滬科版九年級物理第十二章溫度與物態(tài)變化第四節(jié)升華與凝華習題課教案一、教學內(nèi)容分析（一）課程標準解讀本教案依據(jù)《義務教育物理課程標準》及滬科版《九年級物理》教材編制，聚焦“升華與凝華”核心知識點，旨在幫助學生構(gòu)建完整的物態(tài)變化知識體系，掌握升華、凝華的本質(zhì)及規(guī)律。課程標準強調(diào)物理學科的實踐性與探究性，要求通過實驗探究、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)剖析等途徑，培育學生的科學探究素養(yǎng)。在知識與技能維度，需使學生達成“認知—理解—應用—綜合”的層級進階，即從識記升華、凝華的基本概念，到理解其微觀機制與影響因素，再到運用知識解釋生活現(xiàn)象、設計驗證實驗。在過程與方法維度，以實驗探究為載體，讓學生體驗科學探究的完整流程，塑造嚴謹?shù)目茖W思維。在情感·態(tài)度·價值觀維度，引導學生樹立科學的物質(zhì)觀，培育求真務實的科研態(tài)度與團隊協(xié)作意識。（二）學情分析九年級學生已具備溫度、固液氣三態(tài)及熔化、凝固、汽化、液化等基礎物態(tài)變化知識，且擁有一定的生活觀察經(jīng)驗，但對“固態(tài)與氣態(tài)直接轉(zhuǎn)化”的升華、凝華現(xiàn)象認知存在局限。具體表現(xiàn)為：一是對兩類現(xiàn)象的直觀感知不足，易與熔化、汽化等物態(tài)變化混淆；二是實驗操作規(guī)范性欠缺，數(shù)據(jù)分析與歸納能力薄弱；三是部分學生物理學習內(nèi)驅(qū)力不足，對抽象的微觀機制理解困難。針對上述學情，教學中需以趣味實驗激發(fā)學習興趣，以分層探究活動強化實操能力，以可視化教具破解概念抽象性，實現(xiàn)知識的深度內(nèi)化。（三）教材分析本節(jié)內(nèi)容位于滬科版九年級物理第十二章“溫度與物態(tài)變化”第四節(jié)，是物態(tài)變化知識體系的收尾與拓展，既承接前三節(jié)的溫度測量、固液/液氣轉(zhuǎn)化等知識，又為后續(xù)氣體壓強、熱力學基礎等內(nèi)容奠定認知基礎。教材以“現(xiàn)象觀察—實驗探究—規(guī)律總結(jié)—生活應用”為邏輯主線，核心知識涵蓋升華、凝華的定義、條件、能量變化及實例，核心技能包含實驗操作、數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象闡釋等。通過本節(jié)學習，學生可形成完整的物態(tài)變化認知閉環(huán)，提升用物理知識解決實際問題的能力。二、教學目標（一）知識與技能目標精準識記升華、凝華的定義，明晰兩類現(xiàn)象的物質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)化路徑（不經(jīng)過液態(tài)），掌握其能量變化特點（升華吸熱、凝華放熱）。能通過實驗觀察描述升華、凝華現(xiàn)象，闡釋其背后的物理原理，歸納溫度、壓強對物態(tài)變化的影響規(guī)律?？蓞^(qū)分不同物態(tài)變化的本質(zhì)差異，在新情境中運用知識解釋生活中的升華、凝華現(xiàn)象，并能設計簡易實驗驗證相關(guān)規(guī)律。（二）過程與方法目標能獨立完成升華、凝華的觀察類實驗，規(guī)范操作實驗儀器，準確記錄實驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)象。通過小組合作完成實驗數(shù)據(jù)的分析與論證，撰寫規(guī)范的實驗報告，并能對實驗方案提出合理性改進建議。運用邏輯推理與批判性思維評估實驗結(jié)果的有效性，識別實驗誤差來源并提出修正方案。（三）情感·態(tài)度·價值觀目標借助對升華、凝華現(xiàn)象的探究，感受自然界物質(zhì)變化的規(guī)律性與奇妙性，樹立科學的物質(zhì)運動觀。認知物理知識在解釋自然現(xiàn)象、改善生活品質(zhì)中的價值，增強對物理學科的學習興趣與探究欲。在小組實驗中培育團隊協(xié)作與溝通能力，理解科學探究的集體性與嚴謹性。（四）科學素養(yǎng)目標構(gòu)建升華與凝華的物理模型，運用歸納演繹、科學推理等方法從實驗數(shù)據(jù)中提煉規(guī)律，具備初步的科學建模能力。能制定科學的實驗評價標準，開展自我評價與同伴互評，具備初步的科學評價與反思能力。三、教學重點與難點（一）教學重點理解升華與凝華現(xiàn)象的物理本質(zhì)，掌握“固態(tài)與氣態(tài)直接轉(zhuǎn)化”的核心特征。明確升華吸熱、凝華放熱的能量變化規(guī)律，以及溫度、壓強對升華、凝華過程的影響機制。能運用升華、凝華知識解釋生活中的典型現(xiàn)象，完成基礎的實驗設計與驗證。（二）教學難點突破對升華、凝華現(xiàn)象的直觀誤解，理解其微觀粒子運動的物理機制。厘清升華與汽化、凝華與凝固的本質(zhì)區(qū)別，建立完整的物態(tài)變化知識體系。難點突破策略：借助干冰升華、碘的凝華等可視化實驗，結(jié)合微觀粒子運動動畫，構(gòu)建直觀認知；通過認知沖突式提問（如“冰凍衣物為何能晾干”），引導學生自主辨析概念差異。四、教學準備清單（一）多媒體資源多媒體課件：含升華與凝華現(xiàn)象的動態(tài)演示動畫、實驗操作步驟微課、生活實例視頻音視頻資料：典型升華與凝華自然現(xiàn)象（如霜的形成、樟腦球升華）的紀實視頻（二）實驗器材核心器材：干冰、碘顆粒、加熱器、高精度溫度計、密封觀察容器、玻璃片輔助器材：物態(tài)變化演示模型、壓強調(diào)節(jié)簡易裝置（三）教學文書任務類文書：學生實驗報告模板、課堂思考題清單評價類文書：學生實驗操作評價量表、小組合作表現(xiàn)評分表（四）學習用具基礎用具：預習教材、筆記本、黑色簽字筆、繪圖鉛筆輔助用具：計算器、物態(tài)變化知識梳理思維導圖空白模板（五）教學環(huán)境座位排布：采用4人小組圍坐式布局，便于合作探究板書規(guī)劃：預設“知識框架區(qū)”“實驗現(xiàn)象記錄區(qū)”“易錯點標注區(qū)”三大板塊五、教學過程（一）導入環(huán)節(jié)（5分鐘）1.復習回顧，喚醒舊知教師活動：展示物態(tài)變化關(guān)系示意圖，提問“物質(zhì)固、液、氣三態(tài)間已學的轉(zhuǎn)化形式有哪些？其能量變化特點是什么？”，引導學生梳理熔化、凝固、汽化、液化的知識脈絡。學生活動：獨立回憶并口述相關(guān)知識，在思維導圖模板上完成已學物態(tài)變化的標注。2.情境設疑，激發(fā)探究教師活動：播放“冰凍衣物在寒冬中晾干”“舞臺煙霧效果”的短視頻，提出核心問題“這些現(xiàn)象中物質(zhì)并未經(jīng)歷液態(tài)，卻實現(xiàn)了固態(tài)與氣態(tài)的轉(zhuǎn)化，這類變化屬于哪種物態(tài)變化？其本質(zhì)是什么？”，引出本節(jié)課主題。學生活動：記錄疑問，小組內(nèi)初步交流對現(xiàn)象的猜想，明確本節(jié)課學習方向。3.明確目標，規(guī)劃路徑教師活動：呈現(xiàn)本節(jié)課學習目標，即“觀察升華與凝華現(xiàn)象、探究變化條件、解釋生活實例、設計驗證實驗”，強調(diào)實驗觀察與數(shù)據(jù)分析的核心要求。學生活動：記錄學習目標，準備進入實驗探究環(huán)節(jié)。（二）新授環(huán)節(jié)（25分鐘）任務一：升華現(xiàn)象的直觀認知與定義建構(gòu)目標：掌握升華的定義，識別典型升華現(xiàn)象教師活動：演示干冰升華實驗：將干冰放入密封觀察容器，引導學生觀察固態(tài)干冰的變化及容器內(nèi)壁的細微現(xiàn)象，同步用溫度計監(jiān)測容器內(nèi)溫度變化。組織學生描述觀察到的現(xiàn)象，提煉“固態(tài)直接變氣態(tài)”的核心特征，給出升華的精準定義，強調(diào)其吸熱的能量特點。分發(fā)實驗記錄表，指導學生規(guī)范記錄實驗現(xiàn)象與溫度數(shù)據(jù)。學生活動：細致觀察實驗現(xiàn)象，記錄干冰的形態(tài)變化及容器內(nèi)溫度變化數(shù)據(jù)。小組討論并總結(jié)實驗現(xiàn)象的共性，在記錄表中完成升華定義的填寫。提出關(guān)于升華現(xiàn)象的疑問，如“所有物質(zhì)都能發(fā)生升華嗎”。即時評價標準：能準確描述干冰升華的實驗現(xiàn)象，無關(guān)鍵信息遺漏；能提煉升華“固態(tài)直接變氣態(tài)”的核心特征，正確書寫定義；能提出12個有探究價值的相關(guān)疑問。任務二：升華條件的控制變量探究目標：探究溫度、壓強對升華速率的影響，建立升華與凝華的關(guān)聯(lián)教師活動：開展對比實驗：設置不同溫度梯度（室溫、低溫、加熱）、不同壓強環(huán)境（常壓、低壓）下的干冰升華實驗，引導學生觀察升華速率的差異。提問“溫度和壓強如何影響升華速率？當容器內(nèi)溫度驟降時，會出現(xiàn)什么新現(xiàn)象？”，引導學生思考升華的逆過程。分發(fā)討論卡片，組織小組分析實驗數(shù)據(jù)，總結(jié)升華條件，推導凝華的定義與特點。學生活動：分組觀察對比實驗，記錄不同條件下干冰升華的速率數(shù)據(jù)及容器內(nèi)壁的新現(xiàn)象（凝華形成的固態(tài)小顆粒）。分析數(shù)據(jù)，總結(jié)“溫度越高、壓強越低，升華速率越快”的規(guī)律，推導凝華的定義與放熱的能量特點。完成討論卡片，梳理升華與凝華的相互關(guān)系。即時評價標準：能基于實驗數(shù)據(jù)總結(jié)溫度、壓強對升華速率的影響規(guī)律；能準確推導凝華的定義及能量變化特點；能清晰闡述升華與凝華的逆過程關(guān)系。任務三：生活中升華與凝華現(xiàn)象的原理解讀目標：運用知識解釋生活實例，深化概念理解教師活動：展示樟腦球變小、霜的形成、鎢絲燈發(fā)黑等生活實例圖片，提出問題“這些現(xiàn)象分別屬于哪種物態(tài)變化？其發(fā)生的條件是什么？”。組織學生分組闡釋現(xiàn)象原理，對易混淆的案例（如“露”與“霜”）進行重點辨析。學生活動：結(jié)合所學知識，獨立分析實例的物態(tài)變化類型，標注對應的能量變化。小組內(nèi)交流闡釋思路，針對易混淆案例展開辯論，明確差異點。即時評價標準：能準確判斷實例的物態(tài)變化類型，闡釋原理邏輯清晰；能精準區(qū)分露（液化）與霜（凝華）等易混淆現(xiàn)象的本質(zhì)差異。任務四：升華現(xiàn)象的驗證實驗設計目標：提升實驗設計與實操能力，驗證升華規(guī)律教師活動：分發(fā)實驗材料（碘顆粒、試管、酒精燈、塞子等），提供實驗安全操作指引，要求小組設計“驗證固態(tài)碘升華”的實驗方案。巡視實驗過程，對操作不規(guī)范的小組進行針對性指導，記錄各小組的實驗設計亮點與不足。學生活動：小組合作設計實驗方案，明確實驗目的、步驟、預期現(xiàn)象與注意事項。按方案開展實驗，記錄碘的形態(tài)變化，驗證升華現(xiàn)象，撰寫簡易實驗報告。即時評價標準：實驗方案設計科學、可行，能體現(xiàn)控制變量思想；實驗操作規(guī)范，能準確記錄現(xiàn)象并得出驗證結(jié)論；實驗報告要素齊全，邏輯嚴謹。任務五：知識整合與總結(jié)目標：梳理本節(jié)核心知識，形成知識體系教師活動：引導學生回顧本節(jié)課實驗與討論內(nèi)容，構(gòu)建升華與凝華的知識框架。組織學生分享學習心得，強調(diào)兩類現(xiàn)象在生活與生產(chǎn)中的應用價值。學生活動：完善思維導圖，整合升華、凝華的定義、條件、能量變化及實例。分享學習收獲，提出仍存的疑惑。即時評價標準：思維導圖能完整呈現(xiàn)本節(jié)核心知識，邏輯層級清晰；能準確闡述升華與凝華的應用價值。（三）鞏固訓練（10分鐘）1.基礎鞏固層練習1：列舉可發(fā)生升華現(xiàn)象的物質(zhì)，并說明判斷依據(jù)。教師活動：引導學生結(jié)合實驗與生活實例，聚焦“固態(tài)直接變氣態(tài)”的核心特征進行判斷。學生活動：獨立列舉干冰、碘、樟腦球等物質(zhì)，闡述各物質(zhì)的升華條件與現(xiàn)象。練習2：判斷下列說法的正誤，并說明理由。（1）升華過程需要吸收熱量；（2）所有物質(zhì)在常溫常壓下都能發(fā)生升華。教師活動：針對學生的判斷結(jié)果，重點講解易錯點，強化能量變化與條件限制的認知。學生活動：獨立判斷并書寫理由，訂正錯誤認知。2.綜合應用層練習3：某固態(tài)物質(zhì)在加熱過程中，溫度持續(xù)升高但質(zhì)量逐漸減小，分析該現(xiàn)象的可能原因。教師活動：引導學生結(jié)合升華與熔化的知識，進行多維度分析。學生活動：小組討論，得出“物質(zhì)發(fā)生升華”或“部分熔化后汽化”等結(jié)論，闡明推理過程。練習4：設計一個簡易實驗，驗證“常溫下固態(tài)物質(zhì)可發(fā)生升華”，寫出實驗方案（含材料、步驟、預期現(xiàn)象）。教師活動：提供實驗設計的評價維度，指導學生完善方案。學生活動：獨立完成實驗方案設計，小組間互評方案的可行性。3.拓展挑戰(zhàn)層練習5：探究不同溫度與壓強下，碘的升華速率變化規(guī)律，設計實驗的變量控制方案。教師活動：引導學生運用控制變量法，明確自變量、因變量與無關(guān)變量。學生活動：分組設計探究方案，規(guī)劃數(shù)據(jù)記錄與分析方法。練習6：結(jié)合生活實際，論述升華與凝華現(xiàn)象在食品保鮮、舞臺特效、人工造雪等領域的應用原理與優(yōu)勢。教師活動：組織學生進行觀點分享，拓展知識應用邊界。學生活動：撰寫簡短論述，小組間交流分享見解。4.反饋機制教師點評：針對各層次練習的完成情況，指出共性錯誤與典型問題，給出修正建議；學生互評：以小組為單位，按預設評價標準互閱練習，分享解題思路；案例展示：呈現(xiàn)優(yōu)秀實驗方案與典型錯誤案例，剖析成因與改進路徑。（四）課堂小結(jié)（5分鐘）1.知識體系建構(gòu)教師活動：引導學生完善升華與凝華的思維導圖，組織學生用“一句話”總結(jié)本節(jié)核心知識。學生活動：完成思維導圖的最終梳理，分享個性化的知識總結(jié)。2.方法提煉與元認知培養(yǎng)教師活動：回顧本節(jié)課運用的控制變量法、實驗探究法、模型建構(gòu)法等科學方法，提問“本節(jié)課你最認可的探究思路是什么？其優(yōu)勢體現(xiàn)在哪里？”。學生活動：反思本節(jié)課的學習方法，總結(jié)自身的認知提升點。3.懸念設置與差異化作業(yè)教師活動：提出開放性問題“升華現(xiàn)象能否在超低溫、超高壓的極端條件下發(fā)生？其規(guī)律是否會改變？”，布置分層作業(yè)。學生活動：記錄懸念問題，明確作業(yè)要求。4.小結(jié)展示與反思教師活動：組織學生展示思維導圖與學習總結(jié)，鼓勵學生反思學習過程中的不足。學生活動：展示學習成果，陳述自身的學習反思與改進計劃。六、作業(yè)設計（一）基礎性作業(yè)完成下列填空題（1）物質(zhì)從固態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過程稱為________；（2）升華現(xiàn)象發(fā)生的核心條件是________；（3）下列物質(zhì)中，常溫常壓下可發(fā)生升華的是________（填序號：①干冰②鐵塊③樟腦球④玻璃）。分析實驗現(xiàn)象并闡釋原因：將干冰放入密封容器后，容器內(nèi)溫度先降低后升高，試解釋該現(xiàn)象的成因。選取一個生活中典型的凝華現(xiàn)象，詳細闡述其發(fā)生的條件與物理原理。（二）拓展性作業(yè)設計“驗證凝華現(xiàn)象”的完整實驗方案，要求明確實驗目的、材料、步驟、安全注意事項及預期現(xiàn)象。調(diào)研升華與凝華現(xiàn)象在工業(yè)生產(chǎn)中的應用案例，撰寫一份200字左右的應用報告，闡明其技術(shù)原理。（三）探究性/創(chuàng)造性作業(yè)基于升華吸熱的物理原理，設計一個可用于日常降溫的簡易裝置，提交書面方案（含裝置示意圖、工作原理、實用性分析），要求兼具創(chuàng)新性與可行性。七、本節(jié)知識清單及拓展（一）核心知識清單基本定義：升華是物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程，需吸收熱量；凝華是物質(zhì)由氣態(tài)直接變?yōu)楣虘B(tài)的過程，需釋放熱量，二者均不經(jīng)過液態(tài)階段。影響條件：升華與凝華的發(fā)生及速率，受溫度與壓強的雙重影響，通常在低于物質(zhì)沸點的溫度下可發(fā)生，且溫度越高、壓強越低，升華速率越快。物態(tài)變化規(guī)律：物質(zhì)的固、液、氣三態(tài)在特定溫度與壓強條件下可相互轉(zhuǎn)化，各類轉(zhuǎn)化均伴隨能量的吸收或釋放。典型實例：升華實例（干冰升華、樟腦球變小、冰凍衣物晾干）；凝華實例（霜的形成、鎢絲燈發(fā)黑、霧凇生成）。實驗要求：觀察升華與凝華現(xiàn)象需規(guī)范操作儀器，精準記錄數(shù)據(jù)，運用控制變量法分析實驗規(guī)律。（二）知識拓展方向跨學科關(guān)聯(lián)：升華與凝華現(xiàn)象在化學（物質(zhì)相變提純）、生物學（植物凍害的凝華成因）等領域的應用與關(guān)聯(lián)；極端條件探究：超臨界狀態(tài)下升華與凝華的特殊規(guī)律，及在航天、新材料領域的應用前景；微觀機制闡釋：從分子動理論與量子力學角度，解析升華與凝華的微觀粒子運動規(guī)律；社會應用價值：升華與凝華技術(shù)在新能源（太陽能集熱）、環(huán)境治理（人工降雨）等領域的創(chuàng)新應用；歷史文化傳承：升華與凝華現(xiàn)象在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝、民間自然認知中的體現(xiàn)與傳承。八、教學反思（一）教學目標達成度評估當