洗衣服的水沖廁所。

4.教師鼓勵(lì)學(xué)生回家制作“家庭節(jié)水計(jì)劃卡”，張貼在廚房或衛(wèi)生間。1.觀看數(shù)據(jù)圖表，感受危機(jī)

2.討論浪費(fèi)現(xiàn)象

3.提出節(jié)水建議

4.制定個(gè)人節(jié)水行動(dòng)計(jì)劃評(píng)價(jià)任務(wù)意識(shí)覺醒：☆☆☆

建議可行：☆☆☆

行動(dòng)承諾：☆☆☆設(shè)計(jì)意圖將物理知識(shí)與社會(huì)責(zé)任深度融合，實(shí)現(xiàn)“科學(xué)—技術(shù)—社會(huì)—環(huán)境”一體化教育。通過真實(shí)數(shù)據(jù)觸動(dòng)情感，喚醒環(huán)保意識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生從“知道”走向“做到”，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀念，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。作業(yè)設(shè)計(jì)一、基礎(chǔ)鞏固

1.請(qǐng)寫出下列現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的物態(tài)變化名稱：

（1）衣柜里的樟腦片逐漸變小，最后消失——____________

（2）冬天，窗戶玻璃上出現(xiàn)美麗的冰花——____________

（3）干冰在空氣中迅速消失，冒出白霧——____________

（4）寒冷的早晨，草葉上出現(xiàn)一層薄霜——____________

2.判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”：

（1）升華過程需要吸熱。（）

（2）凝華過程會(huì)放出熱量。（）

（3）碘加熱后變成紫色氣體，一定是熔化。（）

（4）冰可以直接變成水蒸氣，無需經(jīng)歷液態(tài)。（）

3.為什么不能用酒精燈直接加熱裝有碘的玻璃容器？請(qǐng)結(jié)合碘的熔點(diǎn)（113.7℃）和酒精燈火焰溫度（約400℃）說明原因。

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二、拓展應(yīng)用

4.請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，模擬“霜的形成”過程。寫出實(shí)驗(yàn)器材、步驟及預(yù)期現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)器材：_____________________________________

實(shí)驗(yàn)步驟：

①_______________________________________________

②_______________________________________________

③_______________________________________________

預(yù)期現(xiàn)象：_____________________________________

5.請(qǐng)根據(jù)“水的三態(tài)變化”圖（圖3.4-3），補(bǔ)全所有箭頭方向，并標(biāo)出每個(gè)過程的吸熱或放熱情況。

【答案解析】

一、基礎(chǔ)鞏固

1.（1）升華；（2）凝華；（3）升華；（4）凝華

2.（1）√；（2）√；（3）×；（4）√

3.因?yàn)榫凭珶艋鹧鏈囟冗h(yuǎn)高于碘的熔點(diǎn)（約400℃>113.7℃）