八年级物理上册 4.4《升华和凝华》教案 粤教沪版.doc

升华和凝华
1．教学目标
◆知识与技能
⑴知道什么是升华和凝华，了解生活中的升华和凝华现象。
⑵知道升华要吸热，凝华要放热。
◆过程与方法
⑶通过实验、观察和分析，认识升华和凝华。
◆情感态度与价值观
⑷乐于探究生活中有关升华和凝华的现象，领略自然界中6种物态变化的美妙与和谐。
2．教材说明
本节教材主要通过实验让学生认识升华和凝华现象，并知道物质升华要吸热，凝华要放热，了解升华和凝华在实际中的应用。
升华和凝华是6种物态变化中的两种，与前面已讲的4种物态变化构成完整的知识体系。本节教材既是前面汽化、液化、熔化和凝固知识的延续，又为下一节学习自然界中的水循环做好准备，并为后面学习物质的结构和属性打下基础。
本节教材的编排思路大体是：实验→分析→应用。教材首先由一组生活场景（图4-33）引入课题，引发学生思考，然后通过“活动1”和“活动2”中的碘升华和凝华的实验，让学生认识升华和凝华现象，知道升华需要吸热，凝华需要放热，最后联系实际分析有关现象，如“STS”中的“人工降雨”等。
为拓展学生的知识面，“信息浏览”还介绍了“等离子态”和“中子态”。同旧教材相比，新教材对升华和凝华不再是仅停留在介绍现象上，而是强调了实验探究过程，把“观察碘的升华和凝华”这个实验作为学生活动，让学生动手实验、观察，符合《课程标准》中“通过实验探究物态变化过程”的要求；另外，新教材增加了“人工降雨”、“等离子态”和“中子态”等内容，密切了教学内容与生活实际、现代科技的联系。
本节教学重点：在生活中，学生对升华和凝华现象往往视而不见，在小学自然课中也没有学过，所以让学生通过实验感知升华和凝华两种物态变化，并能解释生活中的有关现象是本节教学的重点。
本节教学难点：由于很多气态物质是无色透明的，无法直接观察到，所以升华和凝华现象一般要根据观察到的现象进行分析、推断，来确认是固态和气态之间的直接变化，这需要学生有一定的抽象思维能力，所以是本节教学的难点。
3．教学建议
本节教学要注意从生活实例和实验入手，让学生认识升华和凝华现象，为此，做好碘升华和凝华的实验是教好本节课的关键。课前要精心准备实验，确保实验成功、效果明显，教学时要加强对学生的指导，启发点拨学生分析观察到的现象，让学生自主建立升华和凝华的概念。
教科书图4-33及相关文字说明，目的是让学生通过观察分析生活中的一些现象，意识到物质可以在固态和气态之间发生相互转化，从而引出升华和凝华这两种物态变化。
在具体教学时，可以先让学生阅读教材，引导学生思考、分析：（1）每幅图中物质状态发生了什么样的变化？（2）这几种现象的共同之处是什么？在学生回答的基础上，师生共同总结出共同点：物质在固态和气态之间发生了变化，由此引入升华和凝华。
也可以借助多媒体引出课题。如播放以下录像片：（1）烈日当空，久旱无雨为了解决旱情，过去人们往往摆起香案，祈祷“龙王爷”恩赐，结果滴雨未下；而现今，用飞机在高空投撤了一些固态物质，顷刻间下起了大雨。学生不由产生疑问：这种固态物质是什么呢？它为什么能促使雨的形成？这样不但引入了课题，还激发了学生学习物理的兴趣，有利于破除迷信，培养学生热爱科学的情感。（2）歌舞晚会上，为了渲染气氛，舞台上有时固态
气态
液态
熔化
凝固
液化
汽化
图4.4-1
也喷撒这种固态物质制造“白雾”。这种“白雾”又是怎样产生的？面对学生的疑问，教师指出：以上两例中“雨”和“烟雾”的形成，除了包含前面学过的“液化”现象外，还跟另一种物态变化——升华有关，由此引入课题
还可以通过复习引入课题。首先让学生总结：你学过哪些物态变化？教师根据学生的回答画出如图4.4-1所示的框架图。学生（或教师）结合框架图提出问题：物质在固态和气态之间是否可以相互转化？从而引入课题。
升华
活动1 固态能直接变成气态吗
“活动1”的目的是：通过实验观察碘的升华过程，认识到固态能直接变成气态，从而建立升华的概念。
《物理课程标准》要求学生通过实验来探究物态的变化过程，因此对于“活动1”，应组织所有学生参与其中。
该实验若用酒精灯加热，往往会出现以下问题：（1）酒精灯灯焰的大小与位置调节不当，易使锥形瓶底部温度过高，虽然能产生大量的碘蒸气，却明显地看到固态碘发生了液化易使学生误认为碘蒸气是由液态碘汽化成的；（2）玻璃片与锥形口密封不严，碘蒸气溢出来，由于碘有毒性，会对学生造成一定的伤害。
所以建议用热水加热，具体方法如下：
器材：烧瓶（250ml）一个、烧杯（200ml）一个、橡皮塞、开水、碘。
具体做法：（1）向烧瓶内加少量碘（半药匙即可），用瓶塞塞紧；（2）向烧杯内加满热开水；（3）摇动烧瓶，使碘颗粒均匀地铺在烧瓶底部，然后放在烧杯上加热。
注意事项：（1）开水温度要尽量高，用刚烧开的水最好；（2）向烧杯内加热水要加满，不妨从杯口溢出一点，这样能使烧瓶底部与水面紧密接触；（3）实验中烧瓶外部有少许水蒸气液化形成的小水滴，影响观察效果，可用抹布及时擦拭。
这样改进的好处是：学生能非常明显地看到固态碘升华成碘蒸气，不会出现固态碘液化的现象；并且瓶塞塞紧瓶口，碘蒸气不会溢出；实验装置简单，易操作，便于学生分组实验。
学生实验时，教师注意指导：①为了防止有毒的碘蒸气溢出，提醒学生不要打开烧瓶瓶塞；②注意观察碘在变化前后所处的状态，特别要看是否有液态碘出现；③实验要注意安全，防止烧伤或烫伤。
每位学生通过自己的实验探究，会看到紫黑色的碘晶体不经过液态，直接升华成碘蒸气，学生在惊讶之余真切感受到“直接”二字的内涵，并总结出：固态的碘受热能直接变成气态。
根据以上实验，给出升华的定义。
为了丰富学生对升华的理解，教师还可引导学生列举一些生活或自然现象，如：家中使用的固体清香剂，过几天会发现变小了，而家里弥漫着香气；冬天，冰冻的衣服也会干，是因为冰没有变成水，直接变成了气态的水蒸气；积雪未熔化，但一天比一天少，也是直接变成了水蒸气；樟脑丸逐渐变小、消失等等，这些都是升华现象。
凝华
活动2 气态能直接变成固态吗
“活动2”的目的是：通过实验观察和分析思考，确认物质能由气态能直接变成固态，从而建立凝华的概念。
对于活动2中的（1），可让学生先对碘停止加热，过一会再观察：冷却后的烧瓶里还有没有紫红色的碘蒸气？在烧瓶的内壁又看到了什么？让学生观察、讨论、交流。
对于活动2中的（2），可把冰块和食盐按3：1的比例混合，放入搪瓷杯中，观察实验现象，并引导学生思考：这层霜是从何而来？
活动后，组织各小组汇报活动中观察的现象，根据学生回答总结：在活动A中，冷却时，紫色碘蒸气立即消失，没有经过液态，直接变成固态碘；在活动B中，空气中的水蒸气遇到搪瓷杯，直接凝华成固态的霜。
仿照升华的定义，让学生说出凝华的定义：物质由气态直接变成固态的现象叫凝华。
为了加深对升华和凝华现象的理解，并激发学生的学习兴趣，教师可演示人工造“雪”实验：在封闭烧瓶中插有小树枝，内放一些樟脑球粉末，先微微加热；停止加热后让学生观察树枝上出现了什么？分析是如何形成的？学生欣赏到“雪”的自然美，领悟到物态变化的神奇，产生对物理的热爱之情。还可让学生讨论白炽灯泡发黑的问题,给每组学生发放一只新灯泡和旧灯泡，在学生观察的基础上，讨论旧灯泡玻璃变黑的原因。
关于“升华吸热”和“凝华放热”，可通过以下问题，引导学生思考讨论得出：物质发生状态变化时，要吸热或放热；那么，固态碘升华过程中是吸热还是放热？碘蒸气凝华过程中吸热还是放热？你是根据什么判断的？
由小组学生代表汇报，汇报不全面或有不同的结论，再由其它小组补充、完善，培养学生的分析推断能力。学生思考、交流、讨论后会答出：固态碘升华过程中要用热水加热，说明升华的条件是吸热；碘蒸气凝华过程中进行冷却，温度降低，说明凝华过程中要放热。
然后联系实际，用升华吸热和凝华放热，分析实际生产和生活中的应用。例如：霜是在什么样的温度下形成的？（霜是空气中的水蒸气在气温降到零摄氏度以下时，直接凝华而成的小冰晶。）玻璃窗上的冰花是在玻璃的内表面还是外表面？（内表面。）为什么？（室内的气温较高，空气中的水蒸气遇到温度很低的玻璃时放热凝华，形成小冰晶附着在玻璃的内表面；而室外的气温很低，与玻璃的温度相等，空气中的水蒸气不会向玻璃放热，所以外表面不能形成冰花。）培养学生灵活运用物理知识解决（解释）实际问题的能力；体会物理与生活实际的密切联系，意识到生活中处处有物理。
关于“STS”中的“人工降雨”，可以让学生先阅读自学，然后总结：其中包括哪些物态变化？并谈谈自己阅读后的感受，让学生体会科学及相关技术对于社会发展、自然环境和人类生活的影响，增强将科学服务于人类的使命感与责任。教师还可补充说明：干冰迅速升华成二氧化碳气体时，会吸收大量的热，使周围的温度降低，在运输食品时往往放一些干冰，可使食品箱内的温度降低，防止食物腐烂变质。
本节课最后可利用方框图（如图4.4-1所示），让学生总结6种物态变化的区别和联系，并从中体会6 种物态变化的美妙与和谐。